預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁檢測與加固研究

黃業(yè)川

重慶市市政設(shè)計(jì)研究院 重慶 400020

橋梁是公路工程的重要組成部分，隨著公路建設(shè)的快速發(fā)展，橋梁工程的規(guī)模與數(shù)量都在不斷增加，而一些既有橋梁的技術(shù)狀況經(jīng)過長時(shí)間的使用明顯減弱。針對這一問題，首先要通過對橋梁進(jìn)行詳細(xì)檢測，從而確定實(shí)際情況，最后采取合理有效的加固技術(shù)。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1 抗裂性與剛度強(qiáng)

在建設(shè)項(xiàng)目中使用常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)一段時(shí)間后，有組件存在開裂的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致項(xiàng)目的質(zhì)量降低，并在以后的使用中影響橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)營安全。而產(chǎn)生裂縫的根本原因是混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部鋼筋在剪力的作用下變形。但是，通過對混凝土結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，可以在施工期間將預(yù)應(yīng)力施加到混凝土構(gòu)件上，這樣就可以做到減小混凝土結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力效果，從而避免裂縫和翹曲等質(zhì)量問題的發(fā)生[1]。

1.2 高耐久性

橋梁的建設(shè)在城市工程建設(shè)中起著非常重要的作用。在橋梁的整個(gè)施工過程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用可以有效降低橋梁結(jié)構(gòu)的承載重力，提高橋梁的抗壓性能，避免或減少橋梁表面裂縫，從而有效地提高了橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，以及橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。

1.3 良好的抗?jié)B性和抗震性能

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用中不具有高收縮性能，從而可能在以后的使用階段出現(xiàn)質(zhì)量問題。與常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，數(shù)據(jù)顯示前者可以避免受到惡劣天氣的不利影響，并且不會因雨水等因素而出現(xiàn)滲漏問題[2]。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁工程施工中的應(yīng)用

2.1 鋼筋混凝土架構(gòu)以及路面的應(yīng)用

路面施工是道路和橋梁建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)。在道路和橋梁施工過程中使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為進(jìn)一步提高預(yù)應(yīng)力技術(shù)水平，需對現(xiàn)場施工環(huán)境進(jìn)行了全面調(diào)查，分析各個(gè)施工區(qū)域的地質(zhì)和水文狀況，并在進(jìn)行施工活動前準(zhǔn)備了各種參數(shù)報(bào)告。同時(shí)應(yīng)該檢查該地區(qū)的交通狀況，并根據(jù)收集的數(shù)據(jù)和信息制定更詳細(xì)的施工計(jì)劃，從最基礎(chǔ)的地方努力提高道路和路橋的施工質(zhì)量。

2.2 預(yù)應(yīng)力在空心混凝土板上的應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力在混凝土空心板上的應(yīng)用是公路橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)中最常用的結(jié)構(gòu)形式。因?yàn)檫@種混凝土空心板內(nèi)部為空心狀，這就導(dǎo)致混凝土空心板本身的質(zhì)量出現(xiàn)大幅度的降低，從而使其難以安裝和運(yùn)輸。然而，它在短跨路橋梁工程建設(shè)中具有良好的應(yīng)用效果，因此在這一方面得到了廣泛的應(yīng)用。如果橋梁的跨度小于特定大小，則可以通過先張法和后張法執(zhí)行低松弛度鋼絞線的單張拉緊。此過程使用的是扁錨中等張拉噸位，可以使用這兩種方法有效地降低壓力，并在某種程度上避免了一系列質(zhì)量問題的出現(xiàn)[3]。

2.3 預(yù)應(yīng)力在混凝土箱梁中的應(yīng)用

箱梁是公路橋梁混凝土工程中的重要結(jié)構(gòu)。通常情況下，箱形梁的內(nèi)部是空心的。箱形梁的上部兩側(cè)設(shè)有翼緣，同時(shí)箱梁按制造形式可以分為多箱梁和單箱梁，或者是混凝土箱梁，鋼板箱梁，這種情況的出現(xiàn)主要是由于公路橋梁建設(shè)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)使用的數(shù)量和材料的不同?；炷料淞河址譃轭A(yù)制箱梁和現(xiàn)澆箱梁。這兩種類型的混凝土箱梁在不同的結(jié)構(gòu)中具有不同的效果，也發(fā)揮不同的作用。當(dāng)混凝土箱梁的跨度達(dá)到40—60m時(shí)，鋼絞線的安裝過程必須在水平和垂直方向上開始。如果混凝土箱梁超過60m，則需要用變截面箱梁，達(dá)到混凝土箱力度效果的最大化。

3 加固方法

3.1 裂縫修補(bǔ)

購買高質(zhì)量的防水材料，并將其應(yīng)用于上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的裂縫中，以提高橋梁的防水性?；蛘?，可以使用其他方法注入混凝土裂縫以改善混凝土橋梁的性能。如果裂縫嚴(yán)重或?qū)挾瘸?，可以采用密封粘合鋼板，但在使用時(shí)必須注意受力方向和修復(fù)區(qū)域的位置，以最大程度地提高橋梁的修復(fù)效果。橋梁和其他結(jié)構(gòu)的修復(fù)需要根據(jù)裂縫的大小程度進(jìn)行具體的計(jì)劃。

3.2 道路和橋梁加固

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在實(shí)際施工中很容易出現(xiàn)開裂，特別是在公路和橋梁建設(shè)項(xiàng)目中，開裂的頻率很高。在目前的施工過程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用就顯得非常重要。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的使用可以減少裂縫出現(xiàn)的頻率，同時(shí)縮短裂縫之間的間距[4]。

3.3 主梁梁底橫截面積增加

在混凝土橋梁長期運(yùn)行的情況下，由于混凝土材料的特性，在車輛荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)常常容易發(fā)生開裂。而裂縫寬度超限或急劇擴(kuò)展會導(dǎo)致重大的安全事故。為了保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)營，可以在主梁梁底增加橫截面面積，從而提高橋梁的承載能力和穩(wěn)定性。也可以使用鋼筋加固，選擇正確的加固材料，這樣可以將后續(xù)的加固材料與原始混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行融合，從而確保對材料的加固效果。需要注意的是，修復(fù)前需對修復(fù)部位的混凝土進(jìn)行清理。

4 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用注意事項(xiàng)

對于公路橋梁上的混凝土項(xiàng)目，需要執(zhí)行相應(yīng)的張拉預(yù)應(yīng)力操作，但是混凝土具有一定的特性，并且僅在規(guī)范規(guī)定條件下養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間后才能達(dá)到張拉預(yù)應(yīng)力的強(qiáng)度?；炷恋膹椥阅Ａ亢蛷?qiáng)度的提高方式并不完全相同。當(dāng)混凝土強(qiáng)度不足時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的張拉預(yù)應(yīng)力操作可能會引起混凝土中預(yù)應(yīng)力損失等問題的出現(xiàn)，從而難以保證橋梁成橋后的實(shí)際承載能力，這種操作甚至可能使混凝土開裂。因此，施工過程中不能盲目地進(jìn)行張拉預(yù)應(yīng)力操作，只有當(dāng)混凝土的強(qiáng)度滿足規(guī)范規(guī)定的張拉預(yù)應(yīng)力的強(qiáng)度時(shí)，混凝土施工過程才能進(jìn)行張拉預(yù)應(yīng)力的操作。預(yù)應(yīng)力技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象在公路橋梁的技術(shù)施工過程中很普遍，這使得有效地管理和控制預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用變得困難，從而帶來嚴(yán)重的問題。

5 結(jié)語

盡管預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的使用變得越來越復(fù)雜，但中國現(xiàn)在正進(jìn)入預(yù)應(yīng)力技術(shù)研究的狀態(tài)，其研究逐漸成熟，我們將能夠及時(shí)進(jìn)行道路和橋梁的施工，只有對實(shí)際施工情況進(jìn)行調(diào)查，找到解決問題的方法，才能直接有效解決各種施工問題，以適當(dāng)?shù)姆绞绞褂妙A(yù)應(yīng)力技術(shù)。只有合理開發(fā)研究有關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)，才能進(jìn)一步促進(jìn)中國道路橋梁事業(yè)的發(fā)展。