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                特種橋梁施工中預應力的應用解析

                作者:admin 發布日期: 2018-12-11 二維碼分享

                一、預應力技術在橋梁施工中的應用


                1.橋梁受彎構件中預應力技術的應用


                因為碳纖維具有較高的強度,而且施工也很簡單,所以,施工中采用粘貼碳纖維片材,以此來作為鋼筋混凝土受彎構件的加固,在實際生產過程中得到了廣泛的應用,但是構件在加固前已存在初始內力,由這個初始內力使混凝土內部產生了壓應變和拉應變。


                當構件達到極限承載力時混凝土壓應變值達到極限壓應變,這個過程即為加固到極限承載力的過程,混凝土的應變增量決定了碳纖維片材的a終應力值。


                初始應變值與構件破壞時碳纖維片材的應力值成反比,也就是說初始應變值較大時碳纖維片材的應力值就較小,這時強度高的特點就體現不出來。


                具體施工時為使片材具備初始拉應力,應在粘貼碳纖維片材時先施加預應力給碳纖維片材,通過這種方法,可以使得混凝土構件破壞時片材的應力值得到提高,從而充分發揮作用。

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                2.預應力技術在鋼筋混凝土多跨連續梁中的應用


                多跨連續梁內存在兩種彎矩區:正彎矩區、負彎矩區,位於支座處的彎矩值為負值,而位於跨中部的彎矩值為正值。


                如果實際使用過程中,抗彎承載力和抗剪露載力不滿足要求的梁就需要進行必要的加固處理,可用粘貼碳纖維進行加固的方法來解決跨中正彎矩區抗彎承載力不足的問題,這種方法施工起來比較容易,但所加縱筋的錨固問題解決起來比較麻煩


                3.橋梁加固施工中預應力技術的應用


                通過對構件的補強和結構性能的改善來恢復或提高既有橋梁的承載能力,使用壽命可以得到延長,達到交通運輸的要求,從而達到了對橋梁加固的效果。施工過程中可以通過增加輔助構件、加強薄弱構件、加固墩臺及基礎、改變結構體系等途徑進行加固改造。


                實際工作中我們可以通過增大截面、增加配筋、施加體外預應力、改變結構的受力體系、增加橫向聯系等方法進行加固。


                為了使受拉區產生壓應力,受壓區產生拉應力,就應對構件預先施加預應力,通過施加的這個預應力可█以減小初彎矩作用下構件的應變,這樣構件達到極限承載力時的應變增量得到提高,加固鋼筋就可以充分發揮它的作用了。


                4.應用過程中鋼絞線及錨具應如何選擇


                預應力鋼絞線的選擇。預應力鋼筋、矯直回火預應力鋼絲、冷拉預應力鋼絲、低松馳鋼絞線、普通預應力鋼絞線和低松弛預應力鋼絲是目前主要使用的預應力鋼材。在選擇預應力鋼絞線時要對以下幾個方面進行認真考慮:


                ①性能參數:表面狀態、幾何參數、伸長率、松散性、屈服荷載、斷裂荷載、松弛等;


                ②鋼絞線的各種標準:破斷荷載、品種規格、松弛性、延伸率、尺寸公差等;


                預應力錨具的選擇。機械錨固和摩阻錨固這兩大類錨具是後張法預應力混凝土結構主要使用的錨具。


                ①機械錨固類錨具是采用機械加工的方式在預應力鋼材的端部形成一個錨碇的條件,以方便錨固作業。高強度粗鋼筋或集束型高強鋼絲—般用這類錨具進行錨固,當然單根或多根鋼鉸線也有用此法的。


                這種方法有錨具應力損失較小、連接比較方便的特點,並且在重復張拉或放松調整預應力的工作可以在未灌漿前進行。


                ②利用楔形錨具,將預應力鋼材”擠緊”形成錨旋作用的錨具稱為摩阻描固類錨具。這類錨具的優點是:錨力噸位較大、變化較多,穿索方便,品種較多,所以可以廣泛應用,缺點是:錨具應力損失較大,不方便連接或重復張拉作業。


                5.應用過程中如何進行預應力體系的設計


                OVM和XYM體系在橋梁預應力體系的設計中得到采用。頂板縱向鋼束采用的空間鹽線形式為平豎彎曲帽結合在腹板頂部承托上進行集中錨固,盡可能在靠近齒板處進行底板鋼束錨固。特點如下:


                ①使預應力較大限度地發揮力學效應,因為此時縣有a大力臂,接近腹板的布束可以使預應力分布在全截面上,且傳力路線▓較短。


                ②不需設置復雜的齒板構造,頂板束就可以錨固在承托中,設計時保證箱梁尺寸滿足受力需要就可以了。


                ?在設計位置平面上可以按同樣的S線型將頂、底板鋼束進行錨固,這樣集中錨固點產生的橫向力可以得到消除。


                二、預應力施工中的主要控制措施


                1.控制好預應力筋的定位


                嚴格按設計要求數量鋪設預應力筋,並保證準確的鋪設位置,達到互不扭絞,平面順直。設置張拉端時,預應力筋與錨板應保證垂直,列安裝好後的承壓韞要固定牢固,以防止在澆築混艇土時發生移位。遇有施工洞口及預留洞口時,預應力箭不斷、不繞,並束布置在離洞口邊30mm處。


                核對與非預應力筋相關性的依據是曲線預應力筋的坐標位置,當預應力筋與非預應力筋或其他布管相沖突時,保證預應力筋按設計位置進行鋪設,而把普通鋼筋的位置進行適當的調整,正確的預應力管道位置,不管如何調整都嚴禁截斷鋼筋,實際施工中如果兩個部位鋼筋存在較大的移位,我們可以用同型號的井字鋼筋對此部位進行加固處理,施工過程中制作、布置鋼筋時應滿足曲線坐標的要求。


                對制作好的鋼筋進行綁紮之前應在墊層上將鋼筋位置和粱的邊線標出,綁紮時應按鋼筋重疊順序綁紮,在梁內箍筋上按鋼絞線的設計位置牢固焊接專用支架,布置專用托輪若幹在鋼筋籠中,鋼絞線束按由端牽引、另端傳送的工序緩慢就位。接著進行螺旋筋及承壓板等構件的安裝。上層鋼筋在穿入預應力筋後依次就位,校對位置後固定牢固。


                確保預應力體系質量的重要基礎是預應力筋和渡紋管的安裝質量,施工過程控制要嚴格,只有這樣才能保證波管在灌註混凝土後不堵、不漏、不變形、不移位。


                在使用前對渡紋管進行嚴格的檢查,看其是否存在破損,能修補的及時修補,無法修復的廢棄不用,波紋管端頭的毛刺、卷邊、折角在安裝前必須去掉,認真檢查,使渡紋管的定位準確,防止出現左右移動、上浮和下沈現象,將位置偏差控制在規範要求內。


                用於渡紋管定位的鋼筋網片跟渡紋管的間隙應小於3mm;


                按曲線段不大於0.5m、直線段不大於1m的間距進行設置;


                管道附近有電氣焊在進行作業時,須用濕麻袋或薄鐵皮等覆蓋在渡紋管上,避免損傷波紋管,施工過程中註意渡紋管避免與鐵件等尖銳物的接觸,以免劃破;


                澆築混凝土時盡量避免振搗棒與渡紋管接觸。


                2.控制灌漿作業的質量


                在後張預應力混凝土構件中,通過壓力灌漿充滿預應力筋預埋孔道及預應力筋之間的空隙來解決結構混凝土的共同工作問題與預應力筋的防腐蝕問題,如果預應力筋處於多跨度█彎曲狀態、非水平的傾剝狀態時,無水泥漿存在的空間在水泥漿的泌水蒸發後形成,此處預應力筋失去保護。


                在高應力狀態下預應力筋列腐蝕損壞十分敏感,預應力筋腐蝕部位的斷面缺損,預應力混凝土結構的安全和耐久性受到影響。


                所以,預應力筋的防腐蝕性能、預應力構築物的安全性能和耐久性能受到灌漿質量好壞的直接影響。


                因此,對於孔道中水泥漿體硬化後收縮與孔道壁分離,水泥漿末充█滿,有空隙,水泥漿硬化後強度不滿足規範要求等質量問題應給予足夠的重視,並及時解決。

                特種橋梁施工

                3.波紋管漏漿堵管的防治


                具備足夠的承壓強度和剛度的管材才能作為渣紋管素管,破損管材嚴禁使用。


                選用配套的渡紋管並根據其號數進行渡紋管的連接,並用防水布或膠布將接頭縫隙封閉,保證嚴密。


                梁混凝土初凝前用通孔器檢查、拉動、疏通工作,如果用預置預應力素,施工時拉動預應力鋼紋線或鋼絲束就可以了,混凝土澆築完進行通孔檢查,並做相應的處理。


                如果遇到無法疏通的堵孔█情況時,則應首先明確堵孔的位置,然後鑿開,進行疏通。


                4.張拉時間的選擇


                有些施工單位為搶工期,在混凝土中摻加早強劑,在澆註混凝土3天以後,便進行張拉作業。


                這種方法是不能保證質量要求的,因為彈生模量和強度的增長不同步,早強劑加快了強度增長的速度,可並未加快彈生橫量增長的速度,這樣在混艦土早期變形大時進行張拉,則預應力損失會增加,承載力達不到要求且伴有裂縫病言的出現,所以施工過程中要嚴格按要求選擇張拉時間。


                5.控制好張拉力


                如果張拉力控制不嚴,將對預應力橋梁質量有很大的影響。通常采用張拉力和預應力筋伸長量同時控制張拉作業,稱為“雙控法”,此法中,以張拉力控制為主,而用伸長值來校核張拉力。判斷預應力準確與否的關鍵就是看張拉力與伸長值是否相符。


                三、結語


                通過以上敘述,大家對預應力在橋梁工程中的應用,及在應用過程中如何控制好預應力有了初步的了解,在施工中我們應不斷探索預應力的控制工作,只有完善了此項工作,才能使預應力充分發揮作用,更好的滿足施工及使用要求。

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