公路橋梁施工中的體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)分析

王 侖

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

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公路橋梁施工中的體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)分析

王 侖

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

介紹了公路橋梁施工中體外預(yù)應(yīng)力加固原理，簡(jiǎn)述了體外預(yù)應(yīng)力加固的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，主要從放樣定位、錨固點(diǎn)設(shè)置、張拉預(yù)應(yīng)力筋等方面，闡述了體外預(yù)應(yīng)力加固施工要點(diǎn)，有利于該技術(shù)的推廣應(yīng)用。

公路，橋梁，預(yù)應(yīng)力，加固技術(shù)

0 引言

我國(guó)公路交通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展主要體現(xiàn)在交通流量的增大和公路網(wǎng)絡(luò)拓展量方面。這兩方面的發(fā)展對(duì)公路橋梁的承載能力都提出了更高的要求，交通流量的增加使公路橋梁在應(yīng)用過(guò)程中需要面臨更大的荷載，公路網(wǎng)的拓展導(dǎo)致部分公路橋梁需要在地質(zhì)較差的區(qū)域進(jìn)行施工，在這樣背景下，原有的公路橋梁或多或少都會(huì)遭受到一定程度的破壞。由此可見，加強(qiáng)對(duì)體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的分析，對(duì)于公路橋梁工程的修建來(lái)說(shuō)具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 體外預(yù)應(yīng)力加固原理

對(duì)公路橋梁進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力加固的主要目的是使橋梁的耐用性和承載能力得到恢復(fù)與提高。目前，在公路橋梁施工過(guò)程中比較常用的預(yù)應(yīng)力加固體系有體外預(yù)應(yīng)力加固、粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固、高強(qiáng)度復(fù)合纖維預(yù)應(yīng)力加固三種不同體系。

體外預(yù)應(yīng)力加固的作用原理如下：將具有腐蝕作用的預(yù)應(yīng)力筋放置在梁體外部，并且在具體操作過(guò)程中向梁體施加預(yù)應(yīng)力，使梁體形成反彎矩，從而使部分外荷載力得到提高，提高公路橋梁的承載能力和使用功能。常見的預(yù)應(yīng)力筋的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

體外預(yù)應(yīng)力是一種無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，在具體操作過(guò)程中主要是在梁結(jié)構(gòu)的主體之外安置預(yù)應(yīng)力索道，并且通過(guò)兩端的錨固及梁的轉(zhuǎn)向裝置與梁體進(jìn)行連接，體外預(yù)應(yīng)力索道一般與大量的鋼絞線共同組成集中鋼索，并且應(yīng)當(dāng)在梁下側(cè)架設(shè)預(yù)應(yīng)力粗鋼索，通過(guò)錨實(shí)現(xiàn)對(duì)梁兩端的固定，體外預(yù)應(yīng)力加固通常適合在跨徑相對(duì)較多的混凝土箱梁橋上進(jìn)行加固，結(jié)構(gòu)組成主要包括管道、灌漿材料、體外預(yù)應(yīng)力索等。

2 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)應(yīng)用的主要優(yōu)勢(shì)

2.1 確保交通正常運(yùn)行

通常在加固公路橋梁時(shí)，需要對(duì)施工的路段進(jìn)行封閉，這將會(huì)對(duì)正常的交通秩序造成較為嚴(yán)重的影響，對(duì)人們的出行造成較大不便。而如果應(yīng)用體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)則不需要對(duì)交通進(jìn)行封閉。這主要因?yàn)?，通過(guò)體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)完成施工，不需要完全禁止車輛通行，只需要對(duì)交通進(jìn)行短暫限制就可以滿足施工條件。

2.2 施工簡(jiǎn)單，效果良好

體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在具體施工過(guò)程中并不需要太多的施工人員和機(jī)械設(shè)備，并且施工工序相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，施工過(guò)程方便，在具體施工中可以依據(jù)工程的具體情況和施工現(xiàn)場(chǎng)的布局，對(duì)施工工序進(jìn)行靈活調(diào)整，該方式的施工周期較短，工程的成本較低，因此具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。此外，從加固橋梁的效果來(lái)看，在橋梁結(jié)構(gòu)加固過(guò)程中應(yīng)用體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，不需要在橋梁上增加太多的附加材料，因此橋梁自身的重量也不會(huì)發(fā)生大幅度的增加，通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的合理應(yīng)用，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)所能夠承受的應(yīng)力進(jìn)行靈活調(diào)整，提高橋梁的抗剪能力和承載能力，并且通過(guò)大量的工程實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，該方式可以有效的避免橋梁架構(gòu)表面裂縫的出現(xiàn)，可以對(duì)橋梁起到很好的加固作用。

2.3 后期維護(hù)容易

完成對(duì)橋梁工程的加固后，在通過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，還需要通過(guò)合理的加固措施對(duì)橋梁工程進(jìn)行加固，從而使橋梁的安全性和穩(wěn)定性能夠得到進(jìn)一步提高。而應(yīng)用體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，后期維護(hù)相對(duì)來(lái)說(shuō)更加簡(jiǎn)單，在具體施工中可以隨時(shí)對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的大小進(jìn)行控制。并且，可以通過(guò)監(jiān)控措施監(jiān)控在橋梁工程中所使用的預(yù)應(yīng)力筋是否出現(xiàn)了腐蝕或者裂紋現(xiàn)象，如果預(yù)應(yīng)力筋出現(xiàn)了腐蝕或裂紋，要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行更換，確保橋梁的整體結(jié)構(gòu)性能能夠滿足工程的使用需求。

3 體外預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)

3.1 放樣定位

如果斜筋上的錨固點(diǎn)位于梁斷面或梁頂，在具體施工過(guò)程中，可以將單梁頂面作為縱軸線的擠出點(diǎn)，然后完成對(duì)錨固點(diǎn)距離橋梁末端的測(cè)量工作。

完成對(duì)錨固點(diǎn)的規(guī)劃工作，使其位于兩端下，此時(shí)需要盡量使梁面和梁底都保持垂直，然后沿橫橋位置完成對(duì)錨固點(diǎn)的橫向取點(diǎn)，準(zhǔn)確標(biāo)出錨固點(diǎn)應(yīng)該出現(xiàn)的位置。此外，通過(guò)大量的公路橋梁工程實(shí)踐可以判斷出，在公路橋梁的頂板、腹板位置中都會(huì)有大量的鋼筋存在，特別是在一些結(jié)構(gòu)關(guān)鍵的位置存在大量受力鋼筋，在放樣過(guò)程中，要依據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整錨固定位置，避免在施工中對(duì)公路橋梁中的鋼筋結(jié)構(gòu)造成破壞，通過(guò)以上方式很好的避免了斷筋遭受破壞的情況出現(xiàn)。

3.2 設(shè)置錨固點(diǎn)

若錨固點(diǎn)位于梁頂或橋梁頂面，在具體施工過(guò)程中為了確保工程的質(zhì)量能夠滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，在后續(xù)施工中要精心設(shè)計(jì)斜筋位置，尤其是在對(duì)面板頂面、橋梁頂面處穿洞，需要設(shè)計(jì)兩個(gè)斜孔洞，并且需要確保斜孔洞滿足工程標(biāo)準(zhǔn)。將橋面鋪裝層和混凝土保護(hù)層鑿掉，從而使鋼筋全部裸露在空氣中，再對(duì)錨固板處的混凝土進(jìn)行精鑿。依據(jù)斜孔設(shè)計(jì)角度制作一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的鑿孔架，在鑿孔架內(nèi)放置鑿巖機(jī)的鉆桿，確保鉆孔中心對(duì)準(zhǔn)錨固點(diǎn)，完成鑿孔作業(yè)，在整個(gè)操作過(guò)程中必須要確保斜孔位置和大小的合理性，確保其滿足公路橋梁工程的需求。在完成對(duì)上錨固孔的開鑿作業(yè)后，將梁面的混凝土全部清理干凈，清除施工過(guò)程中產(chǎn)生的碎渣，然后將環(huán)氧膠液涂抹在開鑿的混凝土的表面，通過(guò)環(huán)氧水泥砂進(jìn)行找平作業(yè)。最后，在梁頂處完成上錨固定時(shí)，需要確保錨墊板表面與梁頂表面保持平行，或者略低，從而保證有足夠厚的混凝土保護(hù)層實(shí)現(xiàn)對(duì)錨固點(diǎn)的保護(hù)。

3.3 安裝與張拉預(yù)應(yīng)力筋

在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋安裝之前，要詳細(xì)檢查工程中錨具的情況，確保所有錨具都處于正常狀態(tài)，特別是在存在粗筋螺母和螺桿相匹配的情況，需要逐個(gè)擰緊裝置。

針對(duì)斜筋和水平筋分別采用斜桿或者兩根粗鋼筋為型鋼的情況，固定斜筋和水平滑塊，同時(shí)還需要固定錨點(diǎn)(斜筋上的)。再通過(guò)臨時(shí)支架將在施工中所應(yīng)用到的所有滑塊安置在墊板位置上，然后將水平筋穿入。需要特別注意的是，在穿筋過(guò)程中，需要保證水平筋兩端絲頭長(zhǎng)度相同，檢查滑塊位置，并且在該過(guò)程中要留出滑移量。此外，施工中避免張拉錨固擰緊螺母時(shí)遇到問(wèn)題，擰緊水平筋螺母時(shí)，需要確保水平筋中心與滑塊錨孔是正面相對(duì)的。

橫向收緊水平筋預(yù)應(yīng)力形成體系，依據(jù)工程對(duì)斜筋在斜度上的具體要求，將斜桿焊接在U形錨固板上，然后使用夾焊桿完成水平筋與斜筋相連的焊接工作。每隔2 m～2.5 m利用木塊墊起水平拉桿，然后完成鎖緊裝置的安裝，盡量減少垂度。以備張拉，先進(jìn)行立柱安裝，然后再在設(shè)定好的位置安裝收緊器和撐輥，針對(duì)張拉位置來(lái)說(shuō)，在施工中采用體外預(yù)應(yīng)力筋張拉法，可以沿著斜筋方向和水平方向完成張拉操作，鎖緊裝置如圖2所示。

4 結(jié)語(yǔ)

在公路橋梁工程施工中，體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)與一般加固技術(shù)相比，施工工藝更加簡(jiǎn)單，并且在應(yīng)用過(guò)程中具有良好的適應(yīng)性和性能。特別是原強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到極限的公路橋梁，其作用更為明顯，因此在日后公路橋梁施工過(guò)程中需要對(duì)該方法進(jìn)行應(yīng)用與推廣。

[1] 薛 軍.體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在橋梁加固中的施工要點(diǎn)分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2012(8):107-110.

[2] 李瑞敏,倪衛(wèi)紅.預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在公路橋梁工程施工中的施工工藝[J].江西建材,2014(18):142，145.

[3] 晉世超.淺析公路橋梁施工中體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)[J].黑龍江交通科技,2014(8):97.

[4] 梁國(guó)峰.體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用[J].建材與裝飾(中旬刊),2008(5):283-284.

On external prestressed consolidation technique in road and bridge construction

Wang Lun

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

The paper introduces the principle for the external consolidation in road and bridge construction, indicates the technical advantages of the external prestressed consolidation, and illustrates the construction points for the prestressed consolidation from the sampling position, allocation of anchorage location, and tension prestressed reinforcement, so as to extend its application.

road, bridge, prestress, consolidation technique

1009-6825(2016)27-0162-02

2016-07-15

王 侖(1981- )，男，工程師

U445.72

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