淺談橋梁加固工程體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

魏凱

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)交通基礎(chǔ)建設(shè)要求日益提高。在橋梁施工中，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為橋梁加固施工主要技術(shù)之一，其施工技術(shù)水平的高低不僅對(duì)橋梁整體質(zhì)量有著直接影響，而且對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)安全及受力狀態(tài)也會(huì)產(chǎn)生一定影響。為此，本文在充分了解體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)概況的基礎(chǔ)上，通過具體案例，對(duì)其施工要點(diǎn)進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：體外預(yù)應(yīng)力；橋梁工程；施工要點(diǎn)

近年來，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷完善，不僅為人們的生活提供極大便利，也有效的拉動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。由于外界多種因素的影響，橋梁工程在投入運(yùn)營之后往往會(huì)產(chǎn)生各種病害問題，嚴(yán)重影響橋梁承載力。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)是橋梁加固工程施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)于工程的穩(wěn)定性及使用年限有著重要的影響。因此，在施工中因?qū)υ斐蓸蛄浩茡p的因素加以重視，在施工中采取相應(yīng)的加固技術(shù)，確保車輛行駛的安全性能。

1 體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的概況

體外預(yù)應(yīng)力是后張預(yù)應(yīng)力體系的重要分支之一，體外預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力筋套管布置簡單，調(diào)整容易，簡化了后張法的操作程序，大大縮短了施工時(shí)間；同時(shí)由于預(yù)應(yīng)力筋布置于腹板外面，使得澆筑砼方便；由于預(yù)應(yīng)力筋的位置，減少了施工過程中的摩擦損失且更換預(yù)應(yīng)力筋方便易行。

體外和體內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)構(gòu)造上的根本區(qū)別就是預(yù)應(yīng)力筋位于混凝土結(jié)構(gòu)的外部，僅在錨固及轉(zhuǎn)向塊處可能與結(jié)構(gòu)相連，因此，體外索的應(yīng)力是由結(jié)構(gòu)的整體變形所決定的；而在體內(nèi)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中，力筋位于混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，與結(jié)構(gòu)完全粘結(jié)，在任意截面處都與結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)，因此力筋的應(yīng)力是與某個(gè)混凝土截面息息相關(guān)的。傳統(tǒng)上來說，體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋是不被看作一個(gè)單獨(dú)構(gòu)件的。而體外筋在混凝土體外，自然成為一個(gè)相對(duì)于組成結(jié)構(gòu)整體的單獨(dú)構(gòu)件，其較體內(nèi)筋要重要許多。所以在承受動(dòng)力荷載的體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須考慮到體外筋與結(jié)構(gòu)是獨(dú)立振動(dòng)的，應(yīng)防止二者共振，而且當(dāng)體外預(yù)應(yīng)力筋在動(dòng)力荷載（如車輛等）作用下發(fā)生共振時(shí)，就易發(fā)生錨具的疲勞破壞和轉(zhuǎn)向構(gòu)件處的預(yù)應(yīng)力筋的彎折疲勞破壞。在地震區(qū)時(shí)設(shè)計(jì)還必須考慮采取相應(yīng)措施，提高體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2 體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中的作用

首先，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)有利于橋面設(shè)計(jì)標(biāo)高的恢復(fù)，該項(xiàng)技術(shù)是通過臨時(shí)鋼桁架加以利用，使其對(duì)外預(yù)應(yīng)力索進(jìn)行跨橋處理，進(jìn)而將一個(gè)向上的作用力施加到橋面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)橋面標(biāo)高的恢復(fù)。在具體應(yīng)用中，首先要通過橫向支撐排架、體外預(yù)應(yīng)力索來校正標(biāo)高，然后將轉(zhuǎn)向桁架架設(shè)在橋梁體外、跨中以及上冊部位，之后通過預(yù)應(yīng)力來處理高出桁架的橋面，并向橋墩施加作用力，在反復(fù)調(diào)整之后，就可以將橋面標(biāo)高恢復(fù)到原始設(shè)計(jì)值。

其次，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠修補(bǔ)截面裂縫。眾所周知，橋梁工程在長時(shí)間的載荷作用之下，很有可能出現(xiàn)開裂問題，尤其是對(duì)于一些具有較大剛度、跨中下部撓度較高的部位，其橋面開裂現(xiàn)象十分常見。針對(duì)此，可以對(duì)體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)加以利用來修補(bǔ)截面裂縫，在工程實(shí)踐中，首先要檢測截面裂縫的部位，一般情況下會(huì)利用25倍鏡，如果檢測到的裂縫尺寸超過0.03mm，那么就可以選擇高強(qiáng)度粘合劑來進(jìn)行封閉處理，并對(duì)壓降嘴設(shè)備加以利用，向裂縫內(nèi)部打入高分子材料，而如果是在橋梁1/4部位發(fā)生裂縫，那么就可以利用鋼板來提升外預(yù)應(yīng)力。

此外，在橋梁加固工程中運(yùn)用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)，還可以有效改善橋梁的抗彎承載效果。在具體應(yīng)用中，首先對(duì)直線型預(yù)應(yīng)力拉桿加以利用，處理橋梁中間界面，對(duì)其抗彎承載效果進(jìn)行改善，使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到提升。與此同時(shí)，混合型預(yù)應(yīng)力桿也可以在橋面中正截面承載力的提升中得到應(yīng)用。

三、工程案例

某橋梁工程為鋼筋混凝土T型梁橋，其平均跨距為13m。多種因素影響下，橋梁下緣混凝土已經(jīng)出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，局部混凝土已脫落，且產(chǎn)生縱向貫通裂縫，主鋼筋銹蝕問題嚴(yán)重。為此必須對(duì)橋梁進(jìn)行加固處理。施工前，必須先將松動(dòng)的混凝土鑿除，隨后將其銹蝕問題清理干凈，一般選用鋼絲刷即可，同時(shí)掛模澆筑C50混凝土進(jìn)行處理。最后實(shí)行體外預(yù)應(yīng)力加固施工。

3 橋梁加固中體外預(yù)應(yīng)力施工要點(diǎn)

當(dāng)前橋梁施工所面臨的環(huán)境愈加復(fù)雜，必須結(jié)合工程實(shí)際情況，選取相應(yīng)的施工技術(shù)，確保工程質(zhì)量及穩(wěn)定性。加固技術(shù)的應(yīng)用，可有效提升橋梁承載能力，滿足交通運(yùn)行需求。為克服設(shè)計(jì)、施工弊端，進(jìn)一步推廣體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，必須加大設(shè)計(jì)理論、施工理論及檢測技術(shù)等方面的研究力度，這對(duì)提高橋梁工程質(zhì)量意義重大。

1、人孔開設(shè)

在各箱各跨對(duì)應(yīng)橋面部位布設(shè)施工人孔，以施工人員出入箱梁方便作為孔洞開設(shè)尺寸標(biāo)準(zhǔn)。隨后將箱梁內(nèi)雜物清理干凈，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，放出箱梁內(nèi)部尺寸。

2、轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)施工

因體外預(yù)應(yīng)力鋼索施加于箱梁內(nèi)，為降低損壞原橋的程度，可選取鋼結(jié)構(gòu)作為體外鋼索的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，且在箱外進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)放線定位、加工預(yù)制，要求以滿焊的形式焊接全部鋼制構(gòu)件，保證受力符合設(shè)計(jì)要求。鋼結(jié)構(gòu)形成骨架后，可選取鋼板粘結(jié)鋼制構(gòu)件和箱內(nèi)混凝土接觸面，且將C50鋼纖維混凝土粘結(jié)到兩個(gè)鋼板之間進(jìn)行填實(shí)處理。在墩頂橫梁位置體外鋼索應(yīng)及時(shí)進(jìn)行開槽偏轉(zhuǎn)施工，但在墩頂專向鋼管就位后，需在6到8cm之間控制橋面上下層鋼筋距離。但這種情況下，安裝直徑133mm轉(zhuǎn)向鋼管難度較大，且不得斷開橋面第一排受力鋼筋，因此必須切除墩頂橫梁橋面第二排橫向鋼筋，要求先加固處理橫梁范圍外的第二排橫向鋼筋，隨后切斷該鋼筋。試安定位轉(zhuǎn)向鋼管后，需將環(huán)氧砂漿鋪設(shè)到橫梁范圍內(nèi)，隨后再次安裝鋼筋，且焊接橋面鋼筋。按照設(shè)計(jì)規(guī)定，與橋梁箱梁實(shí)際尺寸相結(jié)合，按照“墩頂靠上、轉(zhuǎn)向貼底”的規(guī)定，對(duì)墩頂位置進(jìn)行確定，并安裝轉(zhuǎn)向鋼管，隨后將C50鋼纖維混凝土澆筑到墩頂開槽位置。全部暴露于空氣中的鐵件必須進(jìn)行環(huán)氧樹脂防腐處理。

3、梁裂縫修補(bǔ)

橋梁連續(xù)箱梁跨中下?lián)陷^大，墩頂范圍內(nèi)極易出現(xiàn)橋面裂縫。跨中位置往往在箱梁底板、腹板與翼板位置產(chǎn)生裂縫。為準(zhǔn)確普查裂縫，確定裂縫實(shí)際情況，一般可選取專門檢查儀器進(jìn)行處理，隨后將0.3mm以上裂縫全部封閉。將高分子材料通過插入壓漿嘴向裂縫內(nèi)壓入，并充分填滿。endprint

4、穿索及預(yù)應(yīng)力張拉

根據(jù)工程建設(shè)需求，可將無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線（4根）配置到各片T型梁上，總量為16根。為保證各片量均勻受力，分2此張拉兩端。交叉布設(shè)固定端和張拉段，855mpa為預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉控制應(yīng)力，622.5mpa為有效預(yù)應(yīng)力。要求先做好穿索工作，嚴(yán)禁在地板上拖動(dòng)穿索，需將拖輪設(shè)置到下方做好支撐工作。本工程選取分級(jí)張拉體外索，要求在整體張拉力的25%以內(nèi)控制各級(jí)張拉力，完成張拉作業(yè)后，需及時(shí)檢測各項(xiàng)參數(shù)，如體外束伸長量、梁體控制截面應(yīng)力等。張拉施工中必須對(duì)所有主梁跨中撓度、裂縫閉合狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測。

4 橋梁加固中體外預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制

為保證橋梁工程建設(shè)順利進(jìn)行，應(yīng)構(gòu)建起完善的質(zhì)量控制體系，加強(qiáng)技術(shù)管理工作，充分掌握施工圖紙內(nèi)容，做好技術(shù)交底工作。同時(shí)配備專門的質(zhì)檢人員及負(fù)責(zé)人，嚴(yán)格按照體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，對(duì)于檢測工作中出現(xiàn)的問題，應(yīng)及時(shí)組織施工人員進(jìn)行處理減少施工階段潛在質(zhì)量隱患，進(jìn)而有效提升路基穩(wěn)定性及承載力。并根據(jù)預(yù)先確定的質(zhì)量控制目標(biāo)，分析可能出現(xiàn)偏離情況，并采取相應(yīng)預(yù)防措施，以實(shí)現(xiàn)計(jì)劃質(zhì)量目標(biāo)，規(guī)避事后管理中存在的不足之處。同時(shí)還需跟蹤計(jì)劃實(shí)施情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在偏差，并形成處理方案。并確定科學(xué)控制方法，保證橋梁工程質(zhì)量控制目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

體外預(yù)應(yīng)力索選取無粘結(jié)鋼絞線，為滿足預(yù)應(yīng)力索保護(hù)需求，必須將油脂、塑料護(hù)套裹于其外側(cè)，增強(qiáng)其耐久性。選取玻璃絲布包裹油脂的方式對(duì)張錨體系兩端錨具、防松套進(jìn)行充分防護(hù)。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸量大幅增長和時(shí)間的累積，很多橋梁已經(jīng)出現(xiàn)病害承載力下降。加上在役公路橋梁中有相當(dāng)一部分按照原有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建成的橋梁已經(jīng)不能滿足正常使用要求，嚴(yán)重阻礙了交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。將舊橋危橋拆除重建的想法既不現(xiàn)實(shí)也不科學(xué)，因此舊橋加固是十分有效的辦法。體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)是種十分有效的加固方法，它是后張法預(yù)應(yīng)力體系的重要分支之一。相對(duì)于被動(dòng)加固法的增大截面加固法，體外預(yù)應(yīng)力加固梁身自重增加很少，但能大幅改善調(diào)整原有結(jié)構(gòu)的受力情況，提高承載力和抗裂性能，對(duì)橋墩及基礎(chǔ)影響也很小，同時(shí)對(duì)橋梁交通影響不大，可節(jié)約維護(hù)成本。

參考文獻(xiàn)

[1]郭曉飛.淺析公路橋梁施工中體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊）.2015（04）

[2]陳永剛.淺析公路橋梁施工中體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版）.2014（08）

[3]曾清林，符鋅砂.體外預(yù)應(yīng)力法在新會(huì)大洞大橋加固中的應(yīng)用[J].四川建筑科學(xué)研究.2012（06）

[4]郭風(fēng)琪，袁石灃，單智.新型體外預(yù)應(yīng)力體系預(yù)應(yīng)力瞬時(shí)損失試驗(yàn)研究[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào).2014（06）endprint