高速公路橋梁加固中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

康 剛

(山西路橋集團(tuán)隰吉高速公路有限公司，山西 晉中 030600)

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 改善原結(jié)構(gòu)受力，減少摩擦損失

高速公路橋梁加固中運(yùn)用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)，在較小增加自重基礎(chǔ)的同時(shí)，可以顯著改善橋梁原結(jié)構(gòu)的受力情況，簡(jiǎn)化預(yù)應(yīng)力筋曲線，同時(shí)可以將摩擦損失控制到最小。

1.2 有利于日后對(duì)于橋梁的檢查與養(yǎng)護(hù)

預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)是在橋梁混凝土外布置預(yù)應(yīng)力索，此種加固法對(duì)于施工作業(yè)人員今后的定期檢查與養(yǎng)護(hù)十分方便，同時(shí)對(duì)橋梁的運(yùn)營(yíng)和正常使用不會(huì)產(chǎn)生影響，可以永久性提升橋梁的負(fù)荷，使橋梁發(fā)揮更大的社會(huì)效益。

1.3 預(yù)應(yīng)力筋與混凝土相互獨(dú)立

在使用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋與橋梁混凝土并非處于黏結(jié)狀態(tài)，而是保持相互獨(dú)立，在承受交通負(fù)荷時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋會(huì)單獨(dú)承擔(dān)一定的負(fù)荷應(yīng)力，減輕了混凝土及橋梁自身結(jié)構(gòu)所承受的負(fù)荷，使橋梁的負(fù)荷承受能力獲得有效提升。

2 高速公路橋梁加固中常見(jiàn)的體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)類(lèi)型

2.1 體外預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固

體外預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固是常用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)類(lèi)型，是將拋物線形的預(yù)應(yīng)力鋼絲束設(shè)置于梁肋的側(cè)面，同時(shí)采取措施固定預(yù)應(yīng)力鋼絲束。將間隔定位箍圈設(shè)置于梁的底部位置，確保間隔距離在60 m左右，在梁頂進(jìn)行鋼絲束的錨固作業(yè)，使梁頂具有預(yù)應(yīng)力，從而提升橋梁的承載能力。

2.2 下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固

當(dāng)橋梁下部的空間足夠大時(shí)，可以使用下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固法。施工方法是在橋梁的下方設(shè)置預(yù)應(yīng)力粗鋼筋拉桿，將粗鋼筋拉桿固定于兩端的第二個(gè)橫隔板上，以此操作來(lái)使支撐點(diǎn)的位置得到改變，一定程度上調(diào)整拉力，使橋梁的實(shí)際承載能力得到進(jìn)一步的增強(qiáng)。下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力法主要包含以下三種。

(1)豎向頂撐張拉法

此技術(shù)需要將U型鋼錨固板合理地設(shè)置于高速公路橋梁底端，施工作業(yè)人員還需根據(jù)橋底部實(shí)際情況設(shè)置粗鋼筋拉桿，要確保粗鋼筋拉桿的兩端都牢固焊接于錨固板，將張緊夾具分別安裝于橋梁跨結(jié)構(gòu)中心與整體跨徑的1/4處，從而將預(yù)應(yīng)力有效地施加在鋼筋拉桿上。豎向頂撐張拉法可以固定鋼筋拉桿，確保張拉力的穩(wěn)定性，獲得理想的加固效果。

(2)橫向收緊張拉法

如梁的兩端距離比較短，可以使用橫向收緊張拉法。將粗鋼筋拉桿設(shè)置于梁肋底面兩側(cè)，然后再用兩層布設(shè)置方式，在拉桿靠近兩端一頭處將粗鋼筋拉桿彎起，隨后把之前固定于兩端位置的U形錨板與彎起的粗鋼筋拉桿焊接在一起，使焊接的穩(wěn)定性得到保障，用鋼筋支撐彎起的拉桿，建立螺栓與撐棍，實(shí)現(xiàn)橋梁的受力，使體外預(yù)應(yīng)力施加于橋梁上。

(3)縱向張拉法

該技術(shù)的本質(zhì)是利用預(yù)應(yīng)力筋里的軸線對(duì)橋梁施加相應(yīng)預(yù)應(yīng)力，將預(yù)應(yīng)力拉桿粗鋼筋設(shè)置于橋梁底部，把兩端彎起的鋼筋錨固于腹板處或者梁的頂部，使錨固的穩(wěn)定性得到保障，隨后進(jìn)行縱向張拉作業(yè)，使橋梁的實(shí)際抗剪力得到顯著提升，同時(shí)有效提升橋梁的穩(wěn)定性與負(fù)荷承載能力。

3 高速公路橋梁加固中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

3.1 體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的結(jié)構(gòu)體系

在對(duì)高速公路橋梁使用體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)時(shí)，需要先完善預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系較為復(fù)雜，主要包含體外預(yù)應(yīng)力索、體外轉(zhuǎn)向裝置、體外索錨固系統(tǒng)、體外索防腐系統(tǒng)等幾個(gè)部分。

體外預(yù)應(yīng)力索：由外保護(hù)套及鋼絞線束組成，其中鋼絞線束有環(huán)氧涂層鋼絞線、EP單根無(wú)粘結(jié)鋼絞線等。后者的外徑比較大，前者的防腐性能非常好，在惡劣環(huán)境下經(jīng)常被使用。

體外索錨固系統(tǒng)：該系統(tǒng)在體外預(yù)應(yīng)力體系中有著十分重要的作用，系統(tǒng)中錨固構(gòu)造里的錨具分為可換錨具與不可換錨具。前者是由端頭保護(hù)套、HDPE管、減震塊、墊板、密封灌漿筒、工作錨板、保護(hù)套、螺母等零件構(gòu)成，后者由防損襯套、HDPE管、轉(zhuǎn)向管、轉(zhuǎn)向裝置、預(yù)埋鋼管、工作錨板、錨墊板等零件構(gòu)成。

體外索轉(zhuǎn)向裝置：分為鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)兩種形式。后者在高速公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固中的應(yīng)用比較常見(jiàn)，在進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向作業(yè)時(shí)，部分作業(yè)人員會(huì)采用橫隔板施工形式(自重大，承載力也相對(duì)較大)，部分作業(yè)人員會(huì)采用鞍座塊式施工(應(yīng)力分布較為復(fù)雜但自重比較輕)。

體外預(yù)應(yīng)力體系防腐系統(tǒng)：體外預(yù)應(yīng)力體系防腐系統(tǒng)通常在工作人員對(duì)施工區(qū)域的防腐可靠性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)使用，也常被應(yīng)用于體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在高速公路橋梁加固中使用。

3.2 高速公路橋梁加固中體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的作業(yè)流程

體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在高速公路橋梁加固中的作業(yè)流程如下。

首先，在對(duì)原有的高速公路橋梁進(jìn)行預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固時(shí)，需要先對(duì)高速公路橋梁結(jié)構(gòu)的承載力進(jìn)行檢驗(yàn)。在進(jìn)行檢驗(yàn)工作時(shí)，應(yīng)主要進(jìn)行荷載試驗(yàn)，再計(jì)算出應(yīng)增加的預(yù)應(yīng)力程度，對(duì)橋梁進(jìn)行相應(yīng)的加固，確定科學(xué)、合理的加固方案與對(duì)策。

其次，在確定原有橋梁結(jié)構(gòu)承載力后，作業(yè)員要通過(guò)體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)對(duì)橋梁的安全隱患部分進(jìn)行加固，以此來(lái)使橋梁的受力情況改變，提升橋梁的承載力。施工時(shí)需布置好體外預(yù)應(yīng)力鋼束，再對(duì)錨固點(diǎn)位置、轉(zhuǎn)向裝置的選擇、張拉控制應(yīng)力等細(xì)節(jié)進(jìn)行確定，通過(guò)科學(xué)、有效的方案和對(duì)策處理橋梁的病害。除此之外，作業(yè)人員還需要對(duì)原有橋梁結(jié)構(gòu)的病害情況進(jìn)行評(píng)估與分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇鋼束、線型、束界等，使高速公路橋梁的加固效果達(dá)到最佳。

再次，在加固施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)防止人為操作失誤，預(yù)應(yīng)力施工過(guò)大等情況，換句話講是要強(qiáng)化加固過(guò)程的監(jiān)督與檢測(cè)工作，使加固施工中常常出現(xiàn)的問(wèn)題得到有效避免，從根本上防止加固時(shí)異常問(wèn)題的產(chǎn)生。

最后，在開(kāi)展完加固施工后，需要再一次使用荷載試驗(yàn)法來(lái)對(duì)加固效果進(jìn)行評(píng)估，要確保橋梁加固的承載力和剛度達(dá)到設(shè)計(jì)與加固要求，推動(dòng)橋梁的運(yùn)營(yíng)效果，防止再次出現(xiàn)安全隱患，只有如此，才能真正提升橋梁的荷載運(yùn)營(yíng)能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著施工技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，越來(lái)越多科學(xué)、先進(jìn)的技術(shù)將應(yīng)用于高速公路橋梁施工中，體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)就是其中之一。體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)適用于無(wú)法封禁交通的橋梁工程中，將橋梁安全隱患對(duì)于交通的影響降到最低，同時(shí)有效提升橋梁的運(yùn)營(yíng)能力，推動(dòng)地區(qū)交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。