體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在橋梁中的施工方法

吳磊　張蒙

摘要：伴隨社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國公路網(wǎng)基本完善，但橋梁抗震性差、承載力低等問題仍然存在，為避免對橋梁工程使用性能及安全性造成極大影響，必須采取科學(xué)有效的加固方式提升橋梁承載力，以此滿足交通運(yùn)輸發(fā)展需求。體外預(yù)應(yīng)力是橋梁加固的主要技術(shù)之一，其特點(diǎn)為施工簡便、改善結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)及提升結(jié)構(gòu)承載力及抗裂度。為此本文在充分了解體外索加固橋梁設(shè)計理論的基礎(chǔ)上，通過具體案例，對其施工要點(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)

一、體外索加固橋梁的設(shè)計理論分析

為滿足舊橋加固后承載力設(shè)計要求，通常都會選取折線形作為體外索，以此達(dá)到梁正截面抗彎強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度需求。無粘結(jié)鋼絞線、粗鋼筋及槽鋼為構(gòu)成體外索的主要材料。體外索在進(jìn)行橋梁受彎構(gòu)件加固施工時，梁的承載力可通過偏心構(gòu)件進(jìn)行計算及檢驗(yàn)。假設(shè)其為無粘結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，則截面受彎被損壞時，梁內(nèi)非預(yù)應(yīng)力鋼筋滿足屈服標(biāo)準(zhǔn)，但預(yù)應(yīng)力鋼筋無法滿足極限強(qiáng)度要求，此時可對使用環(huán)節(jié)的應(yīng)力、結(jié)構(gòu)變形等進(jìn)行計算及檢驗(yàn)。根據(jù)加筋梁組合結(jié)構(gòu)需探討其受力、使用性能。作為一種后張法無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)，橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固可改善橋梁受力情況，是橋梁承載力得以提升的重要方式。橋梁加固后使用性能更為優(yōu)越，更能延長其使用壽命。

二、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。為此必須對橋梁進(jìn)行加固處理。施工前，必須先將松動的混凝土鑿除，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。

三、橋梁加固中體外預(yù)應(yīng)力施工要點(diǎn)

1、人孔開設(shè)

在各箱各跨對應(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。

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。要求施工應(yīng)用中，必須標(biāo)注好所有無粘結(jié)鋼絞線，隨后向鋼栓孔洞內(nèi)穿入鋼絞線，并做好位置調(diào)整工作。待錨杯、夾片外螺母、千斤頂及張拉配件安裝以后，即可張拉預(yù)應(yīng)力。在梁兩側(cè)選取一端張拉法對鋼絞線逐根進(jìn)行對稱張拉。張拉施工中必須對所有主梁跨中撓度、裂縫閉合狀況進(jìn)行實(shí)時觀測。

四、橋梁加固中體外預(yù)應(yīng)力施工注意事項(xiàng)

1、防松套。選取單孔夾片式錨具用于橋梁工程體外預(yù)應(yīng)力索錨固體系，100kN與120kN為設(shè)計控制索力。長期振動荷載作用下，將導(dǎo)致錨具夾片松散，或錨具失錨，為避免這種問題出現(xiàn)，可選取防松套作為夾片防松裝置。除此之外，必須將彈簧墊套設(shè)置到防松套和錨具夾片問，保證三夾片能夠均勻受力，進(jìn)而達(dá)到減振的功效。

2、鋼銷栓與轉(zhuǎn)向塊

作為橋梁工程加固的主要構(gòu)件，鋼銷栓與轉(zhuǎn)向塊裝置極為重要。為全面提升工程質(zhì)量，必須做到以下幾點(diǎn)：

第一，與張錨體系錨固需求、傳力作用相符。選取鋼板焊接轉(zhuǎn)向塊，確保預(yù)應(yīng)力快速傳遞；

第二，體外索預(yù)應(yīng)力張拉之后，在索力影響下，針對混凝土孔壁銷栓可起到擠壓作用，銷栓選用時，必須對混凝土洞口尺寸、混凝土強(qiáng)度等級等因素進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)而達(dá)到混凝土局部承壓規(guī)定；

第三，索力影響下，錨具錨環(huán)產(chǎn)生的擠壓力將作用于鋼栓，此時需加工平面至錨下栓體表面，該平面應(yīng)確保受力穩(wěn)定，且垂直于體外索。

3、張錨體系的保護(hù)

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張錨體系兩端錨具、防松套進(jìn)行充分防護(hù)。

五、結(jié)束語

綜上所述，針對現(xiàn)有橋梁維修、養(yǎng)護(hù)問題，必須根據(jù)工程實(shí)際情況，合理選用加固施工技術(shù)。本文選取體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固橋梁，具體結(jié)論如下：

（1）作為橋梁加固的主要技術(shù)之一，體外索加固施工優(yōu)勢較為突出，值得廣泛應(yīng)用及推廣。

（2）正常使用環(huán)節(jié)體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)可對主梁的工作性能改善，減小裂縫寬度，降低擾度，是結(jié)構(gòu)耐久性有效增強(qiáng)的重要途徑。

（3）根據(jù)具體工程案例，對體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中的施工要點(diǎn)進(jìn)行分析，合理選用轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，做好張拉預(yù)應(yīng)力工作。為達(dá)到減振功效，要求合理設(shè)置防松套，且做好張錨體系保護(hù)工作，全面提升橋梁工程質(zhì)量。