體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在橋梁中的施工方法

田紅英

(河南省漯河市召陵區(qū)農(nóng)村公路管理所,河南漯河 462000)

據(jù)相關(guān)資料顯示,在我國(guó)公路現(xiàn)有橋梁中,危橋所占比例達(dá)到3.54%,其中2.5%為國(guó)道干線危橋比例。特別是上世紀(jì)50～60年代橋梁情況最為嚴(yán)重,局部橋梁承載力嚴(yán)重下降,大大破壞了公路網(wǎng)的整體性。為滿足當(dāng)前發(fā)展需求,降低對(duì)車輛正常通行造成影響程度。必須重視該問(wèn)題,及時(shí)選取科學(xué)有效的措施予以解決。目前,常見(jiàn)的橋梁加固方法較多,如改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固、外包鋼加固等。相比其他加固方式,體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)具有良好加固效果,損害橋梁程度極小,可有效防止產(chǎn)生裂縫,且能實(shí)現(xiàn)局部裂縫閉合等優(yōu)勢(shì),因此,在橋梁工程施工中得到了廣泛應(yīng)用及推廣。

1 工程概況

某連續(xù)梁橋工程通車多年,現(xiàn)橋面病害較為嚴(yán)重,全橋箱梁共有44條裂縫,其中39條位于中跨,5條位于邊跨。主跨裂縫主要在所有跨跨中周圍分布。具體裂縫如表1所示。

除此之外,混凝土離析、松散等問(wèn)題還存于局部接縫位置,且滲水現(xiàn)象存于箱梁內(nèi)部頂板位置等。通過(guò)分析可見(jiàn),主橋跨中撓度較大、跨中位置腹板裂縫較多等為該橋梁主要病害。為實(shí)現(xiàn)加固目的,提高橋梁承載力,必須對(duì)跨中撓度加以嚴(yán)控,利用局部對(duì)橋面線形進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)橋面行車舒適度有效增強(qiáng)。因本連續(xù)箱梁橋具有較大跨徑,且梁高較大,人可進(jìn)入箱內(nèi)操作,加固可選取體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)。

2 體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的概況

體外預(yù)應(yīng)力加固的主要施力工具為鋼材,如粗鋼筋、鋼絞線及高強(qiáng)鋼絲等,需將體外預(yù)應(yīng)力施加到橋梁上部結(jié)構(gòu),通過(guò)體外預(yù)應(yīng)力出現(xiàn)的反彎矩對(duì)少量外加荷載出現(xiàn)的內(nèi)力進(jìn)行有效抵消。通過(guò)體外預(yù)應(yīng)力加固法可對(duì)原有橋梁的使用性能加以改善,能夠?qū)崿F(xiàn)行車舒適性及極限承載能力的全面提升。此類加固技術(shù)可大大提升原有橋梁承載力,將損害舊橋的程度降到最低,實(shí)現(xiàn)局部裂縫閉合,提升橋梁耐久性,自重基本不會(huì)增加,成本較低,且在施工過(guò)程中無(wú)需進(jìn)行交通管制,因此可作為臨時(shí)加固,也可實(shí)現(xiàn)承載力提升的永久加固措施。

表1 箱梁裂縫統(tǒng)計(jì)表

3 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在橋梁中的施工應(yīng)用

3.1 施工放樣及鋼筋位置探測(cè)

(1)上錨固點(diǎn)放樣定位。梁頂、梁端及梁腹板位置為上錨固點(diǎn)的主要位置。如梁頂、梁端面上有斜筋上錨固點(diǎn)時(shí),應(yīng)對(duì)順著橋縱向到梁端間的距離的錨固點(diǎn)加以準(zhǔn)確確定。如梁端上有錨固點(diǎn)時(shí),需對(duì)錨固點(diǎn)到梁底、梁頂面的垂直距離加以確定,隨后順著橫橋方向獲取錨固點(diǎn)的橫向間距,并將錨固點(diǎn)的理論位置標(biāo)出。如梁腹板上有錨固點(diǎn),可分別在腹板兩側(cè)進(jìn)行放樣。

(2)滑塊墊板及固定支座位置放樣定位。為保證滑塊墊板、固定支座位置準(zhǔn)確無(wú)誤,在梁撓度不考慮的前提下,可順著梁底先由錨固具體中心位置逐步向跨中間方向,進(jìn)行滑塊墊板中心、跨中位置的分別量取,且在梁底位置兩側(cè)分別標(biāo)注,隨后在梁底面位置繪出墊板平面尺寸,并將螺栓孔位準(zhǔn)確標(biāo)出。

(3)探測(cè)鋼筋位置。因舊橋施工過(guò)程中代換鋼筋等環(huán)節(jié)存在施工質(zhì)量問(wèn)題,因此加固施工時(shí)必須對(duì)鋼筋位置探測(cè)后,才能施工,才能避免破壞預(yù)應(yīng)力束。

3.2 環(huán)氧膠液與環(huán)氧水泥砂漿制作

橋梁加固施工中,鋼墊板的主要作用為錨固及支承,通常粘貼材料選用環(huán)氧膠液、環(huán)氧水泥砂漿等材料。作為一種高強(qiáng)粘結(jié)劑,環(huán)氧樹(shù)脂為環(huán)氧膠液的主要材料,將固化劑摻加到環(huán)氧樹(shù)脂后,才能具有較高粘結(jié)強(qiáng)度。為達(dá)到環(huán)氧膠液性能提升的目的,可在固化劑摻加后,將增塑劑、稀釋劑適當(dāng)摻加到材料內(nèi)。將一定量填料摻加到環(huán)氧膠液內(nèi)即可形成環(huán)氧水泥砂漿,根據(jù)1：2比例選取325號(hào)水泥及砂可制作填料,相比環(huán)氧膠液,環(huán)氧水泥砂漿用量為其5倍左右。

3.3 上錨固點(diǎn)施工

(1)錨固梁頂及梁端。在梁頂面、梁端頂面設(shè)置上錨固點(diǎn),根據(jù)設(shè)計(jì)穿出位置,將兩個(gè)斜孔設(shè)置到橋面板、梁端頂面位置,其角度等同于斜筋角度。第一,先去除梁頂面混凝土保護(hù)層,保證鋼筋露出,隨后細(xì)鑿錨固墊板下的混凝土,并清理干凈梁頂面混凝土碎渣。第二,將一層環(huán)氧膠液涂抹到開(kāi)鑿后的混凝土表面,隨后鋪平環(huán)氧水泥砂漿。第三,在梁頂設(shè)置錨固點(diǎn)時(shí),為保證錨固點(diǎn)混凝土保護(hù)層厚度適中,需確定錨墊板上表面高度等同于梁頂面。

(2)錨固腹板。梁腹板上設(shè)置錨固點(diǎn)的情況下,必須重視腹板打孔問(wèn)題,在錨固點(diǎn)施工中打孔質(zhì)量的優(yōu)劣至關(guān)重要。為確保打孔質(zhì)量,需準(zhǔn)確設(shè)置孔位,保證孔眼順直。在準(zhǔn)確放出孔位后,還需重視鉆頭跳動(dòng)問(wèn)題,避免產(chǎn)生孔位偏差。一般選取雙向?qū)Υ蚍ㄊ┕?此時(shí)極易產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象,為減少后期穿錨固栓施工難度,必須做到孔眼順直。除此之外,應(yīng)盡可能降低損壞附近混凝土的程度,最大限度減弱對(duì)梁體混凝土的影響。結(jié)束錨栓孔打眼作業(yè)后,為便于張拉施工,需及時(shí)做好鋼銷錨固孔施工。

3.4 滑塊及墊板施工

水平滑塊及楔形滑塊是滑塊的主要類型。因斜筋豎向分力影響,水平滑塊墊板始終位于受壓狀態(tài),受力狀態(tài)對(duì)位置保持極為有利。為此,僅在梁底面位置粘貼環(huán)氧砂漿即可。施工過(guò)程中,應(yīng)鑿去梁底混凝土,厚度約2cm,隨后將一層環(huán)氧膠液涂抹至混凝土表面,并通過(guò)環(huán)氧砂漿找平,最后在梁底部位利用臨時(shí)吊架粘貼支承板。橫擔(dān)、托板與麻繩是構(gòu)成臨時(shí)吊架的主要成分。與此同時(shí),還可在跨中梁底位置粘貼水平預(yù)應(yīng)力鋼筋固定座,選取環(huán)氧水泥砂漿粘貼固定座之后,為保證施工安全,可將錨固螺栓設(shè)置到其底面、梁底馬蹄形上方。選取楔形滑塊施工過(guò)程中,需將U形承托板安設(shè)到橫隔板下緣位置。

3.5 安裝與張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋

體外預(yù)應(yīng)力加固施工張拉作業(yè)前提條件為轉(zhuǎn)向塊、錨固塊混凝土強(qiáng)度及彈性模量滿足設(shè)計(jì)要求,且齡期在7 d以上的情況下才可施工。要求先做好穿索工作,嚴(yán)禁在地板上拖動(dòng)穿索,需將拖輪設(shè)置到下方做好支撐工作。本工程選取分級(jí)張拉體外索,要求在整體張拉力的25%以內(nèi)控制各級(jí)張拉力,完成張拉作業(yè)后,需及時(shí)檢測(cè)各項(xiàng)參數(shù),如體外束伸長(zhǎng)量、梁體控制截面應(yīng)力等。如具體測(cè)量值和設(shè)計(jì)值之間誤差過(guò)大,需及時(shí)暫停張拉施工,找出原因,采取行之有效的措施予以處理后,才能再次進(jìn)行張拉施工。

3.6 防腐處理

防腐處理主要用于預(yù)應(yīng)力加固體系的金屬部件,如水平筋、支撐座與鋼絲繩等。根據(jù)相關(guān)要求,盡可能在張拉前結(jié)束防腐處理,如條件特殊,則可在張拉后完成防腐處理。要求在金屬加固桿件加固制作過(guò)程中,先將一層防銹漆等涂抹到上面,只有完成上述工作,才能實(shí)施下一階段施工。為防止桿件螺紋在運(yùn)輸環(huán)節(jié)被破壞,需將黃油等材料涂抹到絲頭位置,且將塑料管套在上面做好保護(hù)工作。同時(shí),應(yīng)保證支座、支座墊板光潔度與設(shè)計(jì)規(guī)定相符。為避免雨水侵蝕金屬桿件,應(yīng)指派專人做好保管工作。

完成所有張拉作業(yè)后,針對(duì)錨固板、墊板的凹槽問(wèn)題,需及時(shí)選取水泥砂漿等材料填筑,避免銹蝕鋼墊板。如梁頂、梁端位置設(shè)有斜筋,還需進(jìn)行混凝土封錨施工,最終鋪裝橋面。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,自改革開(kāi)放以后,我國(guó)橋梁工程得到了極大發(fā)展。體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在橋梁加固施工中的應(yīng)用,可有效提升工程承載力,促使裂縫閉合,提高施工整體質(zhì)量。

[1] 郭曉飛.淺析公路橋梁施工中體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技(中旬刊), 2015,(04)：184-185.

[2] 陳永剛.淺析公路橋梁施工中體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2014,(08)：217-217.