公路橋梁預應力加固新技術的設計分析

周增強

（廣州市交通設計研究院有限公司，廣東廣州 511400）

0 引言

公路橋梁工程在經濟發展體系中占據重要位置，在國內公路橋梁施工領域有序發展進程中，逐漸研究出大規格的連續型結構，以鋼材、混凝土為主要原材料，具有較強支撐性能。在工程實際開工操作時，圍繞公路橋梁開展的施工規劃與建設，表現出工程流程的復雜性、工藝使用標準性等特點。然而，在施工期間，材料屬性、環境條件等因素，極易對工程預應力的施工修建質量造成影響。

1 公路橋梁工程中現存的預應力問題

1.1 張拉工藝問題

加強工程初始結構的整體性能，以減少產生承載力不充足因素，切實回避工程結構發生坍塌問題。在實踐開工操作時，在混凝土材料中添加一定數量的早強劑，在混凝土澆筑到標準厚度時，開展力度拉張操作，最大化強化混凝土結構性能。在預應力質控區域，合理控制張拉時間。通常情況下，混凝土性能、結構成形均有時間要求。加強時間管理，確保工程性能。而混凝土強度形成速度較低時，均會增加結構性能欠佳的可能性，甚至會削弱工程結構整體的承載性能，引起裂縫問題，延緩施工進程。如果混凝土強度形成速度較高時，會減弱彈性模量的形成效果[1]。

1.2 支撐鋼筋管道使用不暢問題

在操作預應力承載工藝時，需要加強流程與規則控制。由于公路橋梁工程所在位置具有地形復雜性。在開工操作、工藝實踐時，施工組織應嚴格依據規劃方案進行，全面檢測工程周邊情況，確保預應力方案的可用性。然而，公路橋梁工程所在位置存在地質條件不佳的問題。在設計人員策劃能力欠佳、工程性能設計經驗不充足的情況下，引起用于支撐的鋼筋管道發生運行不暢問題，增加了預應力結構的造價成本，無法確保工程使用性能。因此，在開工修建期間，施工單位需要準確梳理可能出現的障礙因素，加強管道內部位置鎖定，合理開展地質監測工作，確保工程進展順利。

2 加強預應力穩固性的設計新路徑

2.1 工程概述

在公路橋梁工程中，融合使用預應力加固工藝時，能夠有效提升工程加固效果，展現出預應力筋的穩固性優勢，確保橋梁處于正常使用狀態，營造車輛安全通行的環境，具有較高的民生服務效益。

某工程大橋橋長設計為2425.4m，工程上部結構采取組合形式：連續型與變截面兩種箱梁之間，添加了T型梁。工程下部結構是由矩形與柱形結構多種類型墩組合而成，橋臺位置設計成肋式。

2.2 加固張拉的工藝類型與技巧

（1）橫向收緊工藝。梁的兩側并不具有較大間隙，在此種情況下，沿著梁的橫向，給予收緊與張拉操作。梁結構下緣對稱位置，添加預應力筋，梁端適當距離位置進行彎曲處理，使用U型錨固零件，在下翼邊緣位置進行錨固鋼板的固定與裝設。使用若干數量撐棍，有效均衡預應力筋，使其處于多組節段狀態。撐棍的合理布設，能夠表現出較強的支撐作用。在各節點位置，裝設拉緊螺栓，有效收緊鋼筋，給予較強的預應力支撐。

（2）縱向張拉工藝。以預應力筋的沿線方向，進行預應力添加，在梁底位置均勻分設預應力筋，使用導向塊裝設在梁兩側，使導向塊處于彎起狀態，以梁底豎向沿線進行張拉操縱，以此達成梁端剪力作用的控制目標。現階段，縱向張拉工藝中，使用錨固構造方法，有兩種工藝形式：梁頂、腹板。各類構造方法，在張拉處理外結構預應力時存在一定差別。此外，依據實際工程情況，可在梁底水平沿線位置上進行張拉處理。

（3）豎向張拉工藝。在部分條件下，縱向張拉工藝進展困難，可選擇豎向張拉工藝。在梁肋兩側位置，均勻分設預應力筋。一般情況下，錨固裝設位置選定在梁端肋側，使用較小量、小規格的橫梁，在梁肋下部結構位置進行裝設。橫梁裝設具有開工處理的必要性，能夠提升鋼筋穩固性[2]。

2.3 加強預應力穩定性設計

（1）加固設計理念。在案例橋梁底部位置，存在若干數量裂縫。此種工程質量問題的誘發因素是結構剛度不達標，相應增加了工程結構撓度，由此形成較為嚴重的裂縫現象。對此情況，需要給予主動加固處理，確保結構預應力效果達到標準層級。在外結構位置進行預應力束布置，具有橋梁加固作用，此時橋梁荷載承重力有所增強。

主動加固操作的開工方案為：①針對已形成的裂縫，進行封閉處理，減少外界干擾物質混入，降低鋼筋銹蝕病害發生；②對于病害集中區，進行鋼結構性能強化處理，遏制裂縫病害惡性發展，確保結構性能；③預應力不達標的情況，成為結構裂縫形成的關鍵因素。因此，在進行結構加固時，需要加強預應力側重添加，確保結構應力的施工效果與設計方案一致。

（2）設計方案。在案例橋梁工程中，以第四聯梁橋發生的質量問題較為突出。結合工程結構病害的實情，給出主動加固處理方案，規劃內容如下：①有效加固連續箱梁內部結構，對于外部結構預應力給予張拉處理，獲取較高的預應力加固效果；②在箱梁內部張拉處理完成時，應增強箱梁底部的整體預應力。針對底部實際存在的裂縫問題，給予重點區域預應力加固處理。如果裂縫寬度不大于0.1mm，進行裂縫填充，以封閉裂縫，提升病害區的預應力加固效果。

2.4 加固工藝的施工分析

2.4.1 鋼絞線選用

材料屬性直接影響工程結構的加固成效。一般材料有多種選擇，比如冷拉鋼絲、鋼絞線等。在各類材料中，鋼絞線的使用具有廣泛性。鋼絞線在用于路橋工程時具有操作的便捷性、工程設計的美觀性，是道路橋梁工程規劃的最佳選擇。區別于其他工程，橋梁預應力在開工操作時對鋼絞線的工程消耗量需求較小，能夠確保橋梁預應力工程質量，合理控制工程成本，表現出較高的施工使用優勢。在選擇鋼絞線時，工程人員需要密切關注材料性能，使其規格、延展能力、耐久表現各項指標達標，發揮其施工加固價值。

在鋼絞線使用時，會在梁體表面進行錨固，一般會使用3股鋼絞線進行加固處理。材料選擇：無黏結屬性的鋼絞線，其摩擦系數為0.004，預應力筋束為0.09；光面類型的鋼絞線，其摩擦系數為0.001，預應力筋束為0.25；HDPE類型的鋼絞線，其摩擦系數為0.002，預應力筋束為0.13。

2.4.2 錨具選用

錨具可用類型較多，每種錨具形成的損失有差別。因此，加強錨具選用，減少加固損失較為關鍵。工程實踐發現：道路橋梁工程中，在進行預應力加固操作時，選用的錨具性能，需要同時具備機械類、摩擦類兩種錨具性能，以展現出錨具使用價值。假設錨具性能的變化值為△L，性能包括回縮力、接縫壓密性。單個錨具、單個接縫操作時，錨具使用的操作規范內容為：夾片錨具，在有頂壓條件下，△L取值4，在沒有頂壓作用時，△L取值6；墩頭錨具的△L取值為1。

2.4.3 裂縫問題處理

在路橋工程中，混凝土裂縫問題具有發生的高頻性，在大規格橋梁項目中更為嚴重。借助預應力工法，能夠有效降低混凝土裂縫產生情況，確保工程結構整體性能。結合預應力工藝的實踐應用，在處理裂縫問題時，對受拉區工程進行壓力添加，以此確保張拉加固效果，增強受到張拉作用的鋼筋穩固性[3]。

（1）當裂縫寬度不小于0.15mm時，采取灌漿法給予處理，材料使用A級環氧灌封膠。

（2）當裂縫寬度處于0.15mm以內時，進行表層封閉處理。與此同時，在鋼板處使用結構膠，輔以M12型號的螺栓加以固定。

2.4.4 保持支撐鋼筋管道使用的通暢性

針對支撐管道運行不暢問題，施工單位需要依據管道規范標準，有序完成管道安裝，準確獲取管道鋼筋的實際操作方位，減少管道鋼筋發生彎曲的可能性，維持管道使用的通暢性。

2.4.5 外部結構施工關鍵點

（1）對于滑塊墊板、錨固等操作位置，給予準確鎖定。在橋梁底部區域，校準錨桿重心位置，進行滑塊墊塊的添設。在橋梁兩側，準確獲取螺栓孔方位，給予醒目標識。

（2）在上錨固定操作中，同時落實放樣位置鎖定處理。在位置獲取時，以單梁頂面材料沿線的水平與豎直兩個方向為參照，給予相應檢測，綜合獲取錨固節點距離梁兩側的長度。

（3）合理設計錨固節點。如果在斷面表面進行上錨加固處理，需要綜合測定預應力鋼筋的實際裝設點位。在橋面做出兩個孔，孔的傾斜角度與鋼筋相同。去除橋面鋪裝材料，在此位置使用環氧膠液，確保膠液涂用的均勻性，減少對混凝土防護層產生不利作用，在橋梁頂區規范完成上錨固定處理。

2.4.6 張拉時間問題處理

一般情況下，張拉持荷時間為5min。張拉操作時，采取對稱張拉形式，由中間為張拉作用起點，兩端作用力保持對稱，以保持結構平穩。兩側鋼絲繩的分設數量需要控制在3根以內。鋼絲繩一般情況的標準性能：強度為1670MPa。此時，張拉作用力需要控制為鋼絲繩標準強度的一半，即835MPa。

3 結論

綜上所述，結合現階段公路橋梁工程的全局規劃情況，在工程方面需要繼續增強預應力的支撐作用，深化其加固能效，拓寬預應力工藝的可用條件。依據實例工程中的加固修建情況，進行工程總結、工藝分析、技術完善，逐步獲取較高操作性的工藝體系，以較強的預應力效果，確保工程安全，帶動公路橋梁交通事業有序發展。