體外預應力加固技術

藍泠 張澤文 陳盼

摘要：本文主要從體外預應力的特點、組成、布置形式幾個方面來闡述體外預應力加固技術的基本原理，并結合施工實例來講解體外預應力加固技術的突出應用。

關鍵詞：體外預應力 加固技術 施工實例

中圖分類號：U445.72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（b）-0029-01

據不完全統計，中國20多萬座公路橋中危橋數量達6千多座，美國坍塌橋梁的“結構性缺陷”評級達到50%，德國橋齡在20～30年的預應力混凝土橋梁中50%以上都有中等以上損傷，從而使橋梁加固顯得尤為緊迫且重要。盡管目前有增大截面、錨噴混凝土、CFRP等加固方法，但都不及體外預應力加固技術的優點突出，因此體外預應力加固技術成為很多加固設計的首選，其具有非常廣闊的應用前景。

1 橋梁體外預應力技術原理

1.1概述

體外預應力結構這一概念最早源于法國，比體內預應力概念提出的還要早，但是發展沒有體內預應力快，因此在20世紀發展的比較緩慢，目前體外預應力發展的已經比較成熟了，廣泛的運用于舊橋的加固，甚至是運用于新建工程。體外預應力技術已得到業界的廣泛認可和支持，因此逐漸發展壯大起來，在很多方面都有體內預應力技術無法替代的優點，尤其在舊橋加固方面，體內預應力技術更是大展拳腳，而在新建工程方面為了避免體內預應力的諸多缺點，如混凝土灌注的困難，因壓漿不密而產生的預應力束腐蝕，又難以檢測和更換等等而有了一定的應用，并取得了良好的效果。體外預應力體系是后張預應力體系的一個重要分支，是一種應用完全位于構件主體截面以外的預應力束來對構件施加預應力的結構體系。

1.2體外預應力的特點

1.2.1體外預應力的優點

（1）簡化預應力筋曲線形式，并提高預應力使用效率。（2）預應力布置靈活。（3）錨固構件外形尺寸小，能有效提高結構的承載能力。（4）與舊結構無粘結，對結構受力非常有利。（5）體外索可調可換以便于運營期間的正常維護。

1.2.2體外預應力的缺點

（1）防腐、保護相對較困難。（2）容易產生應力集中，對錨固施工要求高。（3）不能充分發揮體外索強度高的優點。（4）容易造成預應力損失。

1.3體外預應力的組成

體外預應力由錨具、體外索、錨固塊及轉向塊、減振裝置、施工機具等主要部分組成，下面來分別介紹。

1.3.1錨具

體外預應力體系僅靠錨固端傳力，所以體外預應力錨固體系的安全性和可靠性比其他一般體內預應力錨固體系高很多。

1.3.2體外索

體外索常采用無粘結鋼絞線，由于環氧噴涂帶PE的鋼絞線具備很好的耐腐蝕性能，且適用性強，因此目前廣泛適用在橋梁加固中。

1.3.3錨固塊及轉向塊

體外預應力體系僅靠錨固塊和轉向塊傳力，因此錨固塊和轉向塊必須和原結構具備有效連接及傳遞應力的能力，錨固塊和轉向塊通常采用鋼筋混凝土結構或鋼結構型式。

1.3.4減振裝置

體外預應力體系的減振裝置應用于錨固塊與轉向塊或轉向塊與轉向塊之間的自由長度較大的體外索位置，主要目的是為了減小體外索在動荷載作用下的振動影響。

1.3.5施工機具

體外索的張拉機具依不同的張來要求，通常可分為單孔千斤頂和整體千斤頂。單孔千斤頂用于施工空間狹小或需單孔分絲張拉的體外索，整體千斤頂用于需整體張拉的體外索。

1.4體外預應力的布置形式

體外索主要布置在頂板、腹板、底板幾個位置處，體外索的錨固形式分為鋼錨固和混凝土錨固兩種形式。

2 橋梁體外預應力施工實例

2.1T梁腹板索

在T梁腹板兩側對稱布設體外索。在T梁梁端腹板加厚段設置張拉構件，在T梁的中橫隔梁鉆孔作為體外束的轉向裝置。T梁腹板索加固詳見圖1和圖2。

特點：T梁腹板索的一個顯著特點就是施工較為簡單，還有就是安裝難度較高，且只能適用于張拉力較小的體外索。

2.2箱梁腹板索

在箱梁腹板新增截面內增加預應力，而新增腹板通過種植鋼筋、澆筑新增混凝土的方式將預應力傳遞給舊橋箱梁。通過實踐得知腹板索是最有效的體外索加固方式。體外索可以只在病害嚴重位置局部進行布設，也可以連續通長布設。施工工藝流程：（1）管道放樣。（2）種植鋼筋。（3）綁扎鋼筋。（4）安裝預應力管道。（5）穿布鋼絞線。（6）固定、封閉預應力管道。（7）安裝模板。（8）澆筑混凝土。（9）安裝錨具。（10）張拉預應力。（11）管道壓漿。（12）封錨砼。

2.3箱梁底板索

在個別特殊的橋梁結構中，運用了部分相對使用效率不怎么高的底板索。底板索不需要設置轉向塊，一般在順橋向病害嚴重的底板頂面進行布設。施工較其他加固方式簡單，質量有一定的保證。但由于受布索位置的空間限制，對結構的加固效果并沒有其它結構形式的體外索突出。

2.4箱梁頂板索

箱梁頂板索是一種運用比較廣泛的體外索布設形式。體外索布置在箱梁頂板，經轉向器（分絲/整體）和預埋鋼管穿過轉向塊，達到轉向和傳力的目的，通過錨固塊錨固，張拉完成后成空間曲線。

3 結語

體外預應力加固技術不僅可以運用于新建工程項目，更廣泛的適用于舊橋結構的改造與加固項目。體外預應力結構布置靈活，施工方便，安全可靠，可以有效的提高橋梁結構承載力，尤其可以在結構正常工作情況下實現調索和換索，這一特點是其他加固方式所無法比擬的優點。體外預應力技術在新時期的橋梁建設及加固過程中得到了廣泛的應用，取得了良好的社會和經濟效益。

參考文獻

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