公路橋梁施工中體外預應力加固技術

文 鵬

公路橋梁施工中體外預應力加固技術

文 鵬

（四川公路橋梁建設集團有限公司 四川成都 610000）

公路橋梁是我國道路交通的重要組成部分，其質量問題關系到國計民生和社會發展。采用體外預應力法對公路橋梁進行加固，改善公路橋梁的質量，增強承載能力，延長使用壽命，對國民經濟的發展具有積極意義。本文分析了體外預應力加固方法的工作原理和特點，并將其應用過程和應用中的注意事項進行了介紹，采用該方法可以有效的提高公路橋梁的承載能力和使用壽命。

公路橋梁；體外預應力；加固；施工應用

作為我國道路交通的重要組成部分的公路橋梁，一直以來都是國家重點建設的目標，公路橋梁的質量問題是關系到國計民生和社會發展的重要問題。為了提高公路橋梁的使用壽命，對建設好的公路橋梁進行加固處理，可以提高公路橋梁的穩定性和安全性，有效的延長其使用壽命。體外預應力加固技術屬于一種新型橋梁加固方法，通過對原有的公路橋梁進行體外加載，使其盈利性能得到改善，提高了公路橋梁的運行安全，對經濟發展具有積極的促進作用。隨著社會的進步和人民收入水平的提高，我國的汽車持有量逐年增加，是的公路橋梁的負載逐年增加，橋梁在長期運行過程中，在外載荷的作用下，會出現破損或裂紋的情況，導致承載力下降，給人們的出行和經濟的發展帶來安全隱患。因此，采用體外預應力法對公路橋梁進行加固，改善公路橋梁的質量，增強公路橋梁的受載荷能力，延長使用壽命，對國民經濟的發展具有積極的意義。

1 公路橋梁的加固方法

目前主要通過以下幾種方法對公路橋梁進行加固處理：（1）在原有的橋面上重新澆筑一層混凝土，形成橋面加強層，實現公路橋梁的加固；（2）增大橋面的橫截面積，并加陪鋼筋，提高原有橋面的抗拉強度，實現加固；（3）在原有橋面上加裝鋼板或碳纖維布等材料，改變原有前面的力學特性，達到加固的目的。（4）通過改變原有結構的受力狀態，實現加固目的。（5）通過在需要補強的位置打入錨桿，然后再澆筑混凝土，使之同時承受外載荷的作用以實現加固。（6）通過增加橋梁的橫向聯達到結構強化的目的，實現加固等。以上技術都有各自的優缺點，也有各自的適用條件，在實際使用中受到一定的限制。采用體外預應力對公路橋梁進行加固，已經在實際應用中經受了考驗，加固效果較好，能有效的改變公路橋梁原有的應力狀態，提高公路橋梁的承載能力，從而延長公路橋梁的的使用壽命。體外預應力加固是通過在原有的公路橋梁上施加外載荷，使之產生一個與原有彎矩相反的彎矩，是兩者抵消，從而改善橋梁的受力狀態，減少了結構應力，提高了承載能力。

2 體外預應力加固技術的原理

體外預應力加固技術主要包含預應力鋼筋，錨和轉向裝置三個部分。預應力鋼索提供支撐作用，連接在橋梁兩端的錨桿，并在中間位置設置轉向裝置，起到連接橋梁的作用。通過此種方法，可以使橋梁的一部分重力作用在預應力鋼筋上，減輕了橋梁的結構應力，起到了加固的目的。也就是說，采用體外預應力，不僅僅能加固橋梁結構，還能分擔橋梁重力，起到卸荷作用，提高橋梁的承載能力，在公路橋梁建設和養護中具有重要的推廣價值。

3 體外預應力加固技術的特點

體外預應力法通過在橋梁上設置一個與原來橋梁彎矩相反的彎矩來實現卸荷和加固的目的，因此，在應用該方法之前，必須要先計算橋梁結構的受力狀態。通過計算方可得知需要施加的預應力大小，方能保證加固效果。相較于其他加固方法，體外預應力法的優點主要體現在以下幾方面：（1）施工對交通的影響較小。在施工過程中，可不中斷交通或短時限制交通，并不會對交通產生重大影響，避免影響城市生活。（2）施工周期短，經濟效益好。相比于其他的加固方法，該方法所需要的人員和設備要求較低，技術難度不高，施工周期短，經濟效益較好。（3）該方法施工不抬高路面標高，對橋梁損傷小，對橋下凈室的影響較小。（4）該法不會改變原有橋梁的截面，通過施加預應力索來提高原有橋梁的剛度和承載性能，對原有橋梁的結構改變較小。總之，體外預應力加固技術在中小跨度的簡支結構橋梁和中大跨度的連續結構橋梁的建設、使用和維護過程中具有積極作用，能提高公路橋梁的安全使用性能，延長服役壽命，提高經濟效益。

4 體外預應力加固技術的應用

在對公路橋梁進行體外預應力加固時，主要完成以下方面的工作：

4.1 放樣定位

放樣定位是體外預應力加固技術的重點工作之一，在具體的施工中可采用兩種方法來進行。第一種方法是針對滑塊墊板及錨固支座進行設置定位，首先確定梁跨中點和墊塊中心點，然后設置錨固點，完成測量得到參數后在梁兩側面放樣處打上定位標記。另外，為了保證橋面與墊板的貼合一致，需要預埋緊固螺栓的位置；第二種方法是根據錨固點進行定位。由于錨固點在預應力索上的定位位置是可以變化的，設置在不同的斷面位置，所產生的加固效果是不一致的同理，錨固點處于不同的位置，測量的參數也是不同的。當錨固點位于梁頂部或者是橋梁的斷面位置時，需分別測量橋梁兩端點、橋梁頂點與錨固點的距離。當錨固點位置處于橋梁兩端時，需要測量梁頂部與底面的高度和錨固點與兩端的水平距離。由于在放樣定位的時候，需要錨固點的位置，在錨固過程中可能會對原有橋梁的結構產生影響。因此，要盡量保證在設置施工的時候原有橋梁的鋼筋結構不受破壞。

4.2 轉向裝置技術

轉向裝置是實施體外預應力加固時必須應用的一個重要構件，它可以改變預應力筋的方向，使預應力筋的結構形狀滿足使用要求。轉向裝置的載荷傳遞方式、自身的精度以及強度和剛度等性能，會對預應力施加產生一定的影響。尤其是在轉向裝置與預應力筋的接觸位置，摩擦力和橫向力會使轉向裝置內部產生較大應力，當轉向裝置設計不合理或性能不滿足要求時，就會導致預應力施加的效果大打折扣，影響加固效果。另外，要確保轉向裝置和預應力筋的位置準確，高度合理，避免產生附加應力，保證預應力筋設置的準確性和穩定性。

4.3 預應力筋的安裝與張拉

預應力筋的安裝與張拉是加固工作的重要環節，預應力筋的形式是依據橋梁施工建設過程中的施工現狀來選擇的。在安裝預應力筋前，首先要檢查各種錨具是否能正常工作，確保滿足施工要求。在安裝過程中，首先進行斜筋和水平筋的位置布置及穿線。將斜筋與水平滑塊進行連接，并固定斜筋的上錨固點，然后傳穿入水平筋，并保證水平筋的中心與滑塊錨孔的位置對中。然后進行水平筋收緊裝置的設置。在梁端處的U型錨固板上焊接斜桿，并確保焊接角度與斜筋設計角度一致，完成斜桿焊接后，還需要安裝立柱、撐棍和收緊器，完成鎖緊裝置的施工。在鎖張拉過程中，為了保證橋梁兩側受力均勻，需要兩側同步張拉，在張拉過程中要注意預應力筋的受力狀態，保證受力均勻穩定。

3 結語

公路橋梁工程是關乎國計民生和社會發展的基礎工程，公路橋梁的質量和使用壽命直接影響交通運輸安全和社會經濟發展。為保證公路橋梁的正常通行，需要對路橋結構進行日常的維護與補強，采用體外預應力法就可以實現加固效果，對橋梁的質量安全和穩定運行具有積極意思，增大公路橋梁的承載能力，延長了公路橋梁的使用壽命，對現代化經濟建設具有積極的促進作用。

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文鵬 男 （1986-11） 大專 助理工程師 主要從事特大橋，隧道，路基施工方面工作。

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