公路橋梁體外預應力加固施工技術研究

朱啟海 謝盛華

摘 要：文章以體外預應力加固施工技術為研究背景。在分析體外預應力加固施工技術應用機理和優勢的同時。對該技術的實踐要點進行總結分析，實踐可知，體外預應力加固施工技術具備施工簡單、施工質量高等特點，在公路橋梁施工中可以推廣使用。

關鍵詞：公路橋梁;體外預應力;加固技術;研究

中圖分類號：U445.57 文獻標識碼：A

1 體外預應力加固技術的作用原理

使用體外預應力加固技術可以恢復甚至提升橋梁的使用壽命和承載能力。在當下的公路橋梁建設工程中，較為常見的預應力加固方式主要分為以下三種：體外、粘結和高強度復合纖維預應力加固體系，其中體外預應力加固技術的工作原理為：在橋梁的梁體外側設置具備腐蝕性質的預應力筋，在設置的同時向該梁體加載預應力，使得梁體部分產生反彎矩，進而提升該部分的外荷載力，并增強整個橋梁的承載能力和工作壽命[1]。

2 體外預應力加固技術的主要優勢

2.1 對交通秩序影響較小

在使用一般的加固技術進行公路橋梁的固化工作時，都需要將施工的部分路段作封閉處理，這樣就會使得原本正常的交通秩序受到極大程度上的干擾，也為百姓出行增添了不必要的麻煩。而體外預應力加固技術則能夠完全避免封閉交通的情況發生，因為這種加固技術的工期十分短暫，且對施工環境的要求不高，車輛通行對施工的干擾很小，實際操作時僅需進行短時的交通限制。

2.2 工序簡便，成果顯著

體外預應力加固技術的具體施工過程對人員和設備的要求不高，且操作工序較為簡便，整個過程并不復雜，在施工時可以依照不同的現場和工程性質進行工序上的靈活調節，所有操作所耗費的時間很短，成本較為低廉，其經濟效益是其他加固技術所不能比擬的。從已施工的工程成果角度分析，該技術不會給橋梁主體附加過多的其他材料，橋梁自重也不會因為進行固化而出現較大程度的升高;若能科學地使用體外預應力加固技術，可以達到合理調節橋體承載應力，提升其抗剪能力和承載能力的效果。截至目前，已實施的體外固化效果業已證實，這種加固技術能夠十分有效地降低橋梁結構和表層出現裂縫的幾率，是一種極好的保護橋梁、加固橋梁的科學技術[2]。

2.3 后期的維護工作更易上手

在使用其他固化技術進行加固作業時，工程基本完成之后要通過一定時間的試運行對固化效果進行檢驗，然后根據效果對實施固化的橋梁本體進行進一步的加固工作，以確保該橋梁的安全和穩定性能不會因出現問題而降低。而體外預應力加固技術則不需要太過復雜的后期維護保養，且該技術在施工時就可以根據具體情況及時調整預應力筋的大小。后期僅需要通過必需的監控對實施固化的橋梁所使用的預應力筋進行實時監測，以確保預應力筋沒有出現腐蝕或裂痕。一旦在監控時出現了上述問題，那么僅需要對該預應力筋進行及時更換，這樣就足以進一步保證所固化橋梁的結構整體性能可以達到日常運行的具體要求。

3 體外預應力加固技術的工序構成

3.1 放樣定位

首先要測量錨固點。如果在斜筋位置上的錨固點處于梁斷面或頂部，則需要在施工時將單梁的頂部作為縱軸線的擠出點，之后再進行該點到橋梁末端的距離測量。在規劃好錨固點位置等計劃時，要盡可能地使錨固點處于兩端下側，還應注意梁體的表面和底部需要保持垂直狀態，達到以上要求后才能夠以橫橋位置為依托進行錨固點的橫向取點，并在該位置處做好標記。

以往數目巨大的已竣工橋梁工程業已證明，公路橋梁的頂板和腹板處往往會出現數量龐大的鋼筋，在一些受力較為關鍵的結構位置處也會有大量鋼筋。因此在進行放樣時，必須依據不同工程的具體工況對錨的固定位進行調節，不能出現因加固作業而破壞橋梁鋼筋結構的情況。對橋梁工程有關資料的詳細了解可以有效防止放樣時損害斷筋的問題。

3.2 設置錨固點

以梁體的頂部或頂面出現錨固點為例：具體施工時需要對斜筋的位置格外關注，進行面板和橋梁頂面的穿洞作業時，要預設兩個斜孔洞并保證其可以符合工程標準的要求，這些都是進一步確保加固工程質量的重要環節。鑿除橋面鋪裝層和混凝土保護層使內部的鋼筋暴露出來后，才能開始錨固板位置的精確鑿除。制作鑿控架時需按照斜孔的設計角度進行，并在架內安裝上鑿巖機的鉆桿以保證鉆孔時中心瞄準錨固點，準備工作完成后再進行鑿孔。鑿孔工作全程都要保證斜孔的位置和尺寸符合設計要求，只有這樣才能使鑿孔作業達到該工程所需要的要求。上部錨固孔的鑿孔工作全部結束之后，要在梁面將鑿孔時產生的所有混凝土碎渣進行徹底的清除工作，清理干凈后要及時在開鑿表面涂上液體狀的環氧膠進行保護。后續的找平工作可用環氧水泥沙進行。在完成梁頂位置上錨固定工作的全部工序時，務必要保證錨墊板和梁頂表面始終處于平行狀態，其中錨墊板稍低的情況是允許出現的;如此施工即可確保混凝土保護層的厚度足以完成錨固點的防護任務[3]。

3.3 安裝與張拉預應力筋

安裝預應力筋時需要格外關注預先的準備工作，安裝所需的錨具要在使用之前進行詳細的檢查，保證所有工具的使用狀態之后才能夠開始安裝。例如在匹配粗筋螺母和螺桿時需要將所有螺母依次擰緊;若斜筋使用斜桿為型鋼、水平筋使用兩個粗鋼筋為型鋼時，要將斜筋及其上部的錨點和水平滑塊進行充分固定。之后可用臨時支架把施工用到的全部滑塊放置在墊板的合適位置處，并穿入水平筋。在穿筋時要確保兩端的絲頭為同樣長短，且需預留出合理的滑移量。為了防止在施工時張拉錨固或上螺母出現故障，要保證水平筋的中心和滑塊毛孔的正面相互對應之后再上緊水平筋的螺母，并在橫向上收緊水平筋使預應力形成力學體系;斜筋的斜度要想達到該工程的實際要求，則需要使用夾焊桿完成斜桿與u形錨固板、水平筋與斜筋的焊接任務。以二米至二點五米為間隔使用木塊將水平拉桿墊好后，再安裝鎖緊裝置，安裝時要注意需盡可能地降低垂度，為之后的張拉做好相應準備。張拉預應力筋時要首先將立柱安裝好，之后在預先設計的區域進行收緊器和乘棍的安裝，一般使用體外預應力筋張拉法，以斜筋和水平方向為基礎進行預應力筋的張拉。

3.4 加固壓漿技術

公路橋梁的體外預應力加固施工在施工末端主要的工序為加固壓漿，這同時也是整個加固施工過程中最為關鍵的步驟。開始加固壓漿前，要在該工序的所有環節進行系統整體的檢查，防止施工時發生造成之前工作前功盡棄，甚至影響整個橋梁的固化質量的故障問題。還需注意的是，因為橋梁建設的工況和體外預應力加固施工的情形各有不同，壓漿密度和時間的要求也會隨之發生變化。所以為保證壓漿質量，工序開始之前要先建立模型進行必要的試驗工作，通過科學有效的試驗來避免正式施工時出現意外。加固壓漿一般使用手動方式進行，期間需格外注意壓漿的密實情況、均勻程度和穩定性，還要根據不同的實際狀況調節壓力直到符合有關要求，每次保質保量的壓漿過程都會成為提升壓漿技術的關鍵。

4 工程實踐

4.1 工程概況

本文所引述的案例是一處連續鋼結構的橋梁，其主要是在預應力混凝土的構造條件下形成。其中橋梁的主體是75+130+75米規格的三跨一聯結構，長度達到280米。主墩采用的是雙薄壁柔性，兩岸與橋體之間則設有交接墩。總的來看，主橋是以雙向六車道的規格設計，分左右兩幅橋，寬度各為16.50米。大橋的主梁是以單箱單室的標準實施，同時在預應力砼的構造下完成。

4.2 施工過程分析

（1）體外預應力管道以及轉向器的預埋，具體操作務必要與既定的設計標準保持一致。轉向器務必要關注其的固定，通常可借助于勁性骨架具體實施，這樣后續的預埋也會更為便捷。

（2）體外索下料。具體的操作務必要與張拉工藝等保持一致，通常在對鋼絞線做出處理以后，即可實施穿索，同時還應做好下料的準備。下料的鋼絞線務必要預先做好標識，以免對后續的穿束操作造成不良影響。另外，正式穿索之前還應認真檢查護套，如有損壞應及時進行修補。

（3）套管的下料和焊接。具體的操作務必要與既定設計尺寸保持一致，存在套管長度不足的情況應對其兩端實施削平，進而在對焊接長的條件下達到增長的效果。需要注意的是，焊接的質量務必要切實保障，這樣才能切實保障套管下料等相關操作的穩定高效。

（4）體外預應力鋼絞線穿索。①放索。在將環氧鋼絞線運送到施工場地以后，就應將其放出并布置到橋面上。需要注意的是，橋面上應事先做出一定的處理，以免對PE套造成損壞;②安裝輔助索。進行這方面操作之前，應首先完成錨固區轉向器的安裝，而后是輔助鎖的穿入，整個的操作務必須保證穩定有序，隨后的張拉固定也應高度重視，以切實保障該環節操作的穩定;③穿索和預張拉。對于體外索來說，通常應采用人工的方式進行單根穿束，正式進行之前通常應對孔道位置實施編號，這樣鋼絞線的布置才會更為穩定有序。在從錨墊板穿入以及進入到錨固區預埋管的過程中，務必要保證整個操作的精細嚴謹，且各個階段的長度控制都應達到既定的要求。錨具和張拉支座安裝完成的基礎上，即可對其實施張拉和預緊，一般完成第一根的預緊操作以后即可去除輔助鎖。后續的重復操作按照以上既定的程序進行即可，但應保證具體操作的嚴謹精細。

5 結語

體外預應力加固技術與其他加固技術相比，其工序過程更加簡便，應用時適用性也更為廣泛，各項功能更加可靠，在一些強度已達到最高水準的公路橋梁上可以發揮出更加優異的作用。因此，公路橋梁工程的體外預應力加固技術必然會得到更加寬泛的應用。

參考文獻：

[1]鄭杰.公路橋梁施工中的軟土地基施工技術研究[J].科技資訊，2017，15（29）：82+84.

[2]楊燦宇.淺析公路橋梁體外預應力加固的施工技術[J].中國水運（下半月），2011，11（06）：206-207.

[3]張艷軍.高速公路橋梁施工中預應力施工技術的應用[J].現代國企研究，2016，39（08）：137.