预应力技术在公路桥梁中施工应用与分析

2022-09-11

连霍高速公路洛阳至三门峡 (豫陕界) 段改扩建工程旧桥改造工程, 该项目桥梁跨中出现较多横向裂缝, 需对梁体进行抗弯承载力和抗裂加固。因本项目桥梁梁底宽仅有1.2m, 需在箱梁底部纵向板底纵向粘贴张拉3条CFPP预应力碳纤维板, 碳板尺寸为26500mm*100mm*1.2mm, 极限抗拉应力≥2400KN, 极限抗拉力为288KN, 施工难度较大。以该项目为载体, 对预应力施工技术在高速公路项目中的应用情况进行分析和研究。

1 公路桥梁预应力施工技术的应用范围

1.1 应用到受弯构件中

在公路桥梁施工中, 预应力施工技术主要应用到受弯构件中, 主要是碳纤维本身强度比较高, 而且预应力施工流程比较简单。因此常常适用到混凝土的受弯构件的加固中, 由于混凝土本身的化学性质特殊, 自身内部构件就存在一定的内力, 因此当受到一定的外力作用是时候, 在内外力的共同作用下, 极易发生变形。

1.2 应用到多跨连续梁桥梁施工中

在连续梁的施工中还可以用到预应力施工技术, 一般来说, 多跨连续梁分成正弯矩区和负弯矩区两部分, 前者是中区的桥梁后者是指非中区的区域。如果在施工中发现桥梁的抗弯能力不符合施工要求, 就需要对梁体加固处理, 在实际过程中使用的粘贴碳纤维加固的形式, 虽然看似解决了稳固性不足的问题, 但是实际上并没有从根本上得到解决。

1.3 应用到多跨连续梁桥梁施工中

在连续梁的施工中还可以用到预应力施工技术, 一般来说, 多跨连续梁分成正弯矩区和负弯矩区两部分, 前者是中区的桥梁后者是指非中区的区域。如果在施工中发现桥梁的抗弯能力不符合施工要求, 就需要对梁体进行加固处理, 在实际过程中使用的粘贴碳纤维加固的形式, 虽然看似解决了稳固性不足的问题, 但是实际上并没有从根本上得到解决。

2 预应力技术在高速公路桥梁施工过程中的应用分析

2.1 在受弯构件中的应用

公路桥梁的施工是一个比较复杂的过程, 主要我国公路桥梁的承载量不断增加, 因此在公路桥梁的施工过程中需要解决的问题也变得越来越多, 我们在公路桥梁的施工工程中使用到预应力技术主要就是为了解决桥梁不断增加的重量对桥梁本身的影响, 即是桥梁在重力的作用下不会发生形变。但是公路桥梁的加固不是简简单单的一个加固就行, 但是基本原理和这个类似。

我们在公路桥梁的加固中常常使用的碳纤维来对其进行加固, 主要是碳纤维的强度比较高, 而且混凝土本身就具有拉应变力和压应变, 因此在对其进行加固的时候可以利用本身产生的应力来对抗外界施加的压力。

2.2 在加固施工中的应用

公路桥梁在建设的时候需要考虑到桥梁的使用年限以及桥梁的施工质量问题, 因此保证公路桥梁的正常使用, 就需要对其进行加固处理, 公路桥梁的加固一般有补强构件以及改善其本身的结构性能。补强构件就是对于公路桥梁中结构性较弱的部件进行加固处理, 从而提高结构本身的承载能力, 我们常见的加固方法有补强层加固以及碳纤维加固等。

在公路桥梁的加固施工中经常使用的方法有很多, 比如在路面或桥面粘贴钢板来达到加固的效果;改变相关结构的受力体系的方法, 通过受力体系的改变来达到改良桥梁加固的目的;碳纤维布粘贴的加固的方法, 碳纤维具有很大的强度, 粘贴碳纤维可以增大改良桥梁的承载力等等。这些方法是应用了公路桥梁本身的拉应变和压应变, 预先对公路桥梁的构件施加一些预应力, 来提高构件的承载力, 以加固公路桥梁, 使它的作用在有安全保障的条件下能够发挥得更加的充分。

2.3 在多跨连续梁上的应用

连续梁是指含有多余约束的结构, 多跨就是两跨以上, 多跨连续梁的支座都是固定支座。因此在施工中如果涉及到多个连续梁, 就是需要设计一些加固措施来对其进行加固, 处理的时候要对多跨梁不同弯区的不同特点来选择适宜的解决方式, 我们使用碳纤维加固主要是因为碳纤维本身具有较强的稳定性。因此在多跨桥梁施工中如果没有进行这样的加固处理就可能使桥梁本身的承载能力大幅度下降, 严重影响桥梁的使用寿命。

3 预应力技术在应用中的注意事项

在使用预应力技术时候, 我们需要注意以下几点:

(1) 张拉时间及力度控制。在日常的施工过程中最常见一些施工人员为了缩短混凝土的凝固时间, 在混凝土的凝固过程中加入一种早强剂, 这样可以明显缩短混凝土的初凝时间, 与此同时, 带来的后果是混凝土的弹性模量会受到一定程度的影响, 导致达不到之前设置好的预应力。还有就是在施工中施工人员由于专业能力有限, 在进行操作的时候, 各个阶段的拉力不均匀, 这也会导致预应力下降。因此掌握好张拉的时间和力度是非常重要的。

(2) 钢筋管道堵塞。在施工的时候由于施工人员操作不规范, 或者施工现场的其他一些情况, 导致预应力钢管被异物堵塞。预应力技术也得不到充分的发挥, 这就给施工过程带来极大的麻烦, 因此在施工过程中特别是在预应力施工中对于施工人员的专业技能和素养要进行严格的要求。

(3) 混凝土在配置和使用的为了提高稳定性, 经常会有施工人员在施工过程中添加一些外加剂, 外加剂可以明显缩短混凝土的凝固性能, 但是同时可能会对预应力产生一定的影响, 因此就要去施工人员在施工过程中尽量选择一些收缩和徐变性较小的外加剂。

在施工过程中, 可能由于施工人员的个人行为或者其他因素, 导致实际施工过程中对预应力的分析值大大超过原始的估算值, 产生这些现象的主要因素可能是由于管道安装的时候没有按照实际要求来进行安装, 还有就是张拉龄期过早导致的。

结束语:

在我们今天工程施工中, 预应力技术是常见的施工技术, 预应力技术带来的巨大便利的同时还需要看到其技术本身的不足和缺陷, 包括其技术使用的局限。在当今的公路桥梁施工中, 如果没有及时对这些问题进行处理将会带来非常严重的后果。因此要求相关的技术人员不断探索新领域。以及对现有的技术进行不断的改进, 对已有的经验和教训进行积极的总结, 不断提高自身的专业技能, 使预应力技术的作用发挥到最大化, 从而促进我国的公路桥梁施工能力的不断提高

摘要：随着我国公路桥梁施工技术的不断提高, 在我国的公路建设过程中面对着越来越多的施工难题。在我国公路桥梁施工过程中, 预应力技术已经成为一种常用的施工技术。因此要想提高施工工程的质量就需要从提高预应力技术着手。本文作者结合自身实践以某工程项目为载体, 对公路桥梁施工中预应力技术的使用范围和特点进行分析, 以供同仁参考。

关键词：公路桥梁,预应力技术,应用