試論公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)

摘 要：對(duì)公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)的主要特征進(jìn)行分析，指出加固施工技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題，并對(duì)優(yōu)化加固施工技術(shù)的方法進(jìn)行闡述，希望對(duì)相關(guān)領(lǐng)域研究提供一定方向。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；體外預(yù)應(yīng)力；加固技術(shù)

大力發(fā)展公路橋梁建設(shè)，是我國(guó)各地有效應(yīng)對(duì)交通運(yùn)輸量不斷上升的主要對(duì)策。目前，隨著物流行業(yè)的不斷發(fā)展和壯大，公路橋梁需要承載更多重型車(chē)輛，使公路橋梁結(jié)構(gòu)面臨更大承載力。實(shí)踐工作中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)公路橋梁結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能符合現(xiàn)代化交通運(yùn)輸?shù)膶?shí)際需要，且交通隱患增多。采用體外預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)對(duì)公路橋梁進(jìn)行整修，可發(fā)揮較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

1 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)特征

1.1 對(duì)道路正常通行不產(chǎn)生影響

體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)用時(shí)比較短，可在短時(shí)間內(nèi)完成施工，因此不需要對(duì)交通進(jìn)行管制，僅僅需要短暫的限制即可實(shí)現(xiàn)，因此不會(huì)對(duì)公路橋梁交通正常通行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。同時(shí)，體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)也不會(huì)導(dǎo)致路面標(biāo)高發(fā)生變化，因此可減少對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)本身的損害。

1.2 加固效果良好

體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)操作簡(jiǎn)便，無(wú)需大量人工和大型設(shè)備介入，因此可對(duì)施工進(jìn)行靈活調(diào)整。體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)能夠?qū)蛄航Y(jié)構(gòu)自身的應(yīng)力情況進(jìn)行有效整合，提高舊結(jié)構(gòu)的剛度和承載力，防止橋梁發(fā)生裂縫。加固技術(shù)適用于多種橋梁結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好的加固效果。

1.3 后期維護(hù)方便

體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)有助于相關(guān)施工設(shè)備的維護(hù)，在此種施工技術(shù)的有效幫助下，道路橋梁后期維護(hù)工作將更加便利。與此同時(shí)，利用橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)生腐蝕、裂縫的應(yīng)力筋，并對(duì)其進(jìn)行良好修復(fù)，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而對(duì)路橋工程施工的安全性提供科學(xué)保障，減少成本支出[1]。

2 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)存在的主要問(wèn)題

將體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)應(yīng)用在原有公路橋梁升級(jí)改造工作中，主要是利用構(gòu)件主體截面之外的預(yù)應(yīng)力對(duì)相關(guān)構(gòu)件施加一定的預(yù)應(yīng)力，使原有結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)將道路橋梁病害作為主要治理對(duì)象，并依此根據(jù)決定加固范圍（整體或局部）。同時(shí)，該技術(shù)還能對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的曲線結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，使其重要位置能夠與整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效連接，進(jìn)而不斷減少摩擦作用對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，提高預(yù)應(yīng)力的實(shí)際應(yīng)用效果。體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)和混凝土結(jié)構(gòu)未進(jìn)行粘結(jié)，這樣一來(lái)，所有應(yīng)力改變均要由預(yù)應(yīng)力筋來(lái)承擔(dān)，能夠有效減輕預(yù)應(yīng)力的改變。此技術(shù)中用于固定的構(gòu)件尺寸比較小，可強(qiáng)化結(jié)構(gòu)整體的承載力。

即使體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)具有上述應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但是在實(shí)際使用過(guò)程中，此技術(shù)仍然存在不少問(wèn)題，主要包括以下幾個(gè)方面[2]：（1）在對(duì)原有公路橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)無(wú)法對(duì)路橋結(jié)構(gòu)的局部裂縫進(jìn)行有效控制；（2）在進(jìn)行加固施工時(shí)，很容易受到外界不良因素的制約，且很多風(fēng)險(xiǎn)因素可對(duì)其產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞；（3）在對(duì)結(jié)構(gòu)開(kāi)展加固、修補(bǔ)處理時(shí)，很多轉(zhuǎn)向裝置會(huì)對(duì)施工產(chǎn)生一定影響，且錨點(diǎn)會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)修復(fù)產(chǎn)生約束。同時(shí)，行車(chē)過(guò)程中所產(chǎn)生的震動(dòng)，則會(huì)限制到預(yù)應(yīng)力索自身的長(zhǎng)度變化。根據(jù)上述問(wèn)題分析，認(rèn)為在采用體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)過(guò)程中，要根據(jù)公路橋梁實(shí)際情況，詳細(xì)分析技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)劣，最大程度發(fā)揮加固處理技術(shù)的實(shí)際效果。

3 優(yōu)化體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的施工方法

3.1 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的良好設(shè)計(jì)

在應(yīng)用此種技術(shù)時(shí)，要充分結(jié)合公路橋梁的具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，在一座T型橋梁結(jié)構(gòu)中，主要采用鋼筋混凝土進(jìn)行施工，此橋梁的平均跨度達(dá)到15m左右，原定設(shè)計(jì)的荷載力為汽10級(jí)。在該公路橋梁使用過(guò)程中，已經(jīng)出現(xiàn)很多損壞的位置，造成很多混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生脫落，進(jìn)而導(dǎo)致橋梁部分結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定裂縫，部分主鋼筋會(huì)受到一定腐蝕。為此，在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理時(shí)，要首先對(duì)損壞的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效清理，然后采用混凝土進(jìn)行澆筑，恢復(fù)橋面的平整性。加固處理前，要對(duì)體外預(yù)應(yīng)力加固處理所要完成的目標(biāo)進(jìn)行明確，結(jié)合多種數(shù)據(jù)，正確計(jì)算預(yù)應(yīng)力張力[3]。加固處理后，要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的加固效果進(jìn)行檢驗(yàn)，分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，保證加固施工實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。檢驗(yàn)工作完成后，要嚴(yán)格按照檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)體外應(yīng)力進(jìn)行全面檢測(cè)，保證橋梁結(jié)構(gòu)自身的承載力，通常要達(dá)到汽15級(jí)方可。體外預(yù)應(yīng)力加固示意圖見(jiàn)圖1。

3.2 加固施工過(guò)程質(zhì)量控制方法

體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)使用過(guò)程中，要對(duì)鉆孔、粘結(jié)碳纖維結(jié)構(gòu)實(shí)施預(yù)應(yīng)力張拉，這也是進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)加固處理的關(guān)鍵性步驟。在對(duì)公路橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力加固施工時(shí)，往往最難執(zhí)行加固處理的是T型構(gòu)造的橋梁。實(shí)際工作中要對(duì)其進(jìn)行腹板鉆孔，腹板鉆孔過(guò)程中，要禁止其與橋梁結(jié)構(gòu)的受力鋼筋進(jìn)行直接接觸。為此，為進(jìn)一步強(qiáng)化橋梁鋼筋混凝土局部結(jié)構(gòu)自身的抗壓性能，應(yīng)在加固處理時(shí)在洞口粘貼碳纖維，粘貼面積為30*30cm。同時(shí)，腹板鉆孔成孔之后，要對(duì)預(yù)應(yīng)力索進(jìn)行相應(yīng)的張拉處理。為了使張拉處理更具計(jì)劃性和針對(duì)性，要在處理時(shí)對(duì)其進(jìn)行有效標(biāo)記，進(jìn)而保證無(wú)粘結(jié)鋼絞絲被安置在最為合理的位置上，并保證各個(gè)孔洞實(shí)際位置的合理性[4]。只有充分做到上述質(zhì)量控制要求，才能進(jìn)一步為橋梁結(jié)構(gòu)的加固處理效果提供保障。預(yù)應(yīng)力索實(shí)施張拉處理后，要對(duì)錨杯、夾片外螺母等構(gòu)件進(jìn)行正確安裝，嚴(yán)格按照千斤頂活塞自身的伸長(zhǎng)度，來(lái)對(duì)鋼索實(shí)際長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算和確定。通常情況下，張拉處理后的實(shí)際伸長(zhǎng)度與計(jì)算所得的伸長(zhǎng)度存在一定誤差，為此要根據(jù)理論伸長(zhǎng)度對(duì)誤差進(jìn)行有效控制，并保證誤差范圍嚴(yán)格控制在5-10%之內(nèi)，進(jìn)而充分保證橋梁結(jié)構(gòu)加固處理的時(shí)效性。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)原有公路橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力加固施工，可明顯提高公路橋梁結(jié)構(gòu)自身的承載力，并對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)改善橋梁的受力狀態(tài)，進(jìn)而保證加固處理的實(shí)際效果，進(jìn)一步增強(qiáng)公路橋梁結(jié)構(gòu)的行車(chē)安全性。同時(shí)，體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)操作簡(jiǎn)單、便于執(zhí)行，將此種加固技術(shù)應(yīng)用到原有道橋結(jié)構(gòu)改良中，可減少施工成本。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，并不會(huì)對(duì)交通正常通行產(chǎn)生嚴(yán)重影響，對(duì)提升整個(gè)橋梁改造的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益具有推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]張松雷.體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在連續(xù)剛構(gòu)橋加固中的優(yōu)化設(shè)計(jì)及其施工監(jiān)控[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2010.

[2]劉思麗.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋體外預(yù)應(yīng)力加固仿真分析與施工監(jiān)控[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2010.

[3]左建富.試論公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，19（11）：178.

[4]黃群杰，王彪.公路橋梁施工中體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)研究[J].黑龍江交通科技，2014，26（10）：121+123.

作者簡(jiǎn)介：李永紅（1987，6-），男，民族：漢族，籍貫：甘肅通渭，學(xué)歷：本科，專(zhuān)業(yè)：橋梁與渡河工程，職稱(chēng)：助理工程師，工作單位：甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司。