試論公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)

摘 要：論述了橋梁加固技術(shù)對于提升公路橋梁質(zhì)量的重要性；探討了選用公路橋梁加固方式時所遵循的原則；詳細(xì)分析了公路橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)的特點(diǎn)；并針對該技術(shù)在施工過程中所存在的問題，提出了相應(yīng)的解決措施，以期為公路橋梁施工質(zhì)量的保證提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；橋梁加固；施工控制；橋體維護(hù)

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速的發(fā)展，交通運(yùn)輸量也在不斷地提升。物流行業(yè)的飛速發(fā)展以及城市建設(shè)項目的不斷增多，導(dǎo)致越來越多的重型車輛開始行駛在公路上，極大地考驗(yàn)著公路橋梁的承載力。部分老式公路橋梁，對于道路承載力的設(shè)計要求已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地不能滿足于現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。而且，即使最初設(shè)計要求能夠滿足現(xiàn)代交通運(yùn)輸量的橋梁，由于使用時間過長，老化、破損現(xiàn)象嚴(yán)重，存在著很大的交通安全隱患。因此，采取一定的維修或者加固的方式來提升公路橋梁的承載力勢在必行。而對于一些損傷的公路橋梁，維護(hù)成本較高或者無法正常維護(hù)加固時，則根據(jù)橋梁的現(xiàn)有承載力施行限速、限重等措施，確保人民的生命財產(chǎn)安全。

2 公路橋梁加固原則

我國現(xiàn)在通用的公路橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的頒布時間是上世紀(jì)九十年代。限于當(dāng)時比較低的技術(shù)水平以及落后的交通運(yùn)輸行業(yè)，使得在該標(biāo)準(zhǔn)下建設(shè)的公路橋梁已經(jīng)不能完全適用于現(xiàn)階段的車輛通行要求。尤其是在某些城鎮(zhèn)公路上，重型貨車超載現(xiàn)象十分嚴(yán)重，這就嚴(yán)重的考驗(yàn)著公路橋梁的承載力，為人民的生命安全埋下眾多隱患。具不完全統(tǒng)計，至少百分之二十的城鎮(zhèn)道路橋梁存在安全隱患，如果不能及時的予以加固，所產(chǎn)生的后果將不堪設(shè)想。因此，對于公路橋梁的加固已經(jīng)越來越引起人們的重視。相對于發(fā)達(dá)國家，我國的各項基礎(chǔ)設(shè)施還不是很完善。為了完善這些基礎(chǔ)設(shè)施，國家每年都會投入大量的資金，但是公路橋梁加固在資金的占用率上相對較少。如何用較少的資金投入，修復(fù)或者加固更多的公路橋梁就顯得尤為重要。現(xiàn)階段對公路橋梁進(jìn)行加固時，要遵循以下兩個原則：

一是做好維修前的檢測工作。在對公路橋梁進(jìn)行加固前，質(zhì)量檢測人員對所要加固的橋梁進(jìn)行詳細(xì)的檢測，分析橋梁的損壞程度，并制作成一目了然的數(shù)據(jù)表格。根據(jù)檢測結(jié)果計算所要加固橋梁的實(shí)際運(yùn)輸能力，分析橋梁的損壞程度對于橋梁的承載力以及耐久性所造成的影響。所謂的承載力即在設(shè)計橋梁的初期，保證橋梁應(yīng)該達(dá)到的荷載能力；耐久性即橋梁的壽命。

二是合理選用加固方式。加固方式的選擇要考慮施工成本的經(jīng)濟(jì)性。不能無限制的耗費(fèi)原材料，而且要保證施工進(jìn)度，避免交通中斷時間過長。在對公路橋梁進(jìn)行加固時，通常不采用改變原先結(jié)構(gòu)的方式。一方面是考慮施工成本，另一方面是改變橋梁原先的結(jié)構(gòu)會長時間中斷交通，所帶來的經(jīng)濟(jì)損失會更為巨大。對公路橋梁的加固要具體問題具體分析，當(dāng)橋梁老化嚴(yán)重、加固修護(hù)難度過大時，也會考慮更改橋梁原有的設(shè)計結(jié)構(gòu)，但要保證公路橋梁的承載力以及耐久性。即使改變橋梁原有的設(shè)計結(jié)構(gòu)，也盡量采用局部更改的形式。

總而言之，在選用公路橋梁的加固方式時，不能一味的照搬照抄，要根據(jù)不同橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用合理的加固方式。在對公路橋梁進(jìn)行加固時，還要綜合考慮橋梁的受損程度以及未來該橋的通車量等因素。此外，施工成本的控制也是一個不可忽視的重要因素。

3 體外預(yù)應(yīng)力加固法

在公路橋梁加固施工技術(shù)中，最常用的一種是橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固法。這種加固法在施工時要遵循一定的加固準(zhǔn)則。并不是所有的橋梁都適合體外預(yù)應(yīng)力加固。根據(jù)公路橋梁加固施工經(jīng)驗(yàn)，加固準(zhǔn)則一般包括恒載應(yīng)力準(zhǔn)則、組合應(yīng)力準(zhǔn)則以及極限承載力準(zhǔn)則。恒載應(yīng)力準(zhǔn)則的特點(diǎn)是通過恒載作用，在施工之前將主拱圈應(yīng)力維持在一個人工能夠控制的范圍內(nèi)。隨著公路橋梁投入使用的年限的增長，因?yàn)轱L(fēng)化等作用，橋梁承載結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生越來越大的裂縫，久而久之甚至?xí)a(chǎn)生橋梁的永久性變形。此時，公路橋梁的承載力在恒載作用下就無法滿足使用要求。這時，橋梁主管部門就不可以對公路橋梁進(jìn)行加固處理了，而是選擇重建。因?yàn)楹爿d作用下公路橋梁的承載力無法達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時，橋梁的加固工作異常復(fù)雜，施工成本陡然升高，而且在加固過程中還會容易出現(xiàn)橋梁垮塌事故。組合應(yīng)力準(zhǔn)則的特點(diǎn)是當(dāng)不同的荷載聯(lián)合作用在公路橋梁時，橋梁主拱圈的邊緣應(yīng)力依然能夠滿足強(qiáng)度要求。基于這種準(zhǔn)則進(jìn)行的橋梁加固，其目的在于使新的主拱圈與原有的主拱圈進(jìn)行協(xié)調(diào)作業(yè)，增強(qiáng)橋梁的承載力。還有一種加固準(zhǔn)則就是極限承載力準(zhǔn)則。它的特點(diǎn)是對公路橋梁進(jìn)行加固后，其承載力即使是在最不利荷載作用下也能夠滿足強(qiáng)度要求。極限承載力準(zhǔn)則通常用來作為衡量加固后橋梁的承載力提升幅度大小的準(zhǔn)則。極限承載力準(zhǔn)則是以前兩種準(zhǔn)則為前提的，即橋梁加固后一定滿足上述兩種準(zhǔn)則。

在公路橋梁加固作用中，施工單位常將極限承載準(zhǔn)則作為衡量橋梁加固效果的準(zhǔn)則。采用橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)對橋梁進(jìn)行加固時，預(yù)應(yīng)力筋的布置于采用內(nèi)預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)具有本質(zhì)的區(qū)別。相較于內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，體外預(yù)應(yīng)力索是由多根鋼絞線組成的，確切的說應(yīng)該是一種鋼索。將這種鋼索增設(shè)在橋梁的底部以及側(cè)部是這種施工技術(shù)的顯著特點(diǎn)。利用桁架體系抵消橋梁部分恒載應(yīng)力，從而較大幅度的提高公路橋梁的承載力。

4 施工過程中注意事項

4.1 合理使用防松套

在公路橋梁加固工程中，單孔夾片錨具應(yīng)用很廣泛。公路橋梁在承擔(dān)運(yùn)輸時，不可避免的經(jīng)常承受振動荷載。由于疲勞作用，錨具中的夾片就會產(chǎn)生松動，更甚者會致使錨具失錨。防松套的使用可以有效避免此類事故的發(fā)生。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，往往在錨具夾片與防松套之間增設(shè)彈簧墊圈，起到減振效果。

4.2 合理設(shè)計鋼銷栓和轉(zhuǎn)向塊

鋼銷栓和轉(zhuǎn)向塊是橋梁加固工程中非常關(guān)鍵的構(gòu)件。它們的設(shè)計要求有以下幾點(diǎn)：

4.2.1 滿足錨固和傳力的要求。轉(zhuǎn)向塊通常是用鋼板焊接制成，其最重要的特點(diǎn)就是能保證預(yù)應(yīng)力的良好傳遞。

4.2.2 混凝土局部承載能力。在對預(yù)應(yīng)力進(jìn)行張拉后，在拉索方向上，混凝土孔壁會需要承受來自銷栓的擠壓力，這就要求銷栓尺寸、混凝土洞口尺寸以及其強(qiáng)度滿足等級匹配。

4.2.3 銷栓抗彎能力要好。為了保證錨環(huán)與體外預(yù)應(yīng)力索產(chǎn)生索力的方向相一致，就需要銷栓有非常好的抗彎能力，而且在承受力矩時，剪切變形要小。

4.3 張錨體系的保護(hù)

張錨體系要進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，以增強(qiáng)其耐久性。通常采用的辦法是，將玻璃絲布纏包在錨具以及防松套上。同時，體外預(yù)應(yīng)力索也要用外裹油脂的方式或者添加塑料護(hù)套的方式進(jìn)行保護(hù)。

5 結(jié)束語

相較于一般的橋梁加固方式，體外預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)，具有橋體受力清晰、施工成本低、橋體后續(xù)維護(hù)簡單等諸多優(yōu)勢。而且采用體外預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)對公路橋梁加固時，不會降低橋下凈空高度，也不會增加路面標(biāo)高。相信隨著公路橋梁加固工程項目的增多，體外預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)的應(yīng)用會越來越廣泛。

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