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预应力技术在桥梁施工中的应用
【摘要】随着现代科学技术的不断发展与创新,预应力技术有了很大的突破。目前这门技术已成为桥梁工程领域中的一门比较完善的施工技术,并在桥梁工程领域得到了广泛的应用。本文结合笔者多年的工作实践,探讨了预应力技术在桥梁施工过程中的应用,以期为我国预应力桥梁建设提供理论参考。
【关键词】预应力;桥梁施工;应用
随着现代科学技术的不断发展与创新,预应力技术有了很大的突破。目前这门技术已成为桥梁工程领域中的一门比较完善的施工技术,并在桥梁工程领域得到了广泛的应用。本文结合笔者多年的工作实践,探讨了预应力技术在桥梁施工过程中的应用,以期为我国预应力桥梁建设提供理论参考。
1、预应力技术的定义
在桥梁工程建设中,预应力技术一般是指生产加工预应力混凝土构件,让混凝土构建产生的预应力将外荷载引起的拉应力减小或者消除。换句话就是利用混凝土产生的较高强度的抗压能力来弥补其在抗拉强度上的缺陷与不足,从而延迟混凝土受拉区的开裂,并防止影响工程质量[1]。
2、预应力技术的优势
预应力在桥梁工程中的运用并不是仅限于在桥梁的主体结构方面,运用在边坡锚固等方面可为桥梁建设节约许多施工材料。预应力技术具有减轻自重,增强抗渗、抗裂、抗滑作用,降低桥梁主拉应力,提升桥梁结构刚度,便捷施工、设计安全等优势。
3、预应力钢绞线的选择
目前,在国内外市场上,主要有预应力的钢筋、冷拉钢丝、低松弛钢绞线等预应力钢材。其中,与其他钢材相比,使用预应力钢绞线可以节约材料,其经济效益和社会效益也日益凸显出来。值得一提的是,现有市场上出现最新一代的低松弛钢绞线钢材,其性能更佳,更具经济、方便和美观等优点。这种钢材应用在桥梁、核电站等大型建筑上比较常见,也日益受到建筑施工领域的的高度关注。如何选择预应力钢绞线呢?笔者认为主要从几何参数、伸长率、松弛情况等方面考虑性能参数以及规格、尺寸和延伸率等。
4、预应力锚具选择
一般从机械锚固和摩阻锚固等两方面选择预应力锚具[2]。机械锚固是采用机械加工的方式形成一个适合在预应力钢材端部使用的锚碇工作条件,并加以锚固。摩阻锚固主要是将预应力钢材形成锚旋作用将其“挤紧”。摩阻锚固的类型在市场上比较多,应用范围也广,不过在连接方面是不够方便。
5、预应力效应分析
在预应力混凝土施工实践中预应力效应分析的一般步骤是,首先假定预应力钢筋的分布图,然后对整体所能承受的极限状态给予应力分析,从而详细检查各截面应力的具体状态;当其不能满足施工实际要求时,应当改变钢筋的分布,以求设计出能够满足应力的有效分布图,即预应力筋、锚具和体系设计都取决于效应的分析。瞬间损失和后期损失是常见的两种损失。
6、预应力体系的设计
ovm和xym两种体系是通常采用的预应力混凝土桥梁预应力体系。预应力混凝土桥梁预应力体系的顶板纵向钢束均采用平竖弯曲相结合的空间曲线,集中锚固在腹板顶部承托上,底板钢束要尽可能靠近齿板处锚固。这样布束具有如下特点[3]:第一,这样可以一方面让预应力具有最大的力臂,另一方面让预应力力学效应最大限度地发挥;与此同时由于布束接近腹板,预应力则能够以比较短的传力路线分布在全截面上。第二,顶板束锚固在承托中是不需要设置复杂繁琐的齿板构造,可以完全由受力需要来控制设计箱梁尺寸。第三,为了消除集中锚固点产生的横向力,可以将顶和底板钢束