简支变连续预应力混凝土桥施工及质量控制

简支变连续预应力混凝土桥施工及质量控制

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摘要:简支变连续预应力混凝土结构因其优良的力学性能,在桥梁工程中已经得到了广泛的使用,但施工工艺性强、技术性高,其质量控制受影响和制约因素多。本文总结简支变连续预应力混凝土桥梁施工的质量控制影响因素,并有针对性的提出质量控制措施,为同类工程项目供参考。

关键词:简支变连续;预应力混凝土;质量控制

预应力混凝土经过半个多世纪的发展并随着部分预应力概念的逐步成熟,大大扩展了它的应用范围[1]。目前预应力混凝土已成为国内外桥梁中最主要的一种结构材料。我国预应力混凝土桥梁发展很快,无论在桥型,跨度以及施工方法与技术方面都有突破性发展,简支变连续预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。

1预应力混凝土结构特点

1.1预应力混凝土结构优点

(1)改善使用阶段的性能。受拉和受弯构件中采用预应力,可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度;采用预应力,也能降低甚至消除使用荷载下的挠度[1],因此可跨越大的空间,建造大跨结构。

(2)提高受剪承载力。纵向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成,提高其受剪承载力。

(3)改善卸载后的恢复能力[2]。混凝土构件上的荷载一旦卸去,预应力就会使裂缝完全闭合,大大改善结构构件的弹性恢复能力。

(4)提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度,而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳(而不是由混凝土的疲劳)所控制的。

(5)可调整结构内力。将预应力筋对混凝土结构的作用作为平衡全部和部分外荷载的反向荷载,成为调整结构内力和变形的手段。

1.2预应力混凝土结构缺点

简支变连续预应力混凝土结构存在的缺点[2]:①工艺较复杂,质量要求高,因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。②需要有一定的专业设备,如张拉机具、灌浆设备等。③预应力反拱不易控制,它将随混凝土的徐变增加而加大,可能影响结构使用效果。④简支变连续预应力混凝土结构的开工费用较大,对于跨径小、构件数量少的工程,成本较高。

2施工控制影响因素

2.1施工工艺

施工控制是为施工服务的,施工的好坏直接影响控制目标的实现。除要求施工工艺必须符合控制要求外,在施工控制中必须计入施工条件非理想化而带来的结构制作、安装等方面的误差,使施工状态保持在控制之中。

2.2结构参数

结构参数是控制中结构施工模拟分析的基本资料,其准确性直接影响分析结果的准确性。结构参数主要包括:结构构件截面尺寸、结构材料弹性模量、材料容重、材料热膨胀系数、施工荷载和预应力或索力。

2.3温度变化

温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大,这种影响随温度的改变而改变,在不同时刻的结构状态(应力、应变)进行量测,如果施工控制中忽略了该项因素,必然难以得到结构的真实状态数据(与控制理想状态比较),从而也难以保证控制的有效性,所以必须考虑温度变化的影响[2]。

2.4材料收缩徐变

对混凝土桥梁结构而言,材料的收缩、徐变对结构内力、变形有较大的影响,这主要是由于大跨径桥梁施工中混凝土普遍存在加载龄期小、各阶段龄期相差大等问题引起的,控制中要予以认真研究,以期采用合理的、符合实际的徐变参数和计算模型。

3预应力混凝土的质量控制措施

3.1确保混凝土质量

混凝土应保证具有设计要求的强度、良好的和易性及泌水性,且质量均匀性要好。影响混凝土质量有多方面因素,其中混凝土配合比是控制其质量的最重要因素,在满足其施工要求的情形下应尽量减少单位用水量,相应地也减少单位水泥用量,从而减少混凝土水化热,减少由于混凝土的徐变与收缩而引起的预应力损失和施加预应力之前的收缩裂缝[3]。此外采用现场试块测得的早期混凝土强度等级代替现场结构的实际混凝土强度,也存在一定的问题。试验表明,出现事故的结构最后验算时,其实际强度均未达到现场测得的强度,有时候甚至更低。

3.2重视预应力管道安装

预应力管道安装准确与否直接影响到梁体的受力情况与设计是否一致,关系到桥梁施工质量,是预应力施工中的重点。在管道安装过程中,主要需加强对管道定位进行控制,避免混凝土浇筑时出现管道上浮及漏浆现象。预应力管道安装施工、混凝土灌筑前,要严格控制管道位置是否正确、平顺性如何、有无漏浆处、是否严格密封等[3]。

3.3张拉工艺质量控制

国内现浇大跨度预应力连续箱梁底板预应力束一般采用一端张拉的工艺。根据国内外相关规范规定:跨度≥30m以上的预应力桥梁,均要求采用两端对称张拉工艺,才能保证跨中有效预应力和桥梁在恒载和活载作用下跨中所需抵抗弯矩的建立;否则会导致跨中承载力不足,而产生正截面裂缝[4]。根据交通部专门调查资料,已通车的公路桥梁中,几乎都出现过由于张拉工艺不适合而产生大量裂缝的现象。

3.4波纹管漏浆堵管的防治

波纹管漏浆堵管是指用通孔器检查预应力索孔道时发现管内有堵塞或在混凝土浇筑前,索管内先置的预应力索抽拉不动。其产生的可能原因有[3]①波纹管接头处脱开漏浆,流入孔道;②波纹管破损漏浆或在工地存放、施工过程中被踩、挤瘪。

波纹管漏浆堵管的防治措施有①使用波纹管作为索管的,管材必须具备足够的承压强度和刚度;②波纹管连接应根据其号数,选用配套的波纹管,连接时两端波纹管必须拧至相当的位置,然后用胶布或防水布将接头缝隙封闭严密;③浇筑混凝土开始后,在其初凝前应用通孔器检查并不时拉动疏通,在混凝土浇筑结束后再进行一次通孔检查,如发现堵孔,应及时疏通;④确认堵孔严重无法疏通的,应设法查准堵孔的位置,凿开该处混凝土疏通索道。

3.5严格预应力孔道压浆工序

预应力孔道压浆有两个重要作用:一是保护预应力筋不被锈蚀;二是保证预力筋和结构共同工作。然而实际工程中预应力孔道的压浆不饱满、不密实、漏浆和漏灌现象十分普遍,已成为预应力结构的通病。

为防治孔道压浆不密实,可采取以下措施:1.孔道在灌浆前应以高压水冲洗,除去杂物,疏通和湿润整个管道;2.配制高质量的浆液,选用的水泥可用强度等级不低于32.5MPa,灰浆水灰比宜控制在0.1-0.45,泌水率宜小于2%,最大不应超过3%,灰浆应具有良好的流动性并不易离析;3.管道及排气口应疏通,压浆时应从低处往高处压,待高处的孔眼冒溢浓浆后,堵住排气口持荷继续加压,待泌水流光后再塞住孔口;4.对孔道较长或第一次压浆不够理想的,可进行二次压浆,二次压浆应在第一次压浆初凝后进行。

4结语

为适应我国经济的发展,预应力混凝土结构的应用范围将更加广阔,因此必须加强提高预应力技术水平的科研工作。简支变连续预应力混凝土桥梁预制安装施工质量直接影响桥梁质量、使用寿命和营运安全,务必引起广大从业人员的高度重视,切实抓好每道工序、每个环节的质量控制,确保桥梁梁板预制安装工程的质量。

参考文献

[1]陈凯.简支变连续预应力混凝土预制箱梁质量控制[J],山西建筑,2014年35期.

[2]王新华.后张法简支变连续预应力混凝土桥梁施工质量控制[J],黑龙江科技信息,2015年10期.

[3]徐胜峰.浅谈简支变连续预应力混凝土桥梁施工质量控制要点[J],中国城市经济,2016年03期.

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