路橋施工中體外索加固方式的初步探討

摘 要：經濟發展與科技進步有力促進了路橋工程項目的不斷增多，這為路橋施工企業提供發展機遇的同時也帶來了新的挑戰。路橋施工中不斷應用先進技術，路橋工程中的體外索加固施工技術對于提升橋梁建設效率、提高施工質量都具有重要作用，但因路橋施工體外索加固技術具有較高的要求，施工中也存在較多的影響因素，對施工質量造成不利影響。文章較深入地探討了路橋施工體外索加固方式，并結合實際應用中存在的問題提出有針對性地處置措施，對于提高路橋施工質量具有重要意義。

關鍵詞：橋梁加固；路橋施工；處置措施

1 路橋施工體外索加固方式

公路橋梁施工中，體外索加固技術是一種比較安全的技術手段，目前國內路橋工程中應用比較廣泛。橋梁受外力彎曲構件采用體外索進行加固時，能夠依據偏心構件對梁的最大承載力進行計算；結合不具有粘結部分預應力的混凝土結構可知，若外力彎曲破壞截面時，梁內不具有預應力的鋼筋可屈服，若預應力鋼筋強度不能達到最極大值，應對使用階段內應力及結構變形進行驗算；依據組合的加勁梁結構，可對梁受力與使用性能分別進行分析，計算正在極限狀態下應用的各項指標時，應根據協調整體變形的條件，對于預應力筋應計算其在外載力作用下的內應力增量。為達到舊橋加固后的承載力所需，通常采用折線形的體外索形狀，而且還要達到梁正截面的抗彎與抗剪切強度標準，體外索材料一般都是采用組合的無粘結鋼絞線與粗鋼筋和槽鋼形成。

2 工程實例

某T型大橋的結構采用一架標準三跨簡支型，結構為鋼筋混凝土，跨距是15米，設計荷載是汽15級與拖50級。因橋墩受到船體撞擊，下緣混凝土發生破損且部分已經發生脫落，目前產生縱向貫通裂縫，主鋼筋銹蝕比較嚴重，對該橋梁進行加固時，主要是將松散的混凝土進行全部鑿除，并清理主鋼筋產生的銹蝕，再應用C30掛模澆筑的混凝土，修補橋體下緣，并加固橋體外預應力后提高橋梁承載能力至汽20級。

該T型主梁翼緣175厘米寬，12厘米厚，梁肋部21厘米寬。橋梁鋼筋采用C27混凝土，支點與轉向塊具有170厘米的距離，轉向塊具有825厘米的間距，橋體端錨固點與轉向塊之間具有172厘米距離，心軸與梁上邊緣具有19.5厘米距離，與梁下邊緣具有60.5厘米距離，端錨固點與中心軸具有11厘米距離，轉向塊與中心軸之間具有6厘米距離。每根T型梁配有四根鋼絞線，鋼絞線不具有粘結預應力，為實現每片T梁均勻受力，兩端采用三次張拉，交叉布置固定端與張拉端，預應力鋼絞線具有840兆帕的張拉控制力及620兆帕的有效預應力。橋梁加固后，前后軸分別采用50千牛與150千牛，并在現場采用兩輛載重型汽車進行荷載試驗，同時分析了主梁跨中、混凝土內應力及撓度鋼筋，對加固效果進行了確認。

3 橋梁施工

3.1 鉆孔與粘貼碳纖維

T型梁腹板在實施鉆孔時，要將梁中受力鋼筋避開，并將30厘米見方的碳纖維粘貼在洞口周圍，用于實現混凝土局部抗壓力的增強。

3.2 穿索與張拉預應力

將編號標簽貼在每根沒有粘結的鋼絞線上，再將鋼絞線向鋼栓孔洞中逐根穿入調至最佳位置，將錨杯與夾片外螺母進行安裝，再安裝完成千斤頂與張拉配件后張拉預應力。對梁兩側鋼絞線張拉時可采用一端張拉法進行對稱張拉，采用張拉力與預應力雙重控制筋伸長量，張拉過程中對每片主梁裂縫閉合與跨中撓度情況進行觀測。

在張拉過程中，應用控制張拉力為主校驗伸長值的方法，初應力作用下千斤頂活塞伸長量與初始伸長值張拉到20%時的活塞伸長量二者之差為鋼索推算的實際伸長量，張拉應力達最大時，千斤頂活塞伸長量與初應力作用下千斤頂活塞伸長量二者之差為鋼索張拉的實際伸長量，實際張拉和推算的伸長量之差與理論伸長存在不大于l0%或不小于5%的誤差。計算預應力的張拉伸長量要根據規范要求采用平均張拉應力方法。

4 相關技術的初步探討

4.1 張錨體系

橋體外預應力受力索通常可采用不具有粘結的鋼絞線，將油脂與塑料護套覆蓋于鋼絞線外，能夠達到對其預應力受力索的保護作用，同時具有耐久性，采用玻璃絲布對張錨體系兩端錨具及防松套進行纏包油脂，該方法也具有保護作用。

4.2 防松套

通常采用單孔夾片式錨具方式對橋梁工程體外索進行加固，并設計為110千牛與130千牛的控制索力，在張拉噸位上屬于較小的，由于長期以來較大的振動荷載都需要橋梁進行承擔，其產生的疲勞作用一定會導致錨具中夾片放松，嚴重的還會造成錨具失錨。為有效避免發生這類事故，在工程中應采用防松套作為夾片防松裝置，并將彈簧墊圈放置于防松套與錨具夾片之間，彈簧墊圈具有減輕防松套對夾片均勻施力的減振作用。

4.3 鋼銷栓與橋體轉向塊

在施工過程中的轉向塊設計需要達到下列四個要求，一是一定要達到傳力及張錨體系錨固的功能要求，將鋼板焊接而形成轉向塊，用于實現對預應力有效傳遞的保證；二是承壓局部混凝土結構的承載能力，體外索采用預應力張拉后在索力作用下，銷栓對混凝土孔壁在拉索方向產生擠壓力，銷栓和混凝土洞口尺寸及混凝土強度等級三者之間應相符，用于達到局部混凝土的承壓要求；三是錨下的栓體鋼材承擔的局部承載能力，受索力作用的影響，錨具的錨環會對鋼栓產生壓力，因此，要合理制作一個平面安置于其錨下栓體表面，此平面要確保錨的受力穩定，并與橋體外索保持垂直；四是銷栓的抗彎抗剪承載與抗變形能力要滿足設計要求，并盡可能降低其剪切變形與彎曲變形，其錨環安裝確保穩定牢固后，要與預應力索受力方向保持一致。

5 結束語

綜上所述，隨著路橋施工技術的不斷發展，路橋工程質量也不斷提高，但在實際施工中因施工技術與現場復雜環境等原因，使路橋施工體外索加固技術也產生一些問題，對于路橋結構穩定性與安全性造成不利影響。所以，應針對路橋施工中體外索加固技術開展較深入地研究工作，并結合工程實際，提出科學合理的處置措施，對于路橋工程施工質量的提高具有重要作用。

參考文獻

[1]鄭美松，徐小勇.淺談公路橋梁施工中體外預應力加固技術的應用[J].四川建材，2010.

[2]屠琳珠，陳德偉.體外索技術在預應力混凝土橋梁懸臂施工中的應用[J].結構工程師，2009.

[3]劉曉露.淺析公路橋梁施工中體外預應力加固技術[J].黑龍江交通科技，2011.

[4]蘇文建，趙堅.論道路橋梁施工中預應力的應用及存在的問題[J].中小企業管理與科技，2012.

[5]何彬.道路橋梁施工中預應力的應用及存在的問題[J].中國水運，2010，10.

[6]劉傳國，何鴻雁.淺淡確保混凝土路面施工質量必須注意的若干問題[J].黑龍江科技信息，2009，18.

作者簡介：喬亮（1981-），男，本科學歷，研究方向：道橋工程。