公路橋梁施工中體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

文 鵬

公路橋梁施工中體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

文 鵬

（四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司 四川成都 610000）

公路橋梁是我國(guó)道路交通的重要組成部分，其質(zhì)量問題關(guān)系到國(guó)計(jì)民生和社會(huì)發(fā)展。采用體外預(yù)應(yīng)力法對(duì)公路橋梁進(jìn)行加固，改善公路橋梁的質(zhì)量，增強(qiáng)承載能力，延長(zhǎng)使用壽命，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有積極意義。本文分析了體外預(yù)應(yīng)力加固方法的工作原理和特點(diǎn)，并將其應(yīng)用過(guò)程和應(yīng)用中的注意事項(xiàng)進(jìn)行了介紹，采用該方法可以有效的提高公路橋梁的承載能力和使用壽命。

公路橋梁；體外預(yù)應(yīng)力；加固；施工應(yīng)用

作為我國(guó)道路交通的重要組成部分的公路橋梁，一直以來(lái)都是國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)的目標(biāo)，公路橋梁的質(zhì)量問題是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生和社會(huì)發(fā)展的重要問題。為了提高公路橋梁的使用壽命，對(duì)建設(shè)好的公路橋梁進(jìn)行加固處理，可以提高公路橋梁的穩(wěn)定性和安全性，有效的延長(zhǎng)其使用壽命。體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)屬于一種新型橋梁加固方法，通過(guò)對(duì)原有的公路橋梁進(jìn)行體外加載，使其盈利性能得到改善，提高了公路橋梁的運(yùn)行安全，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。隨著社會(huì)的進(jìn)步和人民收入水平的提高，我國(guó)的汽車持有量逐年增加，是的公路橋梁的負(fù)載逐年增加，橋梁在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，在外載荷的作用下，會(huì)出現(xiàn)破損或裂紋的情況，導(dǎo)致承載力下降，給人們的出行和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)安全隱患。因此，采用體外預(yù)應(yīng)力法對(duì)公路橋梁進(jìn)行加固，改善公路橋梁的質(zhì)量，增強(qiáng)公路橋梁的受載荷能力，延長(zhǎng)使用壽命，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有積極的意義。

1 公路橋梁的加固方法

目前主要通過(guò)以下幾種方法對(duì)公路橋梁進(jìn)行加固處理：（1）在原有的橋面上重新澆筑一層混凝土，形成橋面加強(qiáng)層，實(shí)現(xiàn)公路橋梁的加固；（2）增大橋面的橫截面積，并加陪鋼筋，提高原有橋面的抗拉強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)加固；（3）在原有橋面上加裝鋼板或碳纖維布等材料，改變?cè)星懊娴牧W(xué)特性，達(dá)到加固的目的。（4）通過(guò)改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)加固目的。（5）通過(guò)在需要補(bǔ)強(qiáng)的位置打入錨桿，然后再澆筑混凝土，使之同時(shí)承受外載荷的作用以實(shí)現(xiàn)加固。（6）通過(guò)增加橋梁的橫向聯(lián)達(dá)到結(jié)構(gòu)強(qiáng)化的目的，實(shí)現(xiàn)加固等。以上技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，也有各自的適用條件，在實(shí)際使用中受到一定的限制。采用體外預(yù)應(yīng)力對(duì)公路橋梁進(jìn)行加固，已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)受了考驗(yàn)，加固效果較好，能有效的改變公路橋梁原有的應(yīng)力狀態(tài)，提高公路橋梁的承載能力，從而延長(zhǎng)公路橋梁的的使用壽命。體外預(yù)應(yīng)力加固是通過(guò)在原有的公路橋梁上施加外載荷，使之產(chǎn)生一個(gè)與原有彎矩相反的彎矩，是兩者抵消，從而改善橋梁的受力狀態(tài)，減少了結(jié)構(gòu)應(yīng)力，提高了承載能力。

2 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的原理

體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)主要包含預(yù)應(yīng)力鋼筋，錨和轉(zhuǎn)向裝置三個(gè)部分。預(yù)應(yīng)力鋼索提供支撐作用，連接在橋梁兩端的錨桿，并在中間位置設(shè)置轉(zhuǎn)向裝置，起到連接橋梁的作用。通過(guò)此種方法，可以使橋梁的一部分重力作用在預(yù)應(yīng)力鋼筋上，減輕了橋梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，起到了加固的目的。也就是說(shuō)，采用體外預(yù)應(yīng)力，不僅僅能加固橋梁結(jié)構(gòu)，還能分擔(dān)橋梁重力，起到卸荷作用，提高橋梁的承載能力，在公路橋梁建設(shè)和養(yǎng)護(hù)中具有重要的推廣價(jià)值。

3 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的特點(diǎn)

體外預(yù)應(yīng)力法通過(guò)在橋梁上設(shè)置一個(gè)與原來(lái)橋梁彎矩相反的彎矩來(lái)實(shí)現(xiàn)卸荷和加固的目的，因此，在應(yīng)用該方法之前，必須要先計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。通過(guò)計(jì)算方可得知需要施加的預(yù)應(yīng)力大小，方能保證加固效果。相較于其他加固方法，體外預(yù)應(yīng)力法的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）施工對(duì)交通的影響較小。在施工過(guò)程中，可不中斷交通或短時(shí)限制交通，并不會(huì)對(duì)交通產(chǎn)生重大影響，避免影響城市生活。（2）施工周期短，經(jīng)濟(jì)效益好。相比于其他的加固方法，該方法所需要的人員和設(shè)備要求較低，技術(shù)難度不高，施工周期短，經(jīng)濟(jì)效益較好。（3）該方法施工不抬高路面標(biāo)高，對(duì)橋梁損傷小，對(duì)橋下凈室的影響較小。（4）該法不會(huì)改變?cè)袠蛄旱慕孛?，通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力索來(lái)提高原有橋梁的剛度和承載性能，對(duì)原有橋梁的結(jié)構(gòu)改變較小?？傊w外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在中小跨度的簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)橋梁和中大跨度的連續(xù)結(jié)構(gòu)橋梁的建設(shè)、使用和維護(hù)過(guò)程中具有積極作用，能提高公路橋梁的安全使用性能，延長(zhǎng)服役壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的應(yīng)用

在對(duì)公路橋梁進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力加固時(shí)，主要完成以下方面的工作：

4.1 放樣定位

放樣定位是體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的重點(diǎn)工作之一，在具體的施工中可采用兩種方法來(lái)進(jìn)行。第一種方法是針對(duì)滑塊墊板及錨固支座進(jìn)行設(shè)置定位，首先確定梁跨中點(diǎn)和墊塊中心點(diǎn)，然后設(shè)置錨固點(diǎn)，完成測(cè)量得到參數(shù)后在梁兩側(cè)面放樣處打上定位標(biāo)記。另外，為了保證橋面與墊板的貼合一致，需要預(yù)埋緊固螺栓的位置；第二種方法是根據(jù)錨固點(diǎn)進(jìn)行定位。由于錨固點(diǎn)在預(yù)應(yīng)力索上的定位位置是可以變化的，設(shè)置在不同的斷面位置，所產(chǎn)生的加固效果是不一致的同理，錨固點(diǎn)處于不同的位置，測(cè)量的參數(shù)也是不同的。當(dāng)錨固點(diǎn)位于梁頂部或者是橋梁的斷面位置時(shí)，需分別測(cè)量橋梁兩端點(diǎn)、橋梁頂點(diǎn)與錨固點(diǎn)的距離。當(dāng)錨固點(diǎn)位置處于橋梁兩端時(shí)，需要測(cè)量梁頂部與底面的高度和錨固點(diǎn)與兩端的水平距離。由于在放樣定位的時(shí)候，需要錨固點(diǎn)的位置，在錨固過(guò)程中可能會(huì)對(duì)原有橋梁的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。因此，要盡量保證在設(shè)置施工的時(shí)候原有橋梁的鋼筋結(jié)構(gòu)不受破壞。

4.2 轉(zhuǎn)向裝置技術(shù)

轉(zhuǎn)向裝置是實(shí)施體外預(yù)應(yīng)力加固時(shí)必須應(yīng)用的一個(gè)重要構(gòu)件，它可以改變預(yù)應(yīng)力筋的方向，使預(yù)應(yīng)力筋的結(jié)構(gòu)形狀滿足使用要求。轉(zhuǎn)向裝置的載荷傳遞方式、自身的精度以及強(qiáng)度和剛度等性能，會(huì)對(duì)預(yù)應(yīng)力施加產(chǎn)生一定的影響。尤其是在轉(zhuǎn)向裝置與預(yù)應(yīng)力筋的接觸位置，摩擦力和橫向力會(huì)使轉(zhuǎn)向裝置內(nèi)部產(chǎn)生較大應(yīng)力，當(dāng)轉(zhuǎn)向裝置設(shè)計(jì)不合理或性能不滿足要求時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力施加的效果大打折扣，影響加固效果。另外，要確保轉(zhuǎn)向裝置和預(yù)應(yīng)力筋的位置準(zhǔn)確，高度合理，避免產(chǎn)生附加應(yīng)力，保證預(yù)應(yīng)力筋設(shè)置的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

4.3 預(yù)應(yīng)力筋的安裝與張拉

預(yù)應(yīng)力筋的安裝與張拉是加固工作的重要環(huán)節(jié)，預(yù)應(yīng)力筋的形式是依據(jù)橋梁施工建設(shè)過(guò)程中的施工現(xiàn)狀來(lái)選擇的。在安裝預(yù)應(yīng)力筋前，首先要檢查各種錨具是否能正常工作，確保滿足施工要求。在安裝過(guò)程中，首先進(jìn)行斜筋和水平筋的位置布置及穿線。將斜筋與水平滑塊進(jìn)行連接，并固定斜筋的上錨固點(diǎn)，然后傳穿入水平筋，并保證水平筋的中心與滑塊錨孔的位置對(duì)中。然后進(jìn)行水平筋收緊裝置的設(shè)置。在梁端處的U型錨固板上焊接斜桿，并確保焊接角度與斜筋設(shè)計(jì)角度一致，完成斜桿焊接后，還需要安裝立柱、撐棍和收緊器，完成鎖緊裝置的施工。在鎖張拉過(guò)程中，為了保證橋梁兩側(cè)受力均勻，需要兩側(cè)同步張拉，在張拉過(guò)程中要注意預(yù)應(yīng)力筋的受力狀態(tài)，保證受力均勻穩(wěn)定。

3 結(jié)語(yǔ)

公路橋梁工程是關(guān)乎國(guó)計(jì)民生和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)工程，公路橋梁的質(zhì)量和使用壽命直接影響交通運(yùn)輸安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為保證公路橋梁的正常通行，需要對(duì)路橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行日常的維護(hù)與補(bǔ)強(qiáng)，采用體外預(yù)應(yīng)力法就可以實(shí)現(xiàn)加固效果，對(duì)橋梁的質(zhì)量安全和穩(wěn)定運(yùn)行具有積極意思，增大公路橋梁的承載能力，延長(zhǎng)了公路橋梁的使用壽命，對(duì)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有積極的促進(jìn)作用。

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文鵬 男 （1986-11） 大專 助理工程師 主要從事特大橋，隧道，路基施工方面工作。

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1007-6344（2017）03-0032-01