淺析高速公路橋梁工程應(yīng)急加固中的新型預(yù)應(yīng)力技術(shù)

劉濱銳

【摘要】高速公路橋梁工程應(yīng)急加固是近年來(lái)工程建設(shè)業(yè)內(nèi)以及社會(huì)較為關(guān)注的問(wèn)題，預(yù)應(yīng)力在橋梁工程加固方面發(fā)揮較為出色。新型預(yù)應(yīng)力技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，更是為高速公路橋梁工程應(yīng)急加固的發(fā)展起到了推動(dòng)的作用。本文就將對(duì)新型預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行技術(shù)內(nèi)容的剖析，以及工藝流程和技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析和闡述。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力；高速公路；應(yīng)急加固

一、預(yù)應(yīng)力碳纖維板（CFRP）加固技術(shù)

1、技術(shù)簡(jiǎn)介

預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)是綜合了兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì)，來(lái)對(duì)加固與體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)中的漏洞和不足進(jìn)行的技術(shù)優(yōu)化和改良。這種技術(shù)的應(yīng)用，可以很大程度上強(qiáng)化橋梁的對(duì)力的承受限度，對(duì)結(jié)構(gòu)的硬度和剛度也起到提升作用，有效的控制裂縫的出現(xiàn)，并且還可以避免過(guò)多的材料浪費(fèi)，節(jié)省工程成本。采用預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)使施工操作更簡(jiǎn)單，只需保持混凝土表面的平整清潔，便再無(wú)過(guò)多復(fù)雜的操作，省去很多復(fù)雜的施工流程。這種技術(shù)被廣泛的應(yīng)用與高速公路橋梁工程應(yīng)急加固當(dāng)中，通常使用與局部的加固當(dāng)中。

2、技術(shù)工藝流程

應(yīng)力技術(shù)在高速上公路橋梁工程應(yīng)急加固中，加固的效果會(huì)對(duì)施工工藝和工程質(zhì)量造成直接的影響。因此要選用合理的施工工藝進(jìn)行施工操作，這樣才會(huì)對(duì)加固的效果有所提高。技術(shù)工藝流程主要是前期準(zhǔn)備——損壞部位修復(fù)——底涂——填補(bǔ)——下層粘結(jié)樹脂——碳纖維片粘結(jié)——貼片的加工處理。

3、施工技術(shù)要點(diǎn)

在工程施工建設(shè)前，要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行細(xì)致的勘查，并且根據(jù)施工場(chǎng)地的具體情況進(jìn)行施工設(shè)計(jì)工作。需要修補(bǔ)的部位要出去多于的混凝土部分，混凝土表面如有脫落、腐蝕、等部位要進(jìn)行鑿除作業(yè)。在鑿除過(guò)后，利用水泥砂漿對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)時(shí)要保證修補(bǔ)部位表面沒(méi)有其他雜質(zhì)，倒角出要處理成圓弧狀，方便修補(bǔ)操作。在進(jìn)行底涂作業(yè)時(shí)，要將主劑和硬化劑按照一定的配額標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配比調(diào)試，底涂過(guò)后使其自然風(fēng)干即可。填補(bǔ)作業(yè)是針對(duì)一些不平整的部位進(jìn)行填補(bǔ)處理，使混凝土結(jié)構(gòu)表面看起來(lái)更加平整完好。接下來(lái)要將環(huán)氧樹脂涂抹在混凝土結(jié)構(gòu)的表面，并且按照實(shí)際的尺寸對(duì)碳纖維布進(jìn)行剪裁，碳纖維布粘貼要按照從上到下、從左到右的順序進(jìn)行粘貼，需要注意的是，所搭建的結(jié)構(gòu)不得小于原有的混凝土結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度。再接下來(lái)是最后一道工序，在確保碳纖維片粘貼牢固后，要對(duì)碳纖維片進(jìn)行滾壓，在滾壓的過(guò)程中要按照纖維的方向操作，為的是使碳纖維布與環(huán)氧樹脂之間更加緊密。若發(fā)現(xiàn)有氣泡的存在，要將纖維布用美工刀沿纖維方向切開，把氣泡擠壓出去，然后重新粘結(jié)。

二、體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

1、技術(shù)簡(jiǎn)介

體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)是利用鍍鋅軟鋼絲束和氧化鋁聚糖樹脂砂漿對(duì)混凝土梁體施加一定的預(yù)應(yīng)力，改善混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法，在自重增加較小時(shí)，能夠有效地調(diào)整原結(jié)構(gòu)的受力狀況，完善原結(jié)構(gòu)的剛度及抗裂性能，且施工簡(jiǎn)便，無(wú)需限制通行，對(duì)高速公路正常運(yùn)營(yíng)無(wú)大的影響，是當(dāng)前舊橋加固中應(yīng)用廣泛的一種較新型的橋梁加固技術(shù)，特別適用于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁和連續(xù)構(gòu)箱梁橋的加固。但由于體外索布置在截面夕卜，防腐保護(hù)易受外界的影響，局部及轉(zhuǎn)向區(qū)域容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，對(duì)錨固施工要求較高，體外索張拉力較小，對(duì)錨具及夾片要求高，且體外預(yù)應(yīng)力筋與混凝土變形不一致，易造成預(yù)應(yīng)力損失，正逐漸被更新型的預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼絲繩抗彎加固技術(shù)所取代。

2、技術(shù)工藝流程

體外預(yù)應(yīng)力加固的方法有水平拉桿法、下?lián)问嚼瓧U法和組合式拉桿法，以下?lián)问嚼瓧U法為例，其工藝如圖所示。

圖1體外預(yù)應(yīng)力下?lián)卫瓧U加固法

施工工序流程為：施工前準(zhǔn)備—定位防線—預(yù)應(yīng)力鋼筋的制作與安裝—端部錨板安裝—張拉—預(yù)應(yīng)力鋼筋防火防腐處理。

3、施工技術(shù)要點(diǎn)施工前對(duì)需加固部位進(jìn)行清潔處理，按照施工設(shè)計(jì)要求，測(cè)量定位放線，確定梁端轉(zhuǎn)向塊、拉緊螺栓及鋼筋彎折點(diǎn)的位置；根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求，將預(yù)應(yīng)力鋼筋調(diào)直后彎折成型，安裝并錨固固定；對(duì)端部模板進(jìn)行鉆孔，并使用高壓氣流清孔后，使用結(jié)構(gòu)膠灌注，埋人螺栓，安裝錨板后擰緊螺母，使用結(jié)構(gòu)膠嵌填錨板和混凝土連接界面；采用分級(jí)張拉的方法對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行張拉，橫向張拉前，先向外側(cè)敲緊轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的支撐墊板，初步張拉后，再橫向施加預(yù)應(yīng)力。縱向張拉時(shí)，采用量測(cè)預(yù)應(yīng)力筋中距的辦法控制各跨預(yù)應(yīng)力張力保持一致，應(yīng)力達(dá)到要求后，固定螺栓；張拉完成后，使用涂刷防火防腐涂料的方法對(duì)表面進(jìn)行防火防腐處理，并使用強(qiáng)度混凝土進(jìn)行包裹。

三、預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼絲繩抗彎加固技術(shù)

1、技術(shù)簡(jiǎn)介

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼絲繩抗彎加固技術(shù)是通過(guò)將錨具安裝在梁板兩端底部，再在錨具上張拉已安裝成功的低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲繩，從而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗彎性能，達(dá)到加固混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法，是一種主動(dòng)抗彎加固方法。包括待加固混凝土構(gòu)件、加固系統(tǒng)、高強(qiáng)鋼絲繩防護(hù)系統(tǒng)等，該技術(shù)通過(guò)對(duì)材料的合理應(yīng)用，能夠解決增大截面加固、粘鋼加固等常用加固方法工期長(zhǎng)、施工煩瑣、增加結(jié)構(gòu)自重等技術(shù)缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土梁的主動(dòng)式抗彎加固。國(guó)內(nèi)有關(guān)簡(jiǎn)支板橋梁應(yīng)用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼絲繩抗彎加固技術(shù)的動(dòng)靜態(tài)性測(cè)試表明，預(yù)應(yīng)力鋼絲繩加固可顯著提高剛度、減小撓度。也有試驗(yàn)研究表明，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼絲繩加固可較好地克服增大截面加固、體外預(yù)應(yīng)力加固、粘鋼加固、粘貼加固、高強(qiáng)不銹鋼絞線網(wǎng)滲透性聚合砂漿加固等加固技術(shù)的諸多缺點(diǎn)，是少有的能在基本不增加結(jié)構(gòu)自重、不減少建筑物空間的前提下，顯著提高結(jié)構(gòu)的剛度和最大承載力，且加固后仍能保持橋梁良好延性的技術(shù)，同時(shí)施工成本更低，在各類橋梁應(yīng)急加固中有著廣闊的應(yīng)用前景。

2、技術(shù)施工工藝

該技術(shù)是利用錨固于梁底的鋼絲繩將拉力傳遞到待加固混凝土上，從而提高混凝土梁的抗彎承載力，在施工中鋼絲繩的錨固必須十分可靠，其施工工藝為：制作端部錨具—固定端部錨座—預(yù)應(yīng)力鋼絲繩下料與擠壓錨頭制作—開鑿板端部槽口—端部槽口灌注端部錨固砂漿—張拉與錨固預(yù)應(yīng)力鋼絲繩—澆筑端部錨固砂漿和底部防護(hù)砂漿。

3、施工技術(shù)要點(diǎn)

制作端部錨具時(shí)，需綜合考慮鋼絲繩數(shù)、鋼絲繩直徑、其承載的拉力荷載及焊接需要等，錨具外側(cè)為開口形式，開口一般較鋼絲繩直徑寬深度以有效錨固鋼絲繩為宜，錨具的厚度、寬度和長(zhǎng)度則分別以焊接需要、受拉力所需強(qiáng)度和梁底寬度確定。固定錨座前，根據(jù)設(shè)計(jì)相關(guān)要求對(duì)梁底板進(jìn)行測(cè)量放線，確定錨具中心線位置，根據(jù)中心線位置刻槽后，將刻槽位置打磨成粗糙平面，鉆孔并植人全螺紋螺桿。使用粘鋼膠涂抹在錨固鋼板結(jié)合面和混凝土表面，在預(yù)定位置粘貼鋼板并固定，確保結(jié)構(gòu)膠達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度、鋼板粘貼牢固后方可進(jìn)人下一道工序。根據(jù)端部錨具間距和鋼絲繩工作應(yīng)力計(jì)算預(yù)估預(yù)應(yīng)力鋼絲繩下料長(zhǎng)度，使用同一規(guī)格鋼絲繩在無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量后，確定鋼絲繩精確下料長(zhǎng)度。按照設(shè)計(jì)規(guī)格制作擠壓錨頭后，將鋼絲繩穿入錨頭內(nèi)孔，進(jìn)行強(qiáng)力擠壓，使其與鋼絲繩成為一體，擠壓錨頭如圖所示。

圖2擠壓錨頭不意圖

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文對(duì)新型預(yù)應(yīng)力技術(shù)在高速公路橋梁工程應(yīng)急加固中的應(yīng)用探討，對(duì)多種預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行分析和研究，從而得知新型預(yù)應(yīng)力橋梁加固技術(shù)在提升結(jié)構(gòu)硬度和剛度方面有著很突出的性能表現(xiàn)，并且能夠江都工程造價(jià)，節(jié)省施工材料和設(shè)備的使用。是一項(xiàng)具有現(xiàn)代化標(biāo)志的施工技術(shù)，在將來(lái)，預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)將會(huì)有更加廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

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