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摘要:城市化建设进程的不断加快,使得高速公路桥梁工程建设不断增多,其不仅关系着社会经济的发展,还影响着人员安全,因此对高速公路桥梁工程施工技术的水平要求也不断提高,预应力施工技术就是其中一项重要的技术。其可以提高桥梁整体结构的刚度和强度,从而优化桥梁质量,增加桥梁的使用寿命。因此为了充分发挥高速公路桥梁工程预应力施工技术的作用,本文阐述了高速公路桥梁工程预应力施工技术的应用优势及其现状,对高速公路桥梁工程中的预应力施工技术要点及其实施要点进行了探讨分析。
关键词:高速公路桥梁工程;预应力施工技术;应用优势;现状;技术要点;实施要点
预应力施工技术是高速公路桥梁工程施工项目中非常重要的施工技术之一,对于提高桥梁整体结构的稳定性和安全性以及提升其承载能力具有重要作用。基于此,以下就高速公路桥梁工程中的预应力施工技术及其实施要点进行了探讨分析。
1.高速公路桥梁工程预应力施工技术的应用优势分析
高速公路桥梁工程中的预应力施工技术应用优势具体体现在以下几方面:
1.1加固桥梁主体。高速公路桥梁工程中的各个构件都加了预应力,提高了整体结构的耐久性和构件的刚度。这样在承受荷载时,能够防止构件出现裂缝,从而增加桥梁的使用寿命。
1.2使用范围广泛。预应力施工技术不但能够应用于桥梁施工的主体项目,还能够应用于边坡锚固的小项目,从而有效保证高速公路桥梁建设工程的整体质量。
1.3减轻自重、节约成本。采用预应力施工技术,可以减少钢筋用量的构件截面尺寸,这样不仅可以减少自身重量,还大大节省了施工材料,从而节约成本。
1.4提高混凝土钢筋的耐疲劳强度。高速公路桥梁工程中的预应力施工技术应用,使混凝土梁选用曲线钢筋结构,降低了荷载作用下的主拉应力,从而减少小梁的腹板厚度。此外,可以增加受压构件的纵向钢筋的张拉角度,同时,周围混凝土的张力也能够阻挡压弯的力,从而防止出现压弯钢筋的现象。在高速公路桥梁的使用过程中,需要承受动荷载,预应力施工技术的应用,可以减少钢筋在这种情况下带来的变化幅度,从而提高混凝土钢筋的耐疲劳强度。
1.5操作安全、方便施工。
1.6能够作为结构构件的连接手段,有效防止结构构件受到损坏。
2.高速公路桥梁工程中的预应力施工技术应用现状分析
近年来高速公路桥梁工程施工应用预应力施工技术取得了显著的成果,但是仍然还存在一些问题和不足,特别是在高速公路桥梁工程施工过程中,波纹管容易受到外界各种因素的影响,容易发生管道堵塞。通常情况下,在高速公路桥梁工程混凝土浇筑施工时,一旦发生波纹管堵塞,会直接影响后续的施工建设,需要花费大量的物力、人力和财力。在高速公路桥梁工程施工中波纹管堵塞主要是由于以下几点原因:其一,施工人员没有严格按照预应力施工技术应用要求进行操作,施工技术不规范,责任意识淡薄,放置波纹管过程中,眼神长度较短,造成扭曲和变形;其二,混凝土振捣施工过程中,混凝土材料振捣不充分,出现离析现象,振捣力度过大或者时间过长,施工过程不规范,并且振捣施工时没有及时避开波纹管,造成波纹管损坏或者移位。
3.高速公路桥梁工程中的预应力施工技术要点分析
3.1预应力钢材选择的技术要点分析。预应力钢材的合理选择可有效防止波纹管发生堵塞或者出现裂缝。当前我国高速公路桥梁工程采用的预应力钢材主要包括预应力矫直和冷拉钢丝、低松弛和普通预应力钢绞线、预应力钢筋等,其中低松弛钢绞线应用比较广泛,性价比较高,并且轻便、高效。在实际的高速公路桥梁工程施工中,应仔细分析不同预应力钢材的特性,全面考虑到各种因素,如钢材表面的松弛度、钢材破断荷载和尺寸、钢材延展率和伸长率、钢材几何参数和松散性、钢材规格和品种等,结合实际的高速公路桥梁工程施工要求,选择合适的预应力钢材,保障施工质量和施工效益。
3.2预应力锚具选择的技术要点分析。高速公路桥梁工程设计选择预应力混凝土结构形式,在施工过程中需要使用预应力锚具,因此选择合适的预应力锚具,并且正确的使用锚具,对于整个高速公路桥梁一般工程施工建设实现钢筋和混凝土的连接非常方便,极大地提高了施工安全和施工效率,有效减少高速公路桥梁工程施工损失。锚具自身具有良好的优越性,在高速公路桥梁工程施工中发挥着不可替代的重要作用。随着高速公路桥梁工程预应力施工技术的应用越来越广泛,预应力锚具的各方面性能也逐渐改善,通过反复多次的试验和准确计算,合理设计锚具尺寸,通过不断提升锚具加工制造水平,有效提高预应力锚具的应用性能。
3.3预应力体系设计的技术要点分析。高速公路桥梁工程预应力体系设计中的预应力体系结构中采用平竖相结合的钢束,构建完美的空间曲线,在顶部腹板位置集中锚固,齿板位置锚固和底板钢束尽量相互靠近,这种布束结构具有以下几个特点:其一,这种预应力的力臂较大,可充分发挥力学效应;其二,腹板和布束之间的距离非常近,在整个截面上传力路线均匀分布,顶板束对腹板承托进行锚固,不需要设置一些复杂齿板,实现箱梁尺寸的受力控制设计;其三,平面上使用S型线型,对底板和顶板进行锚固,有效消除锚固位置的横向作用力。
3.4预应力筋下料施工技术要点的分析。按照高速公路桥梁预应力施工设计要求进行张拉,在锚垫板和钢管中进行灌浆操作,形成完整的粘结段,可有效提高预应力筋的固定质量。工作人员在下料过程中,应仔细清洁粘结段和钢绞线,细致、认真的清洁干净,重点应注意结合段和钢绞线上的油脂、PE层等。同时,在高速公路桥梁工程施工过程中,应加强现场施工的沟通和监督,施工人员必须严格按照预应力筋下料施工要求进行操作,将粘结段长度控制在标准尺寸范围内,确保其正确准确,不偏不倚。
3.5穿索预应力筋技术要点的分析。高速公路桥梁工程中应用预应力施工技术,通常预应力筋长度比较长,甚至超过160m,在穿束施工过程中需穿过很多的墩顶导向槽和转向装置,整个箱梁中穿索15根钢绞线难度非常大,为了进一步降低施工难度,保障施工质量,可逐一穿梭,对钢绞线和封闭小孔逐一进行标记,确保穿梭质量,将其放置在准确的位置上。
3.6张拉预应力筋技术要点的分析。高速公路桥梁工程应用预应力施工技术中的预应力筋张拉时,应做好预紧张拉和高应力张拉,高速公路桥梁工程施工时应防止钢绞线被缠绕,确保顺利的进行后续施工,保障预应力筋张拉质量。通过预紧张拉可使钢绞线保持顺直,并且为了保障预紧张拉质量,应从预应力筋两头同时进行,特别要注意拉伸力度,不能过小或者过大,准确把握拉伸力度,按照施工设计图要求,放置在正确的位置上,避免其移动或者走位。同时,完成预紧张拉后,应认真检查预紧张拉质量是否达标,确保质量达标后再开始张拉预应力施工,使用智能张拉机械设备,有效保障施工质量。
3.7压浆处理施工技术要点的分析。高速公路桥梁工程施工过程中,应合理运用预应力施工技术,做好压浆处理施工。在实际应用中,主要采用局部粘结的方式进行压浆处理,通过这种方式完成定衡量索锚固处理,确保压浆处理后粘结力符合高速公路桥梁工程的施工规范标准,粘结段的粘结力达到108%以上,压浆足够密实后,才能确保锚固质量合格。预应力施工技术在高速公路桥梁工程施工中的应用,应高度重视压浆处理,实际操作施工完成后,应做好相应的检查和实验,确保压浆处理的顺利进行。通常情况下,高速公路桥梁工程施工中完成张拉环节后的20小时内必须使用智能压浆机做好压浆处理,压浆应稳定、均匀,保障压浆处理质量。
4.高速公路桥梁工程预应力施工技术的实施要点分析
4.1充分做好施工准备工作。高速公路桥梁工程施工的工序较为复杂,而预应力施工技术要想良好的效果,就必须冲冠怒发做好准备工作。一是预应力施工设计。预应力施工技术主要是对混凝土和钢结构处理,设计阶段要根据高速公路的实际情况和需求对混凝土材料的荷载最大值进行明确的要求,以免出现的结构变形的问题,而钢材料的选择则要保证负荷和承压性。二是地基的处理。高速公路桥梁工程施工环境常会遇见诸如软地基等形式的不良地质,而与预应力施工虽然主要是针对桥梁结构,但地基的处理效果会直接影响到施工质量。常见且有效的方式主要有换填加固技术,主要是针对天然地质结构存在问题的工程,就是通过更换优质泥土代替原来的土层,因此又可以划分为水泥、碎石和石灰三种置换方法以及应用于含水量较高地质的排水固结。
4.2预应力施工技术在桥梁受弯构件中的实施要点。预应力施工技术在公路桥梁工程项目施工过程中发挥着重要作用,主要表现为:可以在很大程度上有效改变以及提升工程材料混凝土的受拉性能以及受弯性,众所周知,由于混凝土材料自身并不具备很强力的受拉和受弯性能,这两种性能在混凝土原料中体现相对较弱,在公路桥梁工程项目的实际施工过程中,使用技术,将其运用于受弯构件中去,就可以在很大程度上将混凝土材料的这种缺点加以改善,最终也能最大化地将其性能的优点进行发挥,而且公路桥梁工程施工作业过程中的抗弯性较差以及抗拉性较差的劣势也能得到弥补。
4.3预应力施工技术在T梁中的实施要点。一般高速公路桥梁工程施工会利用钢绞线来实现混凝土预应力T梁施工,施工过程中,T梁的跨径应该保持在20~50m。根据静载试验结果,T梁桥在设计承力荷载时,桥梁使用性能能够满足设计要求。同时采用2片梁双拼的方法进行T梁荷载试验切实可行,能够避免T梁在试验中发生侧倾失稳的情况。但这种技术也存在一些不足之处,例如,为了得到较为可靠的实验数据,加载的重量和测试工作量成倍增加,因此,容易发生严重偏载。
4.4预应力施工技术在混凝土箱梁中是实施要点分析。某大桥主桥设计为68m+3×110m+68m预应力混凝土变截面悬浇连续箱梁,引桥设计为17m×40m預制预应力混凝土先简支后连续T梁,大桥全长1161.80m。某大桥主要应用的预应力连续箱梁技术完成修建的,预应力混凝土连续箱梁桥的跨径可达300m,在这个跨径领域内,它可与钢桥竞争。箱形梁的优点是抗扭刚度大,适用于曲线桥及承受较大偏心荷载的直线桥。箱形梁主要有预应力混凝土箱形连续梁和钢箱形梁。采用悬臂法施工的连续梁,变高度梁又与施工的内力状态相吻合。另外,采用的变高度梁使梁体的外形和谐,节省材料并增大桥下净空。在设计上,箱形截面可极大地发挥预应力的效用,可提供很大的混凝土面积用于预应力束的通过,更关键的是可提供较大的截面高度,使预应力束有较大的力臂。
结束语
综上所述,随着高速公路桥梁工程的快速发展,使得预应力施工技术以其自身的独特优势得到广泛应用,极大提升了高速公路桥梁施工质量和施工效益。因此需要结合高速公路桥梁工程中预应力施工技术应用现状,根据高速公路桥梁工程项目施工现场实际,不断优化和完善预应力施工技术,从而使预应力施工技术在高速公路桥梁工程建设的作用得到充分发挥。
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