體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固工程中的應(yīng)用研究

楊帆

摘 要：近年來，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷完善，不僅為人們的生活提供極大便利，也有效的拉動了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。由于外界多種因素的影響，橋梁工程在投入運(yùn)營之后往往會產(chǎn)生各種病害問題，嚴(yán)重影響橋梁承載力。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)是橋梁加固工程施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對于工程的穩(wěn)定性及使用年限有著重要的影響。因此，在施工中因?qū)υ斐蓸蛄浩茡p的因素加以重視，在施工中采取相應(yīng)的加固技術(shù)，確保車輛行駛的安全性能。

關(guān)鍵詞：體外預(yù)應(yīng)力加固;橋梁工程;技術(shù)優(yōu)勢

據(jù)相關(guān)資料顯示，在我國公路現(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，降低對車輛正常通行造成影響程度。必須重視該問題，及時選取科學(xué)有效的措施予以解決。目前，常見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，因此，在橋梁工程施工中得到了廣泛應(yīng)用及推廣。

1 體外預(yù)應(yīng)力加固法的技術(shù)優(yōu)勢

體外預(yù)應(yīng)力加固法是對于鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋或板橋，采用對受拉區(qū)施以體外預(yù)應(yīng)力進(jìn)行加固，通過減少結(jié)構(gòu)變形，縮小裂縫寬度，可消除部分自重應(yīng)力，起到卸載的作用，從而較大幅度地提高梁的承載能力。體外預(yù)應(yīng)力是將預(yù)應(yīng)力索置于梁的主體結(jié)構(gòu)之外，通過梁中部的轉(zhuǎn)向裝置及兩端的錨固與梁體相連，構(gòu)成一次超靜定結(jié)構(gòu)。該技術(shù)優(yōu)勢如下：

1）在自重增加很少的情況下，能夠大幅度改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的受力狀況，提高承載結(jié)構(gòu)的剛度和抗裂性能。

2）由于承重結(jié)構(gòu)自重增加少，故對墩臺及基礎(chǔ)受力狀況影響很少，可節(jié)省對墩臺及基礎(chǔ)的加固。

3）對橋梁營運(yùn)影響較少，可在不限制通行的條件下進(jìn)行施工。

4）預(yù)應(yīng)力加固法既可作為橋梁通過重車時的臨時加固手段，又可作為永久性提高橋梁荷載等級的措施。

5）實(shí)際施工過程中，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

2 工程概況

某橋梁工程為鋼筋混凝土T型梁橋。多種因素影響下，橋梁下緣混凝土已經(jīng)出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，局部混凝土已脫落，且產(chǎn)生縱向貫通裂縫，主鋼筋銹蝕問題嚴(yán)重。為此必須對橋梁進(jìn)行加固處理。施工前，必須先將松動的混凝土鑿除，隨后將其銹蝕問題清理干凈，一般選用鋼絲刷即可，同時掛模澆筑C50混凝土進(jìn)行處理。最后實(shí)行體外預(yù)應(yīng)力加固施工。

3 橋梁工程體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)要點(diǎn)分析

1）人孔開設(shè)。在各箱各跨對應(yīng)橋面部位布設(shè)施工人孔，以施工人員出入箱梁方便作為孔洞開設(shè)尺寸標(biāo)準(zhǔn)。隨后將箱梁內(nèi)雜物清理干凈，根據(jù)設(shè)計要求，放出箱梁內(nèi)部尺寸。

2）轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)施工。因體外預(yù)應(yīng)力鋼索施加于箱梁內(nèi)，為降低損壞原橋的程度，可選取鋼結(jié)構(gòu)作為體外鋼索的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，且在箱外進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)放線定位、加工預(yù)制，要求以滿焊的形式焊接全部鋼制構(gòu)件，保證受力符合設(shè)計要求。鋼結(jié)構(gòu)形成骨架后，可選取鋼板粘結(jié)鋼制構(gòu)件和箱內(nèi)混凝土接觸面，且將C50鋼纖維混凝土粘結(jié)到兩個鋼板之間進(jìn)行填實(shí)處理。在墩頂橫梁位置體外鋼索應(yīng)及時進(jìn)行開槽偏轉(zhuǎn)施工，但在墩頂專向鋼管就位后，需在6到8cm之間控制橋面上下層鋼筋距離。但這種情況下，安裝直徑133mm轉(zhuǎn)向鋼管難度較大，且不得斷開橋面第一排受力鋼筋，因此必須切除墩頂橫梁橋面第二排橫向鋼筋，要求先加固處理橫梁范圍外的第二排橫向鋼筋，隨后切斷該鋼筋。試安定位轉(zhuǎn)向鋼管后，需將環(huán)氧砂漿鋪設(shè)到橫梁范圍內(nèi)，隨后再次安裝鋼筋，且焊接橋面鋼筋。按照設(shè)計規(guī)定，與橋梁箱梁實(shí)際尺寸相結(jié)合，按照“墩頂靠上、轉(zhuǎn)向貼底”的規(guī)定，對墩頂位置進(jìn)行確定，并安裝轉(zhuǎn)向鋼管，隨后將C50鋼纖維混凝土澆筑到墩頂開槽位置。全部暴露于空氣中的鐵件必須進(jìn)行環(huán)氧樹脂防腐處理。

3）梁裂縫修補(bǔ)。橋梁連續(xù)箱梁跨中下?lián)陷^大，墩頂范圍內(nèi)極易出現(xiàn)橋面裂縫?？缰形恢猛谙淞旱装?、腹板與翼板位置產(chǎn)生裂縫。為準(zhǔn)確普查裂縫，確定裂縫實(shí)際情況，一般可選取專門檢查儀器進(jìn)行處理，隨后將0.3mm以上裂縫全部封閉。將高分子材料通過插入壓漿嘴向裂縫內(nèi)壓入，并充分填滿。

4）穿索及預(yù)應(yīng)力張拉。根據(jù)工程建設(shè)需求，可將無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線（4根）配置到各片T型梁上，總量為16根。為保證各片量均勻受力，分2此張拉兩端。交叉布設(shè)固定端和張拉段，855mpa為預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉控制應(yīng)力，622.5mpa為有效預(yù)應(yīng)力。要求施工應(yīng)用中，必須標(biāo)注好所有無粘結(jié)鋼絞線，隨后向鋼栓孔洞內(nèi)穿入鋼絞線，并做好位置調(diào)整工作。待錨杯、夾片外螺母、千斤頂及張拉配件安裝以后，即可張拉預(yù)應(yīng)力。在梁兩側(cè)選取一端張拉法對鋼絞線逐根進(jìn)行對稱張拉。張拉施工中必須對所有主梁跨中撓度、裂縫閉合狀況進(jìn)行實(shí)時觀測。

5）壓漿。張拉完成后局部有粘結(jié)段的壓漿工作是一道很重要的工序，首先施工前要進(jìn)行l(wèi)：l的模型試驗(yàn)，在保證壓漿密實(shí)飽滿的情況下，局部有粘貼段的粘結(jié)力可達(dá)到設(shè)計張托力的108%。工程中，壓漿施工在張托完成后24h內(nèi)進(jìn)行，以滿足錨固要求。壓漿采用手動壓漿機(jī)，保證壓漿過程的均勻穩(wěn)定和壓漿壓力的要求。另外，壓漿密實(shí)程度將直接影響粘結(jié)效果，所以在壓漿中應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比，并保持壓力均勻。

6）質(zhì)量控制措施。在很多公路橋梁工程中，鋼筋砼結(jié)構(gòu)在荷載的作用下，極容易出現(xiàn)裂縫，部分預(yù)應(yīng)力中的裂縫必須控制在允許范圍內(nèi)，而在構(gòu)建的預(yù)制過程中，則要最大限度的避免裂縫問題的發(fā)生。在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉之前，產(chǎn)生裂縫主要是由于干縮和溫差導(dǎo)致的。裂縫常產(chǎn)生于表面處，分布凌亂、微小，在梁板類的構(gòu)件中，裂縫多沿著短方向分布，有時也會在箍筋部位產(chǎn)生，還有時會從構(gòu)件的頂面延伸到側(cè)面。梁板式構(gòu)件的裂縫通常與短邊平行，貫穿裂縫通常與短邊方向平行，裂縫會沿著構(gòu)件的全長分段出現(xiàn)。

要解決預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉前的裂縫問題，應(yīng)該在預(yù)制場內(nèi)，嚴(yán)格控制構(gòu)件，盡量避免其出現(xiàn)裂縫。比如說可以對構(gòu)件內(nèi)外的溫差進(jìn)行控制，對構(gòu)件的拆模時間加以延長，并緩慢的拆除，這樣就能夠使構(gòu)件緩慢降溫，且避免構(gòu)件與臺座粘結(jié)，最大限度的消除構(gòu)件自身的熱脹冷縮影響;在夏季施工時，應(yīng)該有限選擇低水化熱水泥;此外，在進(jìn)行混凝土澆筑施工之前，應(yīng)該注意采用保護(hù)隔離劑，對于采用長線法生產(chǎn)的構(gòu)件及時放松應(yīng)力筋，從而降低約束作用。

4 結(jié)束語

綜上所述，改革開放以來，我國的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，與此同時，國家的基礎(chǔ)硬件交通設(shè)施也在飛速的發(fā)展，以滿足人們生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。但是，我國的路橋交通網(wǎng)在建設(shè)中，尤其是橋梁的建設(shè)面臨著較多的現(xiàn)實(shí)問題，主要是橋梁承載力和抗震性能方面的問題比較嚴(yán)重，一旦出現(xiàn)問題，將會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，目前，更是面臨著提高橋梁承載力和抗震性能以及橋梁加固迫切要求?？v觀橋梁工程方面，體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)是一種很好的解決方法，因?yàn)樗唵我仔?，便于施工，能很好的改善橋梁的盈利狀況對橋梁有良好的加固作用，同時不影響正常的交通使用。

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