探究預應力技術在橋梁加固中的應用

劉攀

【摘要】隨著區域間經濟聯系的日益密切，我國公路交通建設近年來取得較快的發展。公路這種使用頻率較高的交通方式為人們提供更加快捷的出行服務，因此我國每年都會投入一定的資金進行新公路的建設或者是舊公路的改建等。公路建設離不開橋梁建設，橋梁建設是公路施工的一個重要組成部分。橋梁的施工質量在很大程度上決定著公路的質量。我國在建或者是已經投入使用的橋梁數量眾多。橋梁投入使用后，由于各種因素的影響，比如使用年限較長，缺乏及時的維修保養等，橋梁的外觀或者是內部結構發生了很大的變化，使公路橋梁存在嚴重的安全隱患，時刻威脅著過往車輛的安全。這就需要相關部門及時發現橋梁存在的問題，對需要加固的橋梁及時采取加固措施，確保橋梁恢復以前的性能，繼續為人們提供服務。在對橋梁加固的施工技術中，預應力技術基于其良好的性能被廣泛應用。橋梁維修人員應該深入分析預應力技術的施工過程，找到影響預應力技術發揮效能的因素，在具體橋梁加固實踐中盡量規避這些影響因素，使預應力技術在橋梁加固中實現最優化。本文主要分析預應力技術的特點，探討預應力技術在橋梁加固中的應用，希望對相關人員有一定的借鑒意義。

【關鍵詞】預應力技術;橋梁加固;應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.

緒論

我國經濟以及物流業的快速發展，給我國的交通運輸業帶來了一定的壓力。公路是我國重要的交通方式，許多已建成的公路橋梁在日益嚴峻的交通壓力下出現了很多影響橋梁安全的問題，比如裂縫、沉降、結構變化等。這些問題的出現極大影響了橋梁的承載力，為了不影響巧橋梁正常性能的發揮以及來往車輛的安全，相關部門要及時采取措施修復和加固橋梁。預應力技術在橋梁加固方面的作用比較顯著，因此本項技術被廣泛利用。

一、關于預應力技術的分析

1.預應力技術簡述

預應力技術是在橋梁結構出現位移或者被腐蝕的情況下，利用體外的預應力給橋梁提供一定的支撐，提高橋梁的承載力和穩定性。預應力加固法的施工原理是在原結構上增加彈性支座，這樣來往車輛加給橋梁的負荷有一部分就傳導到彈性支座，減少了橋梁的負荷，保護了橋梁。預應力技術還能根據橋梁的實際需求來設置預應力值，從而大大提高橋梁的承載力，延長橋梁的使用壽命。

預應力混凝土主要內容包括：在建筑工程具體的施工過程當中，運用混凝土材料之時，要做好提前量，對其進行添加壓力，經過了對高強度鋼筋和混凝土的大幅度應用，不但將混凝土的結構功能發生了改變，還有效地防止了建筑施工當中出現裂縫的問題。其次，在混凝土承擔著使用荷載之前，經過了對混凝土添加外力壓力的方法，最大程度的達到了對混凝土內部結構拉應力的降低，而且在不同程度之上將混凝土結構壓力變小，提高了混凝土在實際的工程當中的強度和剛度。因此，預應力混凝土在現代的建筑工程施工當中，發揮著自己抗壓力強的優勢，大大的加強了常規混凝土抗拉力弱這一弊端。

2.體外預應力技術在橋梁加固中的利用優勢

預應力技術在橋梁加固中通常是在橋梁體外設置預應力。體外預應力技術比起其他加固技術的優勢更加明顯，以下進行具體說明：

（1）利用體外預應力技術對橋梁進行加固不會對橋梁的結構或者橋梁的橫截面產生破壞，基本保持了橋梁的原始狀態。利用體外預應力技術能提高橋梁整體的承載力，但是不會削弱橋梁原有的承載力。

（2）利用體外預應力技術可以根據實際的需要轉換為預應力筋或者是預應力索。這種形式的轉換極大方便了后期的維修和檢查。

（3）利用體外預應力技術可以實現預應力筋或者是預應力索與混凝土結構保持相對的獨立性，這樣就提高了預應力筋或者是預應力索的承載力，減小了應力的變化。

二、預應力橋梁加固技術在實際應用中存在的問題

我國橋梁加固的預應力技術使用時間較短，但是預應力技術在我國橋梁加固方面使用的范圍較廣，發展速度也很快，在實際使用中出現了一些問題，影響了預應力技術在橋梁加固中的作用，以下進行了總結，希望橋梁加固維修人員在實踐中能逐漸改善這些問題。

1.體外預應力技術基于自身的施工特點，它只能對橋梁某部分的結構進行改善，提高橋梁整體的承載力，但是橋梁在長久的使用中橋梁結構極易出現各種裂縫，這些裂縫也對橋梁的穩定性產生較大的影響，預應力技術卻對這些裂縫起不到相應的控制作用。

2.體外預應力技術實施過程以及施工完畢后，其使用效果受到外界因素的干擾較大，一些外部設施容易損毀，影響預應力技術的正常發揮，橋梁的安全隱患容易受到外界不確定因素的影響較大。

3.體外預應力技術在橋梁加固中主要利用兩種裝置，一種是轉向裝置，一種是錨。體外預應力索在實際應用中受到來往車輛震動的影響，它的長度因此受到一定的限制，如果長度過長則影響其作用的發揮。

4.體外預應力加固技術在實際使用過程中，預應力索與橋梁結構的主要部分是處在相同的平面上，但是預應力索卻不能隨著橋梁主結構的變化而變化，這就影響了橋梁加固的效果。

三、橋梁加固原則

對橋梁進行加固維修要根據橋梁原先的結構、橋梁的具體情況制定施工計劃，遵循一定的加固選擇，這樣在保證施工技術的前提下才能獲得最佳的加固效果。首先，施工人員在施工之前應該借助橋梁的圖紙深入分析橋梁的整體結構、各種技術參數，進而對橋梁存在的問題有個整體清晰的分析，運用一定的方法計算出目前橋梁的實際承載力。其次，橋梁加固施工的目的是提高橋梁的承載力，提升橋梁整體的穩定性能，但是在以上前提下也要考慮經濟的投入，施工周期等因素;一方面保證維修單位的經濟效益，另一方面盡可能快的恢復正常交通，減少對人們出行的影響。從以上敘述可以看出，橋梁加固技術有很多種，施工人員要綜合考慮各種因素，選擇性價比較高的施工技術，滿足各方面的需求。

四、預應力技術在橋梁加固中的具體應用分析

1.體外預應力加固技術的利用分析

體外預應力加固技術如圖2所示，主要分為兩種，一種是下撐式預應力拉桿加固技術，另一種是體外預應力鋼絲束加固技術。每種技術都有其使用優勢，因此在實際的橋梁加固中應該根據實際情況進行選擇。其中下撐式預應力拉桿加固技術一般利用在橋梁下方足夠開闊的情況下，它是把粗鋼筋拉桿設置在橋梁下方以達到增強橋梁承重力的目的。還可以把粗鋼筋的拉桿設置在橫隔板上，這樣有利于重新調整拉力的分布，提高橋梁的穩定性。下撐式預應力拉桿加固技術根據具體利用情況又可以分為幾種，以下進行詳細說明：

（1）下撐式預應力技術在橋梁加固中的應用

①豎向頂撐張法的利用分析

這種方法是在橋梁的下方合適的位置安放U形鋼錨固板，使粗鋼筋拉桿科學穩定的焊接在U形鋼錨固板的合適位置，然后在橋梁結構的中心位置、橋梁跨徑的合適位置安裝張緊夾具。另外，橫隔板和梁腹承托架中也要合理放置一定數量的張緊夾具。張緊夾具的主要作用是對鋼筋拉桿施加一定的預應力，提高橋梁的整體承載力。這項加固技術需要施工人員嚴格按照要求進行施工，特別是對鋼筋拉桿的固定時要找到合適的位置，確保拉桿的拉力能夠充分發揮作用。等鋼筋拉桿固定好后，張緊夾、承托架這些施工中的保護裝置要拆卸掉。除此之外，為了避免鋼筋拉桿遭到腐蝕，降低其使用效果，施工人員要對其作進一步的防銹處理，延長其使用時間。

②橫向收緊張拉法的利用分析

這種施工技術利用在兩端跨距較小的橋梁會取得更好的施工效果。利用這種技術進行橋梁加固，其施工步驟是先在橋梁底面的兩邊安裝粗鋼筋拉桿，并在合適的位置將其彎起;然后把U形錨固板和拉桿焊接在一起，焊接時一定要注意焊接的質量 ，確保U形錨固板和拉桿既能焊接的緊密，又能保持整體的穩固性。另外，對于彎起的拉桿，為了使其保持一定的預應力，要在縱向的范圍內均勻的用鋼筋支撐拉桿，這樣就實現了橋梁加固的目的。

③縱向張拉法的利用分析

縱向張拉法的施工技術是利用預應力筋在縱方向上的軸線位置發揮預應力的作用，然后在橋梁底部合適的位置設置拉桿粗鋼筋并固定到橋梁頂端，施工人員再順著縱向張拉鋼筋，最大可能的提高橋梁的承載力和穩定性，從而完成了橋梁的加固施工。

（2）體外預應力鋼絲加固技術在橋梁加固中的應用

這種加固技術主要利用鋼絲束來實現預應力的提升。其具體施工過程首先要在橋梁的側面合適的位置安裝預應力鋼絲束。這個鋼絲束的設置形狀是有一定要求的，必須設置為拋物線的形式。這種形式有利于預應力鋼絲束作用的最優化，使橋梁加固的效果最大化。施工人員還要對預應力鋼絲束采取加固措施，確保其底部的牢固性;另外，在橋梁頂部可以采用有規律定位箍圈實現對預應力鋼絲束的加固，提高橋梁頂部的預應力，這些措施為橋梁的承載力提供了可靠保障。

2.粘結預應力加固技術的利用分析

這種技術在橋梁加固方面利用率較高，一般情況下利用這種技術大多選用直徑小的預應力筋。粘結預應力加固技術的施工首先要在橋梁加固部位安裝錨，然后在預應力筋上涂抹復合砂漿。采購人員在采購復合砂漿時要選擇抗拉性能較好的砂漿，利用復合砂漿的抗拉力把預應力筋和橋梁加固部位緊密結合在一起，使它們成為一個不可分割的整體。粘結預應力加固技術在橋梁加固的實際應用中充分顯示了它的優勢，例如此種技術能將材料進行最大化的利用，避免造成材料浪費;利用這種技術進行橋梁加固能大大提升橋梁結構的耐用性;這種技術操作簡單，投入成本較低等，因此它被廣泛利用在橋梁加固維修中。在具體的橋梁加固實踐中，粘結預應力加固技術更適合用在跨徑較小的混凝土結構的橋梁。這種技術能充分發揮橋梁加固材料的作用，提高橋梁加固的施工效率和施工質量，為橋梁的使用安全做好保障。

3.高強負荷纖維預應力加固技術的利用分析

預應力加固技術在橋梁加固中的不斷利用，促進了預應力加固技術的不斷發展。新材料的出現給預應力加固技術帶來了新的發展空間，使橋梁加固有了更多的選擇。高強負荷纖維預應力加固技術利用的是一種新興的材料，基于這種材料的特點，能提升橋梁內部的應力，當車輛來往于橋梁時能將承載力進行合理的分散。施工人員利用高強負荷纖維預應力加固技術施工需要充分了解纖維的特殊性能，以便在施工過程中充分發揮出這種纖維的特性，保證橋梁加固的效果。第一，高強負荷纖維預應力加固技術主要利用纖維良好的物理性能，這種纖維具有較強的支護作用，能有效提高橋梁的預應力，因此不能破壞纖維的性能。第二，高強負荷纖維能根據環境溫度的變化充分發揮其加固的效能，對橋梁的結構能起到明顯的支護作用，從而提高施工質量。第三，這種技術利用的高強負荷纖維在體積和質量方面與其他材質相比具有更顯著的優勢，它不僅最大可能的減少對橋梁結構的傷害和占用橋梁的空間，還能保證橋梁加固的施工質量。

結論：

我國在交通建設過程中不僅要重視建設的速度和質量，還要對投入使用的各種橋梁加強監督。相關部門要對所在地域內的橋梁登記在冊，定期對橋梁的各方面進行檢查，對需要進行加固的橋梁要及時采取加固措施。施工人員對預應力技術要深入研究，找到更好的材料應用于橋梁加固中，整體提高橋梁的穩固性，盡量延長橋梁的使用壽命，避免造成資源的浪費。另外，針對不同的橋梁，施工人員要選擇最優化的施工技術，充分發揮每種預應力技術的作用，促進預應力技術在橋梁加固中更好的應用。

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