淺析高速公路橋梁工程應急加固中的新型預應力技術

劉濱銳

【摘要】高速公路橋梁工程應急加固是近年來工程建設業內以及社會較為關注的問題，預應力在橋梁工程加固方面發揮較為出色。新型預應力技術的出現和應用，更是為高速公路橋梁工程應急加固的發展起到了推動的作用。本文就將對新型預應力技術進行技術內容的剖析，以及工藝流程和技術要點進行分析和闡述。

【關鍵詞】預應力；高速公路；應急加固

一、預應力碳纖維板（CFRP）加固技術

1、技術簡介

預應力碳纖維板加固技術是綜合了兩種技術優勢，來對加固與體外預應力加固技術中的漏洞和不足進行的技術優化和改良。這種技術的應用，可以很大程度上強化橋梁的對力的承受限度，對結構的硬度和剛度也起到提升作用，有效的控制裂縫的出現，并且還可以避免過多的材料浪費，節省工程成本。采用預應力碳纖維板加固技術使施工操作更簡單，只需保持混凝土表面的平整清潔，便再無過多復雜的操作，省去很多復雜的施工流程。這種技術被廣泛的應用與高速公路橋梁工程應急加固當中，通常使用與局部的加固當中。

2、技術工藝流程

應力技術在高速上公路橋梁工程應急加固中，加固的效果會對施工工藝和工程質量造成直接的影響。因此要選用合理的施工工藝進行施工操作，這樣才會對加固的效果有所提高。技術工藝流程主要是前期準備——損壞部位修復——底涂——填補——下層粘結樹脂——碳纖維片粘結——貼片的加工處理。

3、施工技術要點

在工程施工建設前，要對施工現場現場進行細致的勘查，并且根據施工場地的具體情況進行施工設計工作。需要修補的部位要出去多于的混凝土部分，混凝土表面如有脫落、腐蝕、等部位要進行鑿除作業。在鑿除過后，利用水泥砂漿對其進行修補，修補時要保證修補部位表面沒有其他雜質，倒角出要處理成圓弧狀，方便修補操作。在進行底涂作業時，要將主劑和硬化劑按照一定的配額標準進行配比調試，底涂過后使其自然風干即可。填補作業是針對一些不平整的部位進行填補處理，使混凝土結構表面看起來更加平整完好。接下來要將環氧樹脂涂抹在混凝土結構的表面，并且按照實際的尺寸對碳纖維布進行剪裁，碳纖維布粘貼要按照從上到下、從左到右的順序進行粘貼，需要注意的是，所搭建的結構不得小于原有的混凝土結構的長度。再接下來是最后一道工序，在確保碳纖維片粘貼牢固后，要對碳纖維片進行滾壓，在滾壓的過程中要按照纖維的方向操作，為的是使碳纖維布與環氧樹脂之間更加緊密。若發現有氣泡的存在，要將纖維布用美工刀沿纖維方向切開，把氣泡擠壓出去，然后重新粘結。

二、體外預應力加固技術

1、技術簡介

體外預應力加固技術是利用鍍鋅軟鋼絲束和氧化鋁聚糖樹脂砂漿對混凝土梁體施加一定的預應力，改善混凝土結構的加固方法，在自重增加較小時，能夠有效地調整原結構的受力狀況，完善原結構的剛度及抗裂性能，且施工簡便，無需限制通行，對高速公路正常運營無大的影響，是當前舊橋加固中應用廣泛的一種較新型的橋梁加固技術，特別適用于預應力混凝土連續箱梁和連續構箱梁橋的加固。但由于體外索布置在截面夕卜，防腐保護易受外界的影響，局部及轉向區域容易產生應力集中，對錨固施工要求較高，體外索張拉力較小，對錨具及夾片要求高，且體外預應力筋與混凝土變形不一致，易造成預應力損失，正逐漸被更新型的預應力加固技術和預應力高強鋼絲繩抗彎加固技術所取代。

2、技術工藝流程

體外預應力加固的方法有水平拉桿法、下撐式拉桿法和組合式拉桿法，以下撐式拉桿法為例，其工藝如圖所示。

圖1體外預應力下撐拉桿加固法

施工工序流程為：施工前準備—定位防線—預應力鋼筋的制作與安裝—端部錨板安裝—張拉—預應力鋼筋防火防腐處理。

3、施工技術要點施工前對需加固部位進行清潔處理，按照施工設計要求，測量定位放線，確定梁端轉向塊、拉緊螺栓及鋼筋彎折點的位置；根據施工設計要求，將預應力鋼筋調直后彎折成型，安裝并錨固固定；對端部模板進行鉆孔，并使用高壓氣流清孔后，使用結構膠灌注，埋人螺栓，安裝錨板后擰緊螺母，使用結構膠嵌填錨板和混凝土連接界面；采用分級張拉的方法對預應力鋼筋進行張拉，橫向張拉前，先向外側敲緊轉折點處的支撐墊板，初步張拉后，再橫向施加預應力。縱向張拉時，采用量測預應力筋中距的辦法控制各跨預應力張力保持一致，應力達到要求后，固定螺栓；張拉完成后，使用涂刷防火防腐涂料的方法對表面進行防火防腐處理，并使用強度混凝土進行包裹。

三、預應力高強鋼絲繩抗彎加固技術

1、技術簡介

預應力高強鋼絲繩抗彎加固技術是通過將錨具安裝在梁板兩端底部，再在錨具上張拉已安裝成功的低松弛預應力鋼絲繩，從而增強結構抗彎性能，達到加固混凝土結構的加固方法，是一種主動抗彎加固方法。包括待加固混凝土構件、加固系統、高強鋼絲繩防護系統等，該技術通過對材料的合理應用，能夠解決增大截面加固、粘鋼加固等常用加固方法工期長、施工煩瑣、增加結構自重等技術缺點，實現對混凝土梁的主動式抗彎加固。國內有關簡支板橋梁應用預應力高強鋼絲繩抗彎加固技術的動靜態性測試表明，預應力鋼絲繩加固可顯著提高剛度、減小撓度。也有試驗研究表明，預應力高強鋼絲繩加固可較好地克服增大截面加固、體外預應力加固、粘鋼加固、粘貼加固、高強不銹鋼絞線網滲透性聚合砂漿加固等加固技術的諸多缺點，是少有的能在基本不增加結構自重、不減少建筑物空間的前提下，顯著提高結構的剛度和最大承載力，且加固后仍能保持橋梁良好延性的技術，同時施工成本更低，在各類橋梁應急加固中有著廣闊的應用前景。

2、技術施工工藝

該技術是利用錨固于梁底的鋼絲繩將拉力傳遞到待加固混凝土上，從而提高混凝土梁的抗彎承載力，在施工中鋼絲繩的錨固必須十分可靠，其施工工藝為：制作端部錨具—固定端部錨座—預應力鋼絲繩下料與擠壓錨頭制作—開鑿板端部槽口—端部槽口灌注端部錨固砂漿—張拉與錨固預應力鋼絲繩—澆筑端部錨固砂漿和底部防護砂漿。

3、施工技術要點

制作端部錨具時，需綜合考慮鋼絲繩數、鋼絲繩直徑、其承載的拉力荷載及焊接需要等，錨具外側為開口形式，開口一般較鋼絲繩直徑寬深度以有效錨固鋼絲繩為宜，錨具的厚度、寬度和長度則分別以焊接需要、受拉力所需強度和梁底寬度確定。固定錨座前，根據設計相關要求對梁底板進行測量放線，確定錨具中心線位置，根據中心線位置刻槽后，將刻槽位置打磨成粗糙平面，鉆孔并植人全螺紋螺桿。使用粘鋼膠涂抹在錨固鋼板結合面和混凝土表面，在預定位置粘貼鋼板并固定，確保結構膠達到設計強度、鋼板粘貼牢固后方可進人下一道工序。根據端部錨具間距和鋼絲繩工作應力計算預估預應力鋼絲繩下料長度，使用同一規格鋼絲繩在無應力狀態下進行現場測量后，確定鋼絲繩精確下料長度。按照設計規格制作擠壓錨頭后，將鋼絲繩穿入錨頭內孔，進行強力擠壓，使其與鋼絲繩成為一體，擠壓錨頭如圖所示。

圖2擠壓錨頭不意圖

四、結語

通過本文對新型預應力技術在高速公路橋梁工程應急加固中的應用探討，對多種預應力技術進行分析和研究，從而得知新型預應力橋梁加固技術在提升結構硬度和剛度方面有著很突出的性能表現，并且能夠江都工程造價，節省施工材料和設備的使用。是一項具有現代化標志的施工技術，在將來，預應力加固技術將會有更加廣闊的發展空間。

參考文獻：

[1] 閆世崗.高速公路橋梁工程應急加固中新型預應力技術研究[J].交通世界，2013（19）.

[2] 劉金林.高速公路橋梁工程應急加固中新型預應力技術的應用實踐[J].企業技術開發，2014（8）.