體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

藍(lán)泠 張澤文 陳盼

摘要：本文主要從體外預(yù)應(yīng)力的特點(diǎn)、組成、布置形式幾個(gè)方面來闡述體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的基本原理，并結(jié)合施工實(shí)例來講解體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的突出應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：體外預(yù)應(yīng)力 加固技術(shù) 施工實(shí)例

中圖分類號：U445.72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（b）-0029-01

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國20多萬座公路橋中危橋數(shù)量達(dá)6千多座，美國坍塌橋梁的“結(jié)構(gòu)性缺陷”評級達(dá)到50%，德國橋齡在20～30年的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中50%以上都有中等以上損傷，從而使橋梁加固顯得尤為緊迫且重要。盡管目前有增大截面、錨噴混凝土、CFRP等加固方法，但都不及體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)突出，因此體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)成為很多加固設(shè)計(jì)的首選，其具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

1 橋梁體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)原理

1.1概述

體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)這一概念最早源于法國，比體內(nèi)預(yù)應(yīng)力概念提出的還要早，但是發(fā)展沒有體內(nèi)預(yù)應(yīng)力快，因此在20世紀(jì)發(fā)展的比較緩慢，目前體外預(yù)應(yīng)力發(fā)展的已經(jīng)比較成熟了，廣泛的運(yùn)用于舊橋的加固，甚至是運(yùn)用于新建工程。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)已得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可和支持，因此逐漸發(fā)展壯大起來，在很多方面都有體內(nèi)預(yù)應(yīng)力技術(shù)無法替代的優(yōu)點(diǎn)，尤其在舊橋加固方面，體內(nèi)預(yù)應(yīng)力技術(shù)更是大展拳腳，而在新建工程方面為了避免體內(nèi)預(yù)應(yīng)力的諸多缺點(diǎn)，如混凝土灌注的困難，因壓漿不密而產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力束腐蝕，又難以檢測和更換等等而有了一定的應(yīng)用，并取得了良好的效果。體外預(yù)應(yīng)力體系是后張預(yù)應(yīng)力體系的一個(gè)重要分支，是一種應(yīng)用完全位于構(gòu)件主體截面以外的預(yù)應(yīng)力束來對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)體系。

1.2體外預(yù)應(yīng)力的特點(diǎn)

1.2.1體外預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)

（1）簡化預(yù)應(yīng)力筋曲線形式，并提高預(yù)應(yīng)力使用效率。（2）預(yù)應(yīng)力布置靈活。（3）錨固構(gòu)件外形尺寸小，能有效提高結(jié)構(gòu)的承載能力。（4）與舊結(jié)構(gòu)無粘結(jié)，對結(jié)構(gòu)受力非常有利。（5）體外索可調(diào)可換以便于運(yùn)營期間的正常維護(hù)。

1.2.2體外預(yù)應(yīng)力的缺點(diǎn)

（1）防腐、保護(hù)相對較困難。（2）容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，對錨固施工要求高。（3）不能充分發(fā)揮體外索強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。（4）容易造成預(yù)應(yīng)力損失。

1.3體外預(yù)應(yīng)力的組成

體外預(yù)應(yīng)力由錨具、體外索、錨固塊及轉(zhuǎn)向塊、減振裝置、施工機(jī)具等主要部分組成，下面來分別介紹。

1.3.1錨具

體外預(yù)應(yīng)力體系僅靠錨固端傳力，所以體外預(yù)應(yīng)力錨固體系的安全性和可靠性比其他一般體內(nèi)預(yù)應(yīng)力錨固體系高很多。

1.3.2體外索

體外索常采用無粘結(jié)鋼絞線，由于環(huán)氧噴涂帶PE的鋼絞線具備很好的耐腐蝕性能，且適用性強(qiáng)，因此目前廣泛適用在橋梁加固中。

1.3.3錨固塊及轉(zhuǎn)向塊

體外預(yù)應(yīng)力體系僅靠錨固塊和轉(zhuǎn)向塊傳力，因此錨固塊和轉(zhuǎn)向塊必須和原結(jié)構(gòu)具備有效連接及傳遞應(yīng)力的能力，錨固塊和轉(zhuǎn)向塊通常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)型式。

1.3.4減振裝置

體外預(yù)應(yīng)力體系的減振裝置應(yīng)用于錨固塊與轉(zhuǎn)向塊或轉(zhuǎn)向塊與轉(zhuǎn)向塊之間的自由長度較大的體外索位置，主要目的是為了減小體外索在動荷載作用下的振動影響。

1.3.5施工機(jī)具

體外索的張拉機(jī)具依不同的張來要求，通?？煞譃閱慰浊Ы镯敽驼w千斤頂。單孔千斤頂用于施工空間狹小或需單孔分絲張拉的體外索，整體千斤頂用于需整體張拉的體外索。

1.4體外預(yù)應(yīng)力的布置形式

體外索主要布置在頂板、腹板、底板幾個(gè)位置處，體外索的錨固形式分為鋼錨固和混凝土錨固兩種形式。

2 橋梁體外預(yù)應(yīng)力施工實(shí)例

2.1T梁腹板索

在T梁腹板兩側(cè)對稱布設(shè)體外索。在T梁梁端腹板加厚段設(shè)置張拉構(gòu)件，在T梁的中橫隔梁鉆孔作為體外束的轉(zhuǎn)向裝置。T梁腹板索加固詳見圖1和圖2。

特點(diǎn)：T梁腹板索的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是施工較為簡單，還有就是安裝難度較高，且只能適用于張拉力較小的體外索。

2.2箱梁腹板索

在箱梁腹板新增截面內(nèi)增加預(yù)應(yīng)力，而新增腹板通過種植鋼筋、澆筑新增混凝土的方式將預(yù)應(yīng)力傳遞給舊橋箱梁。通過實(shí)踐得知腹板索是最有效的體外索加固方式。體外索可以只在病害嚴(yán)重位置局部進(jìn)行布設(shè)，也可以連續(xù)通長布設(shè)。施工工藝流程：（1）管道放樣。（2）種植鋼筋。（3）綁扎鋼筋。（4）安裝預(yù)應(yīng)力管道。（5）穿布鋼絞線。（6）固定、封閉預(yù)應(yīng)力管道。（7）安裝模板。（8）澆筑混凝土。（9）安裝錨具。（10）張拉預(yù)應(yīng)力。（11）管道壓漿。（12）封錨砼。

2.3箱梁底板索

在個(gè)別特殊的橋梁結(jié)構(gòu)中，運(yùn)用了部分相對使用效率不怎么高的底板索。底板索不需要設(shè)置轉(zhuǎn)向塊，一般在順橋向病害嚴(yán)重的底板頂面進(jìn)行布設(shè)。施工較其他加固方式簡單，質(zhì)量有一定的保證。但由于受布索位置的空間限制，對結(jié)構(gòu)的加固效果并沒有其它結(jié)構(gòu)形式的體外索突出。

2.4箱梁頂板索

箱梁頂板索是一種運(yùn)用比較廣泛的體外索布設(shè)形式。體外索布置在箱梁頂板，經(jīng)轉(zhuǎn)向器（分絲/整體）和預(yù)埋鋼管穿過轉(zhuǎn)向塊，達(dá)到轉(zhuǎn)向和傳力的目的，通過錨固塊錨固，張拉完成后成空間曲線。

3 結(jié)語

體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)不僅可以運(yùn)用于新建工程項(xiàng)目，更廣泛的適用于舊橋結(jié)構(gòu)的改造與加固項(xiàng)目。體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)布置靈活，施工方便，安全可靠，可以有效的提高橋梁結(jié)構(gòu)承載力，尤其可以在結(jié)構(gòu)正常工作情況下實(shí)現(xiàn)調(diào)索和換索，這一特點(diǎn)是其他加固方式所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在新時(shí)期的橋梁建設(shè)及加固過程中得到了廣泛的應(yīng)用，取得了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

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