預應力加固技術在橋梁工程中的應用

高 峰

(山西晉宇路橋工程有限責任公司，山西 太原 030006)

0 前 言

在橋梁工程施工階段預應力加固技術具備一定的適用性以及操作性，并且施工效率高，能夠解決傳統(tǒng)加固技術存在的難點問題，對提高工程項目的承載能力以及安全性有著積極的作用。對預應力加固技術在橋梁工程中的應用要點進行分析，總結出科學有效的技術方案，以期對今后工程項目的開展能夠起到促進作用。

1 工程概況

某橋梁總長度為785 m，橋梁主跨尺寸為636 m，設計為單跨鋼桁梁懸索橋的形式，橋梁的上部結構設計為預應力混凝土先簡后支連續(xù)T梁的形式。本次橋梁項目的主要維修范圍如下：①橋面板結構的支座部分出現(xiàn)損壞的問題，要及時更換或者維修處理；②該地區(qū)的地表防水結構損壞嚴重，需要及時維修防水結構；③橋面排水部分損毀嚴重，要及時進行泄水管的修復處理；④錨室、鞍室的除濕機損壞，需要維修才能滿足運行要求；⑤伸縮縫要及時清理，同時還要維修止水帶的結構；⑥主塔以及錨碇的混凝土結構要進行維修處理；⑦橋面鋪裝的部分結構應該維修處理；⑧加勁梁、纜索以及支座螺栓部位要及時進行維修處理；⑨螺栓進行更新調(diào)整，表面再次進行防腐處理，修復損壞結構。

2 預應力加固技術的應用

2.1 預應力構造措施

分析本次橋梁項目的實際情況，在橋梁內(nèi)部結構需要設置預應力設施以促進結構承載性能的提升，保證加固性合格，主要措施如下。

錨固結構選擇使用C50混凝土齒板制作，將錨固結構、主梁部分存在的松散結構清理處理，然后使用直徑22 mm的螺紋鋼筋插入到錨固段加固處理，插入深度尺寸為30 cm，鋼絞線則應用直徑為14.52 mm的無黏結鋼絞線的形式，抗拉強度為1 860 MPa，抗拉應力為1 131 MPa。通過單側張拉施工方法進行鋼束張拉試驗，同時在張拉一側、錨固一側需要預留50、10 mm的長度，保證所有外露部分都進行防腐、防銹的處理。應用外徑尺寸為110 mm的PE管道制作預應力鋼束，并且加入必要的黃油實施防腐蝕處理，預應力鋼束的中心距離和加固下端距離為15 cm，錨具中間隔5 m就要設置抗震結構，同時有防松脫設施[1]。

2.2 混凝土錨土塊的應用

本次橋梁主要是混凝土進行施工，所以表面粗糙度較高，預應力加固前，需要及時打磨、鑿毛處理，達到表面光滑度、平整性的要求，打磨以及鑿毛處理環(huán)節(jié)，混凝土表面形成的泥石碎渣清理干凈，達到整潔度的標準。應用鉆孔機進行鉆孔施工，按照技術標準進行橫向剪切處清理與打磨處理，合格后才能進行其他結構澆筑施工。

2.3 鋼錨塊的應用

對于本次橋梁結構的新舊部分應該選擇應用不同形式的鋼錨塊，可以使用摩擦力鋼錨塊或者剪力鍵錨塊。如果橋梁的投入運營時間較長，需要使用摩擦力鋼錨塊的形式，而新建設運營的橋梁項目，使用剪力鍵錨塊，鋼錨塊制作環(huán)節(jié)，經(jīng)過標記后合理設置，然后是混凝土鋪放，一般來說混凝土存放時間過長容易導致活性的丟失，然后利用鑿毛、濕潤等方式促進活性的提升，讓其可以融入到原有結構內(nèi)。鑿毛處理結束后，混凝土表面還會存在較多的泥石碎渣材料，需要清理干凈，靜置一定時間后再濕潤處理，保證混凝土濕度與活性達到技術標準的要求。為了保證鋼錨塊與橋梁截面的黏合性合格，應該植入鋼筋以達到加固的效果，具體螺栓標準見表1。

表1 螺栓設計標準參數(shù)

2.4 預應力檢測

預應力橋梁加固施工環(huán)節(jié)，其加固性能直接受到加固能力影響，由于該結構防腐蝕施工難度較高，外部環(huán)境的干擾影響因素嚴重；此外，索張力小，并不能達到規(guī)定強度的要求，并且錨具以及夾片要求高。索力是關鍵性因素，同時也是提升加固質(zhì)量的關鍵指標，索力檢測的方式，一般會測定磁通量，因為外部環(huán)境干擾會出現(xiàn)內(nèi)力、電流頻率的改變，此時可以確定索力參數(shù)，預應力檢測時要結合不同工作條件、撓度、裂縫改變等方面確定[2]。

通過測定的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，預應力張拉實施環(huán)節(jié)，主跨跨中截面壓應力儲備較大，張拉預應力施工達到加固的標準，主梁的斷面撓度會不斷變化，但是都能夠滿足安全性的要求，裂縫周邊部位應力參數(shù)值變化是比較常見的，原有裂縫也沒有發(fā)生二次開裂的問題，并未出現(xiàn)新的裂縫，所以效果較好。

3 預應力加固技術在橋梁施工中的質(zhì)量控制

在橋梁工程項目實踐環(huán)節(jié)，為了提升加固工程的質(zhì)量需要按照預應力加固技術的工藝方案，對施工過程進行綜合管控，保證各個施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量滿足設計方案需求。

3.1 選擇和布置預應力鋼絞線

橋梁工程中通過使用預應力鋼絞線的形式，減少鋼材使用量，經(jīng)濟價值較高。選擇預應力鋼絞線非常關鍵，綜合分析性能以及參數(shù)，鋼絞線長度超過30 m，在合適的場地進行下料，然后把彩條布直接鋪設到上部結構，并且墊上方木，從而可以防止鋼絞線接觸地面，也能夠預防銹蝕等問題。

3.2 安裝波紋管

嚴格執(zhí)行設計方案和技術標準安裝波紋管，確定曲線坐標參數(shù)，然后考慮到波紋管的底部情況，需要從一側彈出曲線，保證波紋管安裝質(zhì)量合格。波紋管固定環(huán)節(jié)，應該使用鋼筋支架直接和箍筋焊接。波紋管安裝結束后，應防止出現(xiàn)重復彎曲的問題，否則將會出現(xiàn)開裂問題。同時，保證曲線形狀質(zhì)量合格，達到安裝牢固的要求。為了有效預防出現(xiàn)破損缺陷，還要合理綁扎，確保施工符合工程要求。需要注意的是在安裝波紋管時，需要考慮結構的穩(wěn)定性，如果存在松動問題則需要采取固定方法提升整體管道強度[3-4]。

3.3 設置灌漿孔

灌漿環(huán)節(jié)，最為主要的工作就是灌漿孔的設置。從實際情況分析，設置泌水孔道曲線的預應力管道形式，灌漿施工質(zhì)量較高。從實際情況出發(fā)，很多情況下都會在一根梁上設置三個點，然后把灌漿孔設置到低位上，比較高的位置上設置泌水孔，從而保證灌漿孔實施環(huán)節(jié)可以利用泌水孔排出空氣、水。波紋管安裝完成后，通過鋼錐進行波紋管鑿孔，上部需要設施海綿墊片、帶嘴塑料弧形壓板，利用鐵絲綁扎固定，塑料管和嘴連接。

3.4 混凝土澆筑

預應力鋼束施工結束后，對于安裝好的各個部分進行全面的復核檢查，確保和設計方案是完全一致的，然后才能進行澆筑作業(yè)。在該環(huán)節(jié)，振搗環(huán)節(jié)不能讓振搗棒觸碰波紋管，可以選擇直徑較小的振動棒施工，張拉端、梁、柱等節(jié)點，保證混凝土結構密實度合格，材料分布均勻性達標，防止發(fā)生蜂窩等缺陷問題，提高結構的質(zhì)量性能。

3.5 預應力筋張拉

預應力筋張拉施工環(huán)節(jié)，混凝土強度符合設計標準，達到規(guī)定強度的要求。在張拉施工作業(yè)前，應該保證梁的側模先行拆除，可以有效地降低張拉力影響。按照逐層澆筑、逐層張拉的標準進行，利用框架張拉施工的方式，每一層張拉都要選擇對稱的方式進行。由于很多因素干擾，極易出現(xiàn)滑絲、斷裂等缺陷，影響預應力張拉效果。在發(fā)生質(zhì)量問題后，及時停止張拉施工，檢查存在的原因然后進行必要的處理。按照工程技術要求，做好張拉斷裂、滑絲數(shù)量的記錄和控制，如果超出規(guī)定要求，應及時更換處理，并且檢查錨具部件的質(zhì)量，確保沒有任何質(zhì)量問題之后，才能進行下一環(huán)節(jié)的施工[5]。

3.6 灌 漿

當預應力鋼筋張拉結束后，需要立刻進行預應力孔道灌漿作業(yè)。一般情況下，灌漿作業(yè)不宜超過24 h。具體灌漿作業(yè)時需要根據(jù)灌漿工藝規(guī)范要求進行，首先進行下層孔道的灌漿施工，然后在進行上層管道灌漿操作。灌漿時需要嚴格控制灌漿的壓力以及速度，按照實際情況做好加壓處理，為了提升灌漿質(zhì)量針對灌漿位置要進行2 min的穩(wěn)壓處理。需要注意的是在灌漿施工階段，如果出現(xiàn)灌漿不通暢等現(xiàn)象，則需要按照工況需求做好調(diào)整，一般來說，可以增加灌漿壓力，提升混凝土的流暢性。最為關鍵的是還需要控制好二次壓降的間隙時間，二次壓降時間宜控制在30～45 min，減少漿體下沉的情況出現(xiàn)。

4 結 論

預應力混凝土橋梁的應用是常見的橋梁結構形式，可以完成橋梁的加固與維修施工，如果選擇使用預應力束的形式，不會對外形產(chǎn)生任何影響，可以保證橋梁承載性能合格。本文基于橋梁工程實際情況，分析預應力加固技術，做好各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理和控制，提高橋梁的運行性能和效果，為我國橋梁事業(yè)的發(fā)展奠定堅實基礎。

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