公路橋梁施工中體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)解析

季淑芬　李艷艷/乳山益正公路工程有限公司

公路橋梁施工中體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)解析

季淑芬李艷艷/乳山益正公路工程有限公司

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的環(huán)境中， 橋梁工程建設(shè)項(xiàng)目的數(shù)量和規(guī)模都在擴(kuò)大，施工中的難度也在不斷加大，但是因某些因素的限制導(dǎo)致很多新建橋梁承載力不符合設(shè)計(jì)要求， 因而需進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固處理， 再加上早期修建的橋梁部分已經(jīng)出現(xiàn)老化情況，進(jìn)而使得危橋數(shù)量也在增多，上述的舊橋、危橋都應(yīng)該進(jìn)行加固，為滿足以上建設(shè)需求體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)因此產(chǎn)生。 為進(jìn)一步提升該項(xiàng)技術(shù)的最大價(jià)值發(fā)揮， 研究其在工程中應(yīng)用的要點(diǎn)問題很有必要。

公路橋梁；體外預(yù)應(yīng)力；加固技術(shù)

前言

從后張預(yù)應(yīng)力體系中將體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)分支了出來，為無粘結(jié)技術(shù)中非常關(guān)鍵的一種。它能夠有效的張拉位于混凝土截面以外的預(yù)應(yīng)力筋，利用轉(zhuǎn)向塊和體外端部錨具向著混凝土結(jié)構(gòu)中傳遞預(yù)應(yīng)力。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)由于其自身重量輕，預(yù)應(yīng)力筋維護(hù)、更換方便，應(yīng)力變化幅度和預(yù)應(yīng)力損失程度小，并且，施工工期短，混凝土耐久性強(qiáng)，質(zhì)量?jī)?yōu)越。因此，在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中已經(jīng)廣泛的應(yīng)用了此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行加固處理。該技術(shù)的概念：體外預(yù)應(yīng)力指的是將一定的預(yù)應(yīng)力施加到承載橋梁結(jié)構(gòu)的本體之外。設(shè)計(jì)的過程中，只在橋梁結(jié)構(gòu)的本體內(nèi)堆鋼束錨固區(qū)域進(jìn)行設(shè)置，在橋梁結(jié)構(gòu)的體外或者體內(nèi)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向塊。由漿體、轉(zhuǎn)向塊、錨固體系和預(yù)應(yīng)力管道一同構(gòu)成了體外預(yù)應(yīng)力體系。橋梁工程是我們國(guó)家一項(xiàng)基本的工程建設(shè)項(xiàng)目之一，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，推動(dòng)社會(huì)建設(shè)方面具有重要的意義。體外預(yù)應(yīng)力筋加固技術(shù)對(duì)橋梁進(jìn)行加固時(shí)有著非常明顯的優(yōu)越性，例如在較短的施工工期，較少的人力和資金投入情況下。在加固的時(shí)候?qū)煌ㄇ闆r不帶來影響的基本情況，加固方式靈活、能夠全梁加固，對(duì)原橋結(jié)構(gòu)傷害不大。但是，隨著橋梁工程被長(zhǎng)期的應(yīng)用，對(duì)其穩(wěn)定性就提出了較高的要求，因此，為了對(duì)橋梁進(jìn)行高效地加固，下文就對(duì)體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在其中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，進(jìn)而為有關(guān)單位及工作人員在實(shí)際工作中提供一定的借鑒作用。

一、體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： 混凝土這種材料性質(zhì)比較脆弱，具有強(qiáng)度高、抗壓性的特征，然而，有著較低的抗彎強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度?；炷潦軓澔蛘呤芾?，盡管拉應(yīng)力作用不大，也會(huì)出現(xiàn)開裂的可能。一般的結(jié)構(gòu)，例如板和梁，通常在受彎的狀態(tài)下存在，一般在沒有很大的彎拉應(yīng)力作用在鋼筋上時(shí)，就會(huì)有裂縫出現(xiàn)在彎拉區(qū)，嚴(yán)重時(shí)鋼筋會(huì)裸漏在外從而被腐蝕。所以，為了在有效加固橋梁的基礎(chǔ)上，避免上述情況的出現(xiàn)，就需要對(duì)此類橋梁進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用。這種技術(shù)，能夠顯著的提升橋梁的性能，實(shí)際效果如下：首先，將橋梁主體的承載力提升，對(duì)力的分布狀態(tài)進(jìn)行了改善。通過將預(yù)應(yīng)力施加到梁的下部，對(duì)梁上部荷載產(chǎn)生的作用進(jìn)行抵消平衡處理，進(jìn)而大幅度地降低拉應(yīng)力；其次，提高剛度，減小梁體的變形，將擾度進(jìn)一步縮小，這樣更有利于上部車輛的行車舒適與安全。此外，撓度的減小對(duì)梁體的裂縫狀況有明顯的改善，從而將橋梁結(jié)構(gòu)的整體性能夠有效的提升；另外，可以對(duì)鋼絞線進(jìn)行較靈活的調(diào)換，更加適應(yīng)于以后更優(yōu)的加固處理方案。在對(duì)橋梁工程加固時(shí)，利用對(duì)合理的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和錨固系統(tǒng)進(jìn)行選擇，提升張拉的次數(shù)，進(jìn)而確保車輛能夠安全的行駛。

二、橋梁結(jié)構(gòu)加固中常見的體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

（一）下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固技術(shù)

下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固技術(shù)也稱粗鋼筋加固技術(shù)， 通常主要是用在橋梁下部空間充足的情況中， 在橋梁下部設(shè)置粗鋼筋拉桿進(jìn)行加固增強(qiáng)。 此種方法主要有橫向收緊、豎向頂撐以及縱向張拉法。①橫向收緊張拉法。此種方法是把橋梁肋底兩側(cè)分成兩層，然后分別布置粗鋼筋拉桿，拉桿在一端彎起，接著把彎起的拉桿和錨固板用欄桿與錨固板焊接在一起，在其縱向上設(shè)置一道撐棍與鎖緊螺栓， 這樣就能借助收緊器把拉桿橫向收緊，進(jìn)而在橋梁內(nèi)部產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。 ②豎向頂撐張拉法。 該法是先在橋梁底部設(shè)置錨固板，同時(shí)沿梁底布設(shè)拉桿，把拉桿焊接在錨固板上， 在橋梁跨徑 1/4 處和跨中布設(shè)張緊夾，同時(shí)將其安裝在梁腹承托架上，接著進(jìn)行拉桿施力，在拉桿預(yù)應(yīng)力滿足相關(guān)要求后， 用鋼筋混凝土墊塊把拉桿和橋梁底面楔緊，以此保障拉桿固定同時(shí)保持張拉力。 最后還要拆除張緊夾和承托架，對(duì)拉桿實(shí)施防銹處理。 ③縱向張拉法。 該方法是沿預(yù)應(yīng)力筋軸線進(jìn)行施力，在橋梁底部設(shè)置粗鋼筋，讓鋼筋兩端都彎起，同時(shí)錨固在橋梁頂板上，然后沿著橋梁頂板進(jìn)行縱向張拉，以此減小橋梁兩端的剪力，進(jìn)而提升橋梁結(jié)構(gòu)的抗剪力。

（二）體外預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固技術(shù)

對(duì)體外預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固技術(shù)而言， 通常是沿橋梁側(cè)面依據(jù)拋物線線形布設(shè)鋼絲束，為確保鋼束絲的固定性，在橋梁底部設(shè)置定位箍圈，一般是間隔 50～100cm 設(shè)置一個(gè)，鋼束絲兩端應(yīng)該穿越端翼緣板上的斜孔，同時(shí)還要延伸到橋梁梁頂進(jìn)行錨固，通過鋼束絲施加預(yù)應(yīng)力，進(jìn)而提升橋梁結(jié)構(gòu)承載力。3 橋梁結(jié)構(gòu)加固中體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的具體應(yīng)用某橋梁建成 30 多年，由于超載等因素，下緣混凝土出現(xiàn)了破損的現(xiàn)象，且一些混凝土都已脫落，產(chǎn)生了縱向裂縫。 在交通量持續(xù)增長(zhǎng)的情況下，橋面開始下沉，和原橋面設(shè)計(jì)標(biāo)高出現(xiàn)了一定的偏差。 經(jīng)研究決定使用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行加固處理。①橋面設(shè)計(jì)標(biāo)高的恢復(fù)。 要想進(jìn)行橋面設(shè)計(jì)標(biāo)高的恢復(fù)，就要把體外預(yù)應(yīng)力作用在結(jié)構(gòu)橫跨上，在橋面上施加向上的力，進(jìn)而使橫跨中的應(yīng)受力出現(xiàn)反彈復(fù)位，同時(shí)確保橋面下沉撓度明顯下降，最終使橋面恢復(fù)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。 ②截面裂縫修復(fù)。橋截面因荷載等因素出現(xiàn)了裂縫。 裂縫主要是在墩頂中，為此使用高強(qiáng)度粘接劑，進(jìn)行裂縫灌漿封閉，同時(shí)為保障裂縫普查精確，采用專業(yè)的檢查儀器進(jìn)行普查，接著封閉所有大于寬度大于 0.3mm的裂縫，使用高分子材料進(jìn)行填充。

三、結(jié)束語

總之，當(dāng)前很多舊橋、危橋已嚴(yán)重影響了橋梁項(xiàng)目最大建設(shè)價(jià)值的發(fā)揮， 如果進(jìn)行拆除會(huì)消耗很多的人力、 物力和財(cái)力，還會(huì)出現(xiàn)橋梁暫時(shí)性癱瘓。 但是應(yīng)用體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)進(jìn)行維修，能減少施工中的材料用量，且操作簡(jiǎn)單快捷，最重要的是其不會(huì)影響正常交通運(yùn)行。 為此要求相關(guān)人員在后期應(yīng)用中應(yīng)該先明確體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的技術(shù)類型， 然后結(jié)合具體工程實(shí)踐選擇合適的加固技術(shù)，以此提升加固質(zhì)量，最終推動(dòng)橋梁工程的更快發(fā)展。

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