高速公路桥梁工程中的预应力检测技术

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高速公路桥梁工程中的预应力检测技术

摘要:随着工程建设步伐越来越快,人们对高速公路桥梁施工质量也提出了更严格的要求。预应力检测技术是路桥工程一项重要的施工技术,将预应力检测技术合理应用到高速公路桥梁工程施工中,既能确保施工科学,强化工程质量,又能实现路桥寿命的延长,具有良好的综合效益。

关键词:高速公路;桥梁工程;预应力检测技术;应用

1工程概况分析

大埔至潮州高速公路土建工程TJ3标段。本标段共计40mT梁预制412片,25m箱梁169片,30m箱梁9片,根据目前进展情况,选择宋公大桥左幅编号15-2、15-1、15-33片40mT梁作为首件工程。锚下预应力检测原理:第一,等效质量检测法。当锚索结构的锚头出现振动时,锚固力大小会对振动效果产生影响,锚头振动质量会随锚固力的增加而增加;第二,反拉检测法。将荷载施加在已张拉的预应力筋上,从而对锚下有效预应力进行确定。这种方法通常用于灌浆之前。在对预应力筋进行张拉后,为了避免钢筋锈蚀,最好及时进行灌浆。

2锚下预应力检测原理及意义

2.1检测原理

2.1.1检测意义

预应力技术在桥梁工程中应用较为普遍,而预应力的施工质量直接影响到桥梁的安全性、可靠性和长期使用寿命:有效预应力过大,将造成钢绞线的疲劳或断裂,影响单根绞线使用寿命;过小,则有效预应力不足,会造成梁体下挠、开裂等。梁体中整束有效预应力的均匀度,对其受力、变形等均有很大影响,并且影响其使用寿命,不少工程因预应力失控而带来灾难性的后果:第一,梁体下挠过大。预应力混凝土桥梁中,预应力的效应是比较大的,如果施工不当导致梁体内未能建立合格的有效预应力,在荷载作用尤其是活载作用下,对挠度的影响将更大:有效预应力偏小,直接影响预拱度,有效预应力不均匀将导致预应力筋的早期疲劳,危及桥梁使用寿命。第二,梁体裂缝。如顶板开裂、底板纵向开裂、腹板出现斜裂缝等,并且裂缝主要表现为纵向裂缝、弯曲裂缝、弯曲剪应力裂缝和主拉应力裂缝。纵向预应力筋的大小与位臵,竖向预应力大小,对裂纹形成有重大影响。

2.2预应力精细化张拉施工工艺

2.2.1规范张拉设备管理

张拉设备是张拉过程中的核心存在,张拉设备使用过程中必须做到每半年或张拉300次进行一次整套静态标定。张拉系统的标定必须保持静态,绝不允许动态标定,否则由于摩阻影响、内泄漏影响将导致标定时油压表读数偏大,而张拉持荷时必然导致张拉力的恶性增大,加之各根钢绞线受力不均,势必使受力大的钢绞线在张拉时进入屈服区,导致预应力施加的全面失败。检测中若发现锚下有效预应力及均匀度偏差较大的钢束,应对该钢束全部退锚,重新梳编穿束,并对千斤顶泵站系统进行修复后实施正确的静态标定后,才能继续进行张拉施工。

2.2.2注重细节控制

第一,波纹管、锚垫板安装必须严格按照设计图纸定位,防止偏位影响预应力筋穿束及张拉精度。第二,必须做好梳编穿束。如果钢绞线穿束时没有进行梳编,钢绞线在孔道内互相缠绕导致单索张拉力不均匀;有效预应力同束不均匀度主要受预应力筋的梳编穿束质量影响。目前,梳编穿束往往被认为是预应力筋张拉前一项简单的准备工作,其过程控制得不到应有重视,施工工艺较为粗糙。钢绞线在孔道内发生缠绕,施加预应力时各根钢绞线受力严重不均匀,容易引发断丝、滑丝和张拉伸长量与有效应力满足不了要求。可见预应力筋梳编穿束是影响预应力施工质量的关键环节,应该成为施工过程控制的重点,为此,在施工过程中应提高梳编穿束施工工艺。第三,确保限位板与使用的工作锚具夹片配套。除了锚具与夹片外,限位板也是钢绞线张拉施工中影响张拉效果的重要因素之一。限位板的槽深的大小影响夹片回缩以及锚圈口摩阻损失。限位板是由锚具厂家提供的,但是大部分厂家并没有针对工地特有的情况提供相应的限位板。当限位板槽深过大时,锚具回缩量会增大,预应力损失加大。当槽深过小,夹片与钢绞线之间的摩擦加大,锚口损失加大,预应力损失亦会增大。下表欧维姆公司就限位板槽深和钢绞线直径匹配值关系。第四,日常做好钢绞线与锚具夹片的保护,防止锈蚀。钢绞线锈蚀严重,有效截面面积减少,在张拉过程中容易引起回缩过大而造成预应力损失或产生滑丝、断丝现象。同样夹片锈蚀严重会使硬度减少,张拉过程中容易产生滑丝现象。第四,重视工具锚与工具夹片安装与打击。工具锚及工具夹片,需配套,锚孔与夹片锥度一致,在安装时锚孔周边需均匀涂蜡或退锚灵,工具夹片击打均匀。否则导致孔内个别钢绞线伸长量不同,造成整束张拉力分布不均匀。严重影响同束不均匀度指标。工具夹片在使用中要经常检查,检查是否开裂变形与牙齿是否磨损严重,使用一定的次数后要及时更换新的工具夹片。如果牙齿磨损严重没及时更换,在张拉过程中同样会使钢绞线受力不均匀。第五,重视张拉时延长套筒的使用。因梁型或张拉结构原因的制约,施工单位经常会叠加锚具作为延长套筒,张拉时叠加锚具作为延长套筒会加大预应力的损失,因为锚具与钢绞线之间有摩擦力的作用,叠加的锚具越多,阻力越大,张拉时的预应力损失越大。而且锚具与限位板没有卡位,且有自重,会使钢绞线往下坠,会造成一定的偏心(不能保证三同心,张拉时可能会导致同束间钢绞线上下受力不均匀)。

2.3现场检测流程及各单位配合要点

2.3.1锚下预应力检测流程

本专项检测技术作为一个质量控制手段,需有周密严谨的工作流程,才能确保通过少量的随机抽检,达到反映真实施工质量的目的,才能提出富有针对性的改进措施,进而逐步提升施工质量。现场检测宜遵照如下流程。

2.3.2各单位配合要点

第一,做好现场施工资料的收集工作。具体资料包括:设计张拉系数及张拉顺序设计图纸复印件;锚具、夹片、钢绞线的相关送检报告或厂家报告复印件;张拉设备的校准证书复印件,不同根数所在典型孔的张拉计算书复印件;张拉原始记录表。第二,在张拉完毕后,预应力待检部位不切筋,不封锚,不注浆。现场技术人员1人,工人2人,220V施工现场用电等。第三,检测完毕后,完成检测构件不切丝,待业主或检测单位通知检测结果及处理意见。第四,不合格部位处理完毕后,及时报检,检测单位进行重检。重检合格后方可进行下一步工作。第五,严格落实安全作业规程严格遵守张拉检测构件两端及作业区无关人员不得进入,检测区域严禁吊装施工。

3结语

综上所述,随着建筑业高速发展,预应力检测技术越来越完善,在很大程度上提高了路桥工程施工质量。高速公路桥梁工程是一项系统、复杂的综合性工程,涉及多个环节,施工人员应当熟悉预应力检测技术的施工工艺,严格按照规范要求进行施工。此外,在预应力桥梁工程施工中,施工人员还要认真分析施工过程中出现的各类问题,在此基础上制定合理有效的应当措施,及时总结施工经验,完善预应力检测技术方案,突出预应力检测技术的作用,不断拓宽高速公路桥梁工程建设道路。

参考文献

[1]徐文勇.浅析预应力施工技术在公路桥梁施工中的应用[J].居舍,2018(08):17.

[2]刘英君.公路桥梁施工中的预应力技术及其质量控制[J].交通世界,2016(Z1):142-143.

作者:鹿志伟 单位:中铁十一局集团第二工程有限公司