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预应力混凝土简支梁桥的预制过程

已有 9391 次阅读 2013-5-14 22:37 |系统分类:科普集锦| 简支梁, 预制, 施工方法

(本文照片来源是我师弟:西瓜)

简支梁桥是公路铁路中采用最多的桥梁形式,所占比例极高。

所谓预制简支梁的预制,就是预先制作的意思。具体指,在桥梁厂或者现场附近的制梁场预先将一批梁体浇筑完成,然后运送到现场架设。

这样做的好处是制梁场有比较好的施工与养护条件,桥梁的质量比较能够得到保证。

在公路混凝土桥梁规范里面,抗裂性验算时,现场浇筑梁的预应力效应要乘以0.8的系数,而预制梁的预应力效应是乘以0.85的系数。

钢筋混凝土梁或者预应力钢筋混凝土梁,主要就是有2个成分,钢筋和混凝土,两个搞在一块就成了钢筋混凝土梁,而预应力混凝土梁只是多了一种钢筋叫做预应力钢筋。

浇筑梁体之前,要先把钢筋绑好,如果有预应力,要把预应力孔道留好。

图1就是预先绑扎好的钢筋,竖着的钢筋称为箍筋,直径估计是14或者16mm,这个钢筋是用来抵抗剪力的。

而沿着梁体纵向的钢筋称为纵筋,从图上看得出来纵筋比箍筋粗,如果是钢筋混凝土梁,这个纵筋就是主要受力钢筋了。但如果是预应力混凝土梁,纵筋就会细一点,大概直径20mm左右,设计时一般不考虑它的强度,将它作为安全储备。图1就是预应力混凝土梁的纵筋。

值得注意的是,箍筋和纵筋是用细钢丝绑扎在一起的。


图 1 绑扎钢筋

图2中黑色的比较粗的管子,被称为塑料波纹管,预应力钢筋就是放在这个管子里。为什么要放在管子里呢,因为预应力的意思就是在梁浇筑完成之后,正常使用之前,预先人为的张拉,而如果钢筋和混凝土浇筑到一块了,就张拉不动了,所以就把他放到波纹管中和梁体的混凝土隔开,等张拉完成后,在把剩下混凝土灌进波纹管里,形成整体。(这个待会在细说)


图2 预应力孔道与预应力钢筋

钢筋搞好了之后,就浇混凝土了。

混凝土的浇筑和做蛋糕是差不多的,就是按照设计的形状组装模具,把钢筋放到模具里,然后把混凝土往里倒。等混凝土一凝固,把模具一拆,梁体就浇筑完成了。等混凝土硬了之后,张拉预应力,然后灌浆填上波纹管,就基本搞定了。

这个模具有钢模具与木模具,钢模具成本高,但是效果好。图3中看到的钢板结构的东西就是钢模板。


图3 混凝土梁的钢模具

浇筑好的梁体就需要养护一段时间,这样混凝土才有一定的强度。标准养护方法是保持95%以上的湿度,保持温度为18-22摄氏度,养护28天。当然现场是做不到这么标准的。


图4就是浇筑好的梁体。从这个图中可以看出,预应力钢筋是垂着的,这表示预应力没有张拉,如果张拉了,那就是绷紧的,不会垂下来。


图4 浇筑好的梁体

混凝土是一种耐压不耐拉的材料,稍微受到拉力就要开裂。而在使用中,是必须要承受拉力的。为了克服这个缺点,就在混凝土梁的受拉区埋入预应力钢筋,在使用前,张拉预应力,然后锚固在梁的两端,这时候松开张拉的预应力钢筋,钢筋自然就要回缩,而锚固端会阻碍这种回缩。这样就可以在预应力钢筋附近给梁体一个压力,抵消正常使用过程中产生的拉力,这样避免了混凝土开裂的问题。

图5,6就是张拉的过程。图5中那个绿色的玩意就是千斤顶,就是用它来拉预应力钢筋。张拉力是设计要给出的,施工中用千斤顶油表和张拉后预应力钢筋伸长量来控制,这个被称为双控,而这两种控制方法相比较,伸长量的控制比较准确。


图5 张拉预应力


图6 指挥张拉

前面介绍过了,张拉完成后,要给管道灌浆,使预应力和梁体形成整体。图7就是水管一样的东西就是灌浆孔,砂浆就像打针一样打进去。


图7 灌浆

这些都搞完了之后,就把梁存在梁场里,等到架梁的时候,就用小车弄到现场,用架梁机架梁。


图8 准备要架梁啦



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1 杨正瓴

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