體外預應力技術在橋梁加固工程中的應用研究

楊帆

摘 要：近年來，我國基礎設施建設不斷完善，不僅為人們的生活提供極大便利，也有效的拉動了社會經濟的發展。由于外界多種因素的影響，橋梁工程在投入運營之后往往會產生各種病害問題，嚴重影響橋梁承載力。體外預應力技術是橋梁加固工程施工中的關鍵環節，對于工程的穩定性及使用年限有著重要的影響。因此，在施工中因對造成橋梁破損的因素加以重視，在施工中采取相應的加固技術，確保車輛行駛的安全性能。

關鍵詞：體外預應力加固;橋梁工程;技術優勢

據相關資料顯示，在我國公路現有橋梁中，危橋所占比例達到3.54%，其中2.5%為國道干線危橋比例。特別是上世紀50～60年代橋梁情況最為嚴重，局部橋梁承載力嚴重下降，大大破壞了公路網的整體性。為滿足當前發展需求，降低對車輛正常通行造成影響程度。必須重視該問題，及時選取科學有效的措施予以解決。目前，常見的橋梁加固方法較多，如改變結構傳力途徑加固、外包鋼加固等。相比其他加固方式，體外預應力加固技術具有良好加固效果，損害橋梁程度極小，可有效防止產生裂縫，且能實現局部裂縫閉合等優勢，因此，在橋梁工程施工中得到了廣泛應用及推廣。

1 體外預應力加固法的技術優勢

體外預應力加固法是對于鋼筋混凝土橋、預應力混凝土梁橋或板橋，采用對受拉區施以體外預應力進行加固，通過減少結構變形，縮小裂縫寬度，可消除部分自重應力，起到卸載的作用，從而較大幅度地提高梁的承載能力。體外預應力是將預應力索置于梁的主體結構之外，通過梁中部的轉向裝置及兩端的錨固與梁體相連，構成一次超靜定結構。該技術優勢如下：

1）在自重增加很少的情況下，能夠大幅度改善和調整原結構的受力狀況，提高承載結構的剛度和抗裂性能。

2）由于承重結構自重增加少，故對墩臺及基礎受力狀況影響很少，可節省對墩臺及基礎的加固。

3）對橋梁營運影響較少，可在不限制通行的條件下進行施工。

4）預應力加固法既可作為橋梁通過重車時的臨時加固手段，又可作為永久性提高橋梁荷載等級的措施。

5）實際施工過程中，經濟效益可觀。

2 工程概況

某橋梁工程為鋼筋混凝土T型梁橋。多種因素影響下，橋梁下緣混凝土已經出現損壞現象，局部混凝土已脫落，且產生縱向貫通裂縫，主鋼筋銹蝕問題嚴重。為此必須對橋梁進行加固處理。施工前，必須先將松動的混凝土鑿除，隨后將其銹蝕問題清理干凈，一般選用鋼絲刷即可，同時掛模澆筑C50混凝土進行處理。最后實行體外預應力加固施工。

3 橋梁工程體外預應力加固技術要點分析

1）人孔開設。在各箱各跨對應橋面部位布設施工人孔，以施工人員出入箱梁方便作為孔洞開設尺寸標準。隨后將箱梁內雜物清理干凈，根據設計要求，放出箱梁內部尺寸。

2）轉向結構施工。因體外預應力鋼索施加于箱梁內，為降低損壞原橋的程度，可選取鋼結構作為體外鋼索的轉向結構，且在箱外進行鋼結構放線定位、加工預制，要求以滿焊的形式焊接全部鋼制構件，保證受力符合設計要求。鋼結構形成骨架后，可選取鋼板粘結鋼制構件和箱內混凝土接觸面，且將C50鋼纖維混凝土粘結到兩個鋼板之間進行填實處理。在墩頂橫梁位置體外鋼索應及時進行開槽偏轉施工，但在墩頂專向鋼管就位后，需在6到8cm之間控制橋面上下層鋼筋距離。但這種情況下，安裝直徑133mm轉向鋼管難度較大，且不得斷開橋面第一排受力鋼筋，因此必須切除墩頂橫梁橋面第二排橫向鋼筋，要求先加固處理橫梁范圍外的第二排橫向鋼筋，隨后切斷該鋼筋。試安定位轉向鋼管后，需將環氧砂漿鋪設到橫梁范圍內，隨后再次安裝鋼筋，且焊接橋面鋼筋。按照設計規定，與橋梁箱梁實際尺寸相結合，按照“墩頂靠上、轉向貼底”的規定，對墩頂位置進行確定，并安裝轉向鋼管，隨后將C50鋼纖維混凝土澆筑到墩頂開槽位置。全部暴露于空氣中的鐵件必須進行環氧樹脂防腐處理。

3）梁裂縫修補。橋梁連續箱梁跨中下撓較大，墩頂范圍內極易出現橋面裂縫。跨中位置往往在箱梁底板、腹板與翼板位置產生裂縫。為準確普查裂縫，確定裂縫實際情況，一般可選取專門檢查儀器進行處理，隨后將0.3mm以上裂縫全部封閉。將高分子材料通過插入壓漿嘴向裂縫內壓入，并充分填滿。

4）穿索及預應力張拉。根據工程建設需求，可將無粘結預應力鋼絞線（4根）配置到各片T型梁上，總量為16根。為保證各片量均勻受力，分2此張拉兩端。交叉布設固定端和張拉段，855mpa為預應力鋼絞線張拉控制應力，622.5mpa為有效預應力。要求施工應用中，必須標注好所有無粘結鋼絞線，隨后向鋼栓孔洞內穿入鋼絞線，并做好位置調整工作。待錨杯、夾片外螺母、千斤頂及張拉配件安裝以后，即可張拉預應力。在梁兩側選取一端張拉法對鋼絞線逐根進行對稱張拉。張拉施工中必須對所有主梁跨中撓度、裂縫閉合狀況進行實時觀測。

5）壓漿。張拉完成后局部有粘結段的壓漿工作是一道很重要的工序，首先施工前要進行l：l的模型試驗，在保證壓漿密實飽滿的情況下，局部有粘貼段的粘結力可達到設計張托力的108%。工程中，壓漿施工在張托完成后24h內進行，以滿足錨固要求。壓漿采用手動壓漿機，保證壓漿過程的均勻穩定和壓漿壓力的要求。另外，壓漿密實程度將直接影響粘結效果，所以在壓漿中應嚴格控制水灰比，并保持壓力均勻。

6）質量控制措施。在很多公路橋梁工程中，鋼筋砼結構在荷載的作用下，極容易出現裂縫，部分預應力中的裂縫必須控制在允許范圍內，而在構建的預制過程中，則要最大限度的避免裂縫問題的發生。在預應力結構張拉之前，產生裂縫主要是由于干縮和溫差導致的。裂縫常產生于表面處，分布凌亂、微小，在梁板類的構件中，裂縫多沿著短方向分布，有時也會在箍筋部位產生，還有時會從構件的頂面延伸到側面。梁板式構件的裂縫通常與短邊平行，貫穿裂縫通常與短邊方向平行，裂縫會沿著構件的全長分段出現。

要解決預應力構件張拉前的裂縫問題，應該在預制場內，嚴格控制構件，盡量避免其出現裂縫。比如說可以對構件內外的溫差進行控制，對構件的拆模時間加以延長，并緩慢的拆除，這樣就能夠使構件緩慢降溫，且避免構件與臺座粘結，最大限度的消除構件自身的熱脹冷縮影響;在夏季施工時，應該有限選擇低水化熱水泥;此外，在進行混凝土澆筑施工之前，應該注意采用保護隔離劑，對于采用長線法生產的構件及時放松應力筋，從而降低約束作用。

4 結束語

綜上所述，改革開放以來，我國的國民經濟發展迅速，與此同時，國家的基礎硬件交通設施也在飛速的發展，以滿足人們生活和經濟發展的需求。但是，我國的路橋交通網在建設中，尤其是橋梁的建設面臨著較多的現實問題，主要是橋梁承載力和抗震性能方面的問題比較嚴重，一旦出現問題，將會造成巨大的經濟損失，目前，更是面臨著提高橋梁承載力和抗震性能以及橋梁加固迫切要求。縱觀橋梁工程方面，體外預應力加固技術是一種很好的解決方法，因為它簡單易行，便于施工，能很好的改善橋梁的盈利狀況對橋梁有良好的加固作用，同時不影響正常的交通使用。

參考文獻

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