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第第頁(yè)道路橋梁建設(shè)中預(yù)應(yīng)力的作用【摘要】本文主要論述了道路橋梁建設(shè)過程中的預(yù)應(yīng)力問題,分析了工程建設(shè)中預(yù)應(yīng)力的具體作用,以及如何更好的利用預(yù)應(yīng)力作用,以期可以為道路橋梁建設(shè)工作提供參考。
【關(guān)鍵詞】道路橋梁;建設(shè);預(yù)應(yīng)力;作用
一、前言
當(dāng)前,在我國(guó)道路橋梁建設(shè)中,有很多問題需要深入分析和研究,其中,道路橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力問題就顯得尤為重要,必須要予以深入分析,以提升道路橋梁建設(shè)過程中的使用效果。
二、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的含義
預(yù)應(yīng)力技術(shù)是基于結(jié)構(gòu)構(gòu)件受外力荷載作用前,人為施加壓力而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力狀態(tài)以降低外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力,依靠混凝土較高的抗壓強(qiáng)度對(duì)其抗拉強(qiáng)度進(jìn)行有效彌補(bǔ)的一種新技術(shù),以實(shí)現(xiàn)對(duì)受拉混凝土開裂的推遲。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中是指,將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于混凝土工程施工中,在構(gòu)造過程中使混凝土產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力,將其外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力進(jìn)行有效降低或排除,也就是說應(yīng)用混凝土產(chǎn)生的高強(qiáng)度抗壓能力對(duì)抗壓強(qiáng)度缺漏進(jìn)行補(bǔ)救,進(jìn)而起到提高路橋工程質(zhì)量的作用。在路橋工程施工中所選用的鋼材及混凝土都具有較高的強(qiáng)度,只有這樣才能增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土的抗拉裂能力,進(jìn)而起到縮小結(jié)構(gòu)切面及結(jié)構(gòu)重量減輕的作用。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用,可以降低成本,同時(shí)還可以確保工程的質(zhì)量及最大限度地滿足人們審美的需求,最終達(dá)到增加路橋工程使用周期的目的。
三、預(yù)應(yīng)力應(yīng)用的強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì)
所謂的預(yù)應(yīng)力也是預(yù)加力,主要就是在構(gòu)件受到荷載之前,要先施加一個(gè)跟即將受到荷載的力的方向相反的力,這個(gè)力度不但可以進(jìn)一步的消除即到來(lái)的荷載,還能在很大程度上提高構(gòu)件的抗裂性以及相應(yīng)的耐久性,增加其剛度和強(qiáng)度,而且還能非常明顯的改善諧振以及彈性變形等。在一些承重的關(guān)鍵部位應(yīng)用預(yù)應(yīng)力的時(shí)候,我們站在經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度來(lái)進(jìn)行分析,不但可以節(jié)約道路橋梁建設(shè)過程中的混凝土跟鋼材,還在一定程度上減輕了橋梁自身的重量,最重要的是節(jié)省了很多建設(shè)方面的資金。除此之外,在橋梁的橋梁的抗裂、抗?jié)B透以及抗干裂等方面也得到了很好的應(yīng)用。事實(shí)上,預(yù)應(yīng)力在道路橋梁過程中的施工并沒有想象中的神秘,預(yù)應(yīng)力的施工還是比較簡(jiǎn)單一些的。結(jié)合上述技術(shù)優(yōu)勢(shì),使得預(yù)應(yīng)力在我國(guó)建筑工程中得到了非常廣泛的應(yīng)用,也可以說,在我國(guó)道路橋梁建設(shè)和使用的時(shí)候,預(yù)應(yīng)力很好的提高了道路橋梁的使用壽命,為保障交通發(fā)揮了非常重要的作用。
四、道路橋梁預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的應(yīng)用
1、碳纖維片材加固橋梁工程中的應(yīng)用
由于碳纖維片材本身的強(qiáng)度較大,且抗張力能力較強(qiáng),施工也較為簡(jiǎn)便,因此在鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的加固施工中有著廣泛應(yīng)用。尤其是在受彎橋梁中,加固效果更好。這是因?yàn)樵跇蛄航Y(jié)構(gòu)的施工中,一般會(huì)產(chǎn)生一定的內(nèi)力和應(yīng)變力。但是當(dāng)混凝土的壓應(yīng)變超過了混凝土的壓應(yīng)變的極限之后,橋梁就會(huì)超過其承載力的極限,此時(shí),對(duì)于橋梁進(jìn)行加固處理就會(huì)超過其承載力,所以混凝土的應(yīng)變力也就決定了粘貼碳纖維片材的應(yīng)力。也就是說,如果橋梁本身的應(yīng)變力比較大,而當(dāng)橋梁遭到了破壞之后碳纖維片材的應(yīng)變力就會(huì)減小,在過程中碳纖維片材的作用既不會(huì)得到充分的發(fā)揮,此時(shí),就可以在粘貼碳纖維片材時(shí)對(duì)其增加預(yù)應(yīng)力,這樣就有助于醫(yī)生橋梁被破壞之后碳纖維片材的應(yīng)變力,使其功能得到充分的發(fā)揮。
2、體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)
體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)是指運(yùn)用具有較好防腐保護(hù)性能的預(yù)應(yīng)力筋,合理布置在公路或者橋梁體中,而后布置的預(yù)應(yīng)力筋會(huì)對(duì)橋梁體施加一定強(qiáng)度的預(yù)應(yīng)力,這樣就會(huì)導(dǎo)致橋梁體產(chǎn)生相作用的反彎矩力,且橋體的部分結(jié)構(gòu)由于同時(shí)受外荷作用和內(nèi)預(yù)應(yīng)力作用,使得兩者相互抵消,從而促使橋梁體的使用功能發(fā)生了改變或得到增強(qiáng),極大的提高了橋梁體的自身承載能力。在公路橋梁工程施工中,體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)應(yīng)用十分廣泛,尤其是在大跨徑的連續(xù)型箱梁中非常適用。體外預(yù)應(yīng)力屬于后張無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系,體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的原理是:首先在橋梁體的部分結(jié)構(gòu)上合理設(shè)置預(yù)應(yīng)力索,其次分別錨固在橋梁兩端,然后根據(jù)梁中設(shè)計(jì)將主要梁體與轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行連接。通常是在橋梁主體結(jié)構(gòu)上布置預(yù)應(yīng)力筋,并將鋼絞線合理連接,從而使其形成鋼索固體的外預(yù)應(yīng)力索。
3、鋼筋混凝土多跨連續(xù)橋梁加固中的應(yīng)用
多跨連續(xù)橋梁有正彎矩區(qū)和負(fù)彎矩區(qū),一般支座處為負(fù)彎矩,跨中為正彎矩,當(dāng)橋梁的抗彎承載力和抗剪承載力不滿足要求時(shí),則需要進(jìn)行加固處理,跨中正彎矩區(qū)抗彎承載力不滿足時(shí),可用粘貼碳纖維或粘貼鋼板的方法進(jìn)行加固,施工比較容易。如支座負(fù)彎矩區(qū)抗彎承載力不滿足,一般加同都比較困難,主要原因是所加縱筋錨固的問題不宜解決。有時(shí)可通過在梁下加大截面提高橋梁的承載力,這不僅增加了結(jié)構(gòu)的自重,而且還會(huì)影響橋梁的使用功能,在有些情況下可能不允許。
五、提高預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量的措施
1、裂縫質(zhì)量控制對(duì)策措施
(一)先張法施工缺陷治理措施
均勻放張,多根整批預(yù)應(yīng)力筋放張,宜采用砂箱法或千斤頂法。用砂箱放張時(shí),放張速度應(yīng)均勻一致;用千斤頂放張時(shí),放張宜分?jǐn)?shù)次完成;單根鋼筋采用擰松螺母的方法放張時(shí),宜先兩側(cè)后中間,嚴(yán)禁切割放張。
(二)后張法空心梁板張拉缺陷治理措施針對(duì)后張法空心梁板在張拉過程中產(chǎn)生缺陷的原因,可采取如下對(duì)策:梁端布筋設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮張拉時(shí)產(chǎn)生的局部應(yīng)力集中,增加橫向分布鋼筋數(shù)量或螺旋筋,適當(dāng)增加封錨端和梁端混凝土的幾何尺寸。預(yù)應(yīng)力筋張拉順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,當(dāng)設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí),宜采取分次、逐級(jí)對(duì)稱張拉。張拉時(shí),均勻加載,不宜過快,以盡可能減小張拉過程出現(xiàn)局部應(yīng)力集中。
2、工字梁張拉過程梁體側(cè)向扭曲、梁端底部混凝土破碎治理
(一)梁體產(chǎn)生側(cè)向扭曲治理
工字梁張拉過程梁體產(chǎn)生側(cè)向扭曲宜采用分次逐級(jí)對(duì)稱張拉,第一次張拉時(shí),逐孔預(yù)應(yīng)力施加至50%的張拉控制應(yīng)力口σcon。張拉順序第一次為左右側(cè)對(duì)角線交叉進(jìn)行,因馬蹄寬度小,位置不夠,只能逐孔張拉。第一孔張拉至50%的σcon后拆下千斤頂,移至第二孔張拉,以次類推;第二次張拉時(shí)按第一次張拉順序逐孔張拉到80%σcon;第三次張拉時(shí)按前二次張拉順序逐孔張拉到100%σcon。采取這種方法,可以有效地解決工字梁側(cè)向扭曲問題。
(二)工字梁(或T梁)張拉后梁端底部混凝土破碎治理
在梁體預(yù)制的底模端部設(shè)置一塊長(zhǎng)約lm、厚約2―3cm的橡膠板,梁體張拉后,橡膠板受壓變形,受壓面積增大,梁端混凝土承受的集中壓應(yīng)力隨之減小,梁端底部混凝土完整不破碎。梁體預(yù)制時(shí)在梁端底部設(shè)置梁長(zhǎng)方向約20cm、豎向約10cm的倒角,有效地增大了張拉后梁端底部的受壓面積。
六、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,道路橋梁建設(shè)中所需要運(yùn)用的技術(shù)眾多,其中,預(yù)應(yīng)力作為施工過程中不可忽視的一個(gè)重要技術(shù)要點(diǎn),必須要更加重視,不斷提升預(yù)應(yīng)力應(yīng)用的效果。
【參考文獻(xiàn)】
[1]李鋒
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