探究預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中的應(yīng)用

劉攀

【摘要】隨著區(qū)域間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的日益密切，我國(guó)公路交通建設(shè)近年來(lái)取得較快的發(fā)展。公路這種使用頻率較高的交通方式為人們提供更加快捷的出行服務(wù)，因此我國(guó)每年都會(huì)投入一定的資金進(jìn)行新公路的建設(shè)或者是舊公路的改建等。公路建設(shè)離不開(kāi)橋梁建設(shè)，橋梁建設(shè)是公路施工的一個(gè)重要組成部分。橋梁的施工質(zhì)量在很大程度上決定著公路的質(zhì)量。我國(guó)在建或者是已經(jīng)投入使用的橋梁數(shù)量眾多。橋梁投入使用后，由于各種因素的影響，比如使用年限較長(zhǎng)，缺乏及時(shí)的維修保養(yǎng)等，橋梁的外觀或者是內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，使公路橋梁存在嚴(yán)重的安全隱患，時(shí)刻威脅著過(guò)往車輛的安全。這就需要相關(guān)部門及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁存在的問(wèn)題，對(duì)需要加固的橋梁及時(shí)采取加固措施，確保橋梁恢復(fù)以前的性能，繼續(xù)為人們提供服務(wù)。在對(duì)橋梁加固的施工技術(shù)中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)基于其良好的性能被廣泛應(yīng)用。橋梁維修人員應(yīng)該深入分析預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工過(guò)程，找到影響預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)揮效能的因素，在具體橋梁加固實(shí)踐中盡量規(guī)避這些影響因素，使預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。本文主要分析預(yù)應(yīng)力技術(shù)的特點(diǎn)，探討預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中的應(yīng)用，希望對(duì)相關(guān)人員有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力技術(shù);橋梁加固;應(yīng)用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.

緒論

我國(guó)經(jīng)濟(jì)以及物流業(yè)的快速發(fā)展，給我國(guó)的交通運(yùn)輸業(yè)帶來(lái)了一定的壓力。公路是我國(guó)重要的交通方式，許多已建成的公路橋梁在日益嚴(yán)峻的交通壓力下出現(xiàn)了很多影響橋梁安全的問(wèn)題，比如裂縫、沉降、結(jié)構(gòu)變化等。這些問(wèn)題的出現(xiàn)極大影響了橋梁的承載力，為了不影響巧橋梁正常性能的發(fā)揮以及來(lái)往車輛的安全，相關(guān)部門要及時(shí)采取措施修復(fù)和加固橋梁。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固方面的作用比較顯著，因此本項(xiàng)技術(shù)被廣泛利用。

一、關(guān)于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的分析

1.預(yù)應(yīng)力技術(shù)簡(jiǎn)述

預(yù)應(yīng)力技術(shù)是在橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移或者被腐蝕的情況下，利用體外的預(yù)應(yīng)力給橋梁提供一定的支撐，提高橋梁的承載力和穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力加固法的施工原理是在原結(jié)構(gòu)上增加彈性支座，這樣來(lái)往車輛加給橋梁的負(fù)荷有一部分就傳導(dǎo)到彈性支座，減少了橋梁的負(fù)荷，保護(hù)了橋梁。預(yù)應(yīng)力技術(shù)還能根據(jù)橋梁的實(shí)際需求來(lái)設(shè)置預(yù)應(yīng)力值，從而大大提高橋梁的承載力，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。

預(yù)應(yīng)力混凝土主要內(nèi)容包括：在建筑工程具體的施工過(guò)程當(dāng)中，運(yùn)用混凝土材料之時(shí)，要做好提前量，對(duì)其進(jìn)行添加壓力，經(jīng)過(guò)了對(duì)高強(qiáng)度鋼筋和混凝土的大幅度應(yīng)用，不但將混凝土的結(jié)構(gòu)功能發(fā)生了改變，還有效地防止了建筑施工當(dāng)中出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題。其次，在混凝土承擔(dān)著使用荷載之前，經(jīng)過(guò)了對(duì)混凝土添加外力壓力的方法，最大程度的達(dá)到了對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力的降低，而且在不同程度之上將混凝土結(jié)構(gòu)壓力變小，提高了混凝土在實(shí)際的工程當(dāng)中的強(qiáng)度和剛度。因此，預(yù)應(yīng)力混凝土在現(xiàn)代的建筑工程施工當(dāng)中，發(fā)揮著自己抗壓力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，大大的加強(qiáng)了常規(guī)混凝土抗拉力弱這一弊端。

2.體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中的利用優(yōu)勢(shì)

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中通常是在橋梁體外設(shè)置預(yù)應(yīng)力。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)比起其他加固技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更加明顯，以下進(jìn)行具體說(shuō)明：

（1）利用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)橋梁進(jìn)行加固不會(huì)對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)或者橋梁的橫截面產(chǎn)生破壞，基本保持了橋梁的原始狀態(tài)。利用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)能提高橋梁整體的承載力，但是不會(huì)削弱橋梁原有的承載力。

（2）利用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以根據(jù)實(shí)際的需要轉(zhuǎn)換為預(yù)應(yīng)力筋或者是預(yù)應(yīng)力索。這種形式的轉(zhuǎn)換極大方便了后期的維修和檢查。

（3）利用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋或者是預(yù)應(yīng)力索與混凝土結(jié)構(gòu)保持相對(duì)的獨(dú)立性，這樣就提高了預(yù)應(yīng)力筋或者是預(yù)應(yīng)力索的承載力，減小了應(yīng)力的變化。

二、預(yù)應(yīng)力橋梁加固技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題

我國(guó)橋梁加固的預(yù)應(yīng)力技術(shù)使用時(shí)間較短，但是預(yù)應(yīng)力技術(shù)在我國(guó)橋梁加固方面使用的范圍較廣，發(fā)展速度也很快，在實(shí)際使用中出現(xiàn)了一些問(wèn)題，影響了預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中的作用，以下進(jìn)行了總結(jié)，希望橋梁加固維修人員在實(shí)踐中能逐漸改善這些問(wèn)題。

1.體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)基于自身的施工特點(diǎn)，它只能對(duì)橋梁某部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，提高橋梁整體的承載力，但是橋梁在長(zhǎng)久的使用中橋梁結(jié)構(gòu)極易出現(xiàn)各種裂縫，這些裂縫也對(duì)橋梁的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響，預(yù)應(yīng)力技術(shù)卻對(duì)這些裂縫起不到相應(yīng)的控制作用。

2.體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)實(shí)施過(guò)程以及施工完畢后，其使用效果受到外界因素的干擾較大，一些外部設(shè)施容易損毀，影響預(yù)應(yīng)力技術(shù)的正常發(fā)揮，橋梁的安全隱患容易受到外界不確定因素的影響較大。

3.體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中主要利用兩種裝置，一種是轉(zhuǎn)向裝置，一種是錨。體外預(yù)應(yīng)力索在實(shí)際應(yīng)用中受到來(lái)往車輛震動(dòng)的影響，它的長(zhǎng)度因此受到一定的限制，如果長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)則影響其作用的發(fā)揮。

4.體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在實(shí)際使用過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力索與橋梁結(jié)構(gòu)的主要部分是處在相同的平面上，但是預(yù)應(yīng)力索卻不能隨著橋梁主結(jié)構(gòu)的變化而變化，這就影響了橋梁加固的效果。

三、橋梁加固原則

對(duì)橋梁進(jìn)行加固維修要根據(jù)橋梁原先的結(jié)構(gòu)、橋梁的具體情況制定施工計(jì)劃，遵循一定的加固選擇，這樣在保證施工技術(shù)的前提下才能獲得最佳的加固效果。首先，施工人員在施工之前應(yīng)該借助橋梁的圖紙深入分析橋梁的整體結(jié)構(gòu)、各種技術(shù)參數(shù)，進(jìn)而對(duì)橋梁存在的問(wèn)題有個(gè)整體清晰的分析，運(yùn)用一定的方法計(jì)算出目前橋梁的實(shí)際承載力。其次，橋梁加固施工的目的是提高橋梁的承載力，提升橋梁整體的穩(wěn)定性能，但是在以上前提下也要考慮經(jīng)濟(jì)的投入，施工周期等因素;一方面保證維修單位的經(jīng)濟(jì)效益，另一方面盡可能快的恢復(fù)正常交通，減少對(duì)人們出行的影響。從以上敘述可以看出，橋梁加固技術(shù)有很多種，施工人員要綜合考慮各種因素，選擇性價(jià)比較高的施工技術(shù)，滿足各方面的需求。

四、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中的具體應(yīng)用分析

1.體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的利用分析

體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)如圖2所示，主要分為兩種，一種是下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固技術(shù)，另一種是體外預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固技術(shù)。每種技術(shù)都有其使用優(yōu)勢(shì)，因此在實(shí)際的橋梁加固中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。其中下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固技術(shù)一般利用在橋梁下方足夠開(kāi)闊的情況下，它是把粗鋼筋拉桿設(shè)置在橋梁下方以達(dá)到增強(qiáng)橋梁承重力的目的。還可以把粗鋼筋的拉桿設(shè)置在橫隔板上，這樣有利于重新調(diào)整拉力的分布，提高橋梁的穩(wěn)定性。下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固技術(shù)根據(jù)具體利用情況又可以分為幾種，以下進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

（1）下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中的應(yīng)用

①豎向頂撐張法的利用分析

這種方法是在橋梁的下方合適的位置安放U形鋼錨固板，使粗鋼筋拉桿科學(xué)穩(wěn)定的焊接在U形鋼錨固板的合適位置，然后在橋梁結(jié)構(gòu)的中心位置、橋梁跨徑的合適位置安裝張緊夾具。另外，橫隔板和梁腹承托架中也要合理放置一定數(shù)量的張緊夾具。張緊夾具的主要作用是對(duì)鋼筋拉桿施加一定的預(yù)應(yīng)力，提高橋梁的整體承載力。這項(xiàng)加固技術(shù)需要施工人員嚴(yán)格按照要求進(jìn)行施工，特別是對(duì)鋼筋拉桿的固定時(shí)要找到合適的位置，確保拉桿的拉力能夠充分發(fā)揮作用。等鋼筋拉桿固定好后，張緊夾、承托架這些施工中的保護(hù)裝置要拆卸掉。除此之外，為了避免鋼筋拉桿遭到腐蝕，降低其使用效果，施工人員要對(duì)其作進(jìn)一步的防銹處理，延長(zhǎng)其使用時(shí)間。

②橫向收緊張拉法的利用分析

這種施工技術(shù)利用在兩端跨距較小的橋梁會(huì)取得更好的施工效果。利用這種技術(shù)進(jìn)行橋梁加固，其施工步驟是先在橋梁底面的兩邊安裝粗鋼筋拉桿，并在合適的位置將其彎起;然后把U形錨固板和拉桿焊接在一起，焊接時(shí)一定要注意焊接的質(zhì)量 ，確保U形錨固板和拉桿既能焊接的緊密，又能保持整體的穩(wěn)固性。另外，對(duì)于彎起的拉桿，為了使其保持一定的預(yù)應(yīng)力，要在縱向的范圍內(nèi)均勻的用鋼筋支撐拉桿，這樣就實(shí)現(xiàn)了橋梁加固的目的。

③縱向張拉法的利用分析

縱向張拉法的施工技術(shù)是利用預(yù)應(yīng)力筋在縱方向上的軸線位置發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的作用，然后在橋梁底部合適的位置設(shè)置拉桿粗鋼筋并固定到橋梁頂端，施工人員再順著縱向張拉鋼筋，最大可能的提高橋梁的承載力和穩(wěn)定性，從而完成了橋梁的加固施工。

（2）體外預(yù)應(yīng)力鋼絲加固技術(shù)在橋梁加固中的應(yīng)用

這種加固技術(shù)主要利用鋼絲束來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力的提升。其具體施工過(guò)程首先要在橋梁的側(cè)面合適的位置安裝預(yù)應(yīng)力鋼絲束。這個(gè)鋼絲束的設(shè)置形狀是有一定要求的，必須設(shè)置為拋物線的形式。這種形式有利于預(yù)應(yīng)力鋼絲束作用的最優(yōu)化，使橋梁加固的效果最大化。施工人員還要對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絲束采取加固措施，確保其底部的牢固性;另外，在橋梁頂部可以采用有規(guī)律定位箍圈實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絲束的加固，提高橋梁頂部的預(yù)應(yīng)力，這些措施為橋梁的承載力提供了可靠保障。

2.粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的利用分析

這種技術(shù)在橋梁加固方面利用率較高，一般情況下利用這種技術(shù)大多選用直徑小的預(yù)應(yīng)力筋。粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的施工首先要在橋梁加固部位安裝錨，然后在預(yù)應(yīng)力筋上涂抹復(fù)合砂漿。采購(gòu)人員在采購(gòu)復(fù)合砂漿時(shí)要選擇抗拉性能較好的砂漿，利用復(fù)合砂漿的抗拉力把預(yù)應(yīng)力筋和橋梁加固部位緊密結(jié)合在一起，使它們成為一個(gè)不可分割的整體。粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在橋梁加固的實(shí)際應(yīng)用中充分顯示了它的優(yōu)勢(shì)，例如此種技術(shù)能將材料進(jìn)行最大化的利用，避免造成材料浪費(fèi);利用這種技術(shù)進(jìn)行橋梁加固能大大提升橋梁結(jié)構(gòu)的耐用性;這種技術(shù)操作簡(jiǎn)單，投入成本較低等，因此它被廣泛利用在橋梁加固維修中。在具體的橋梁加固實(shí)踐中，粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)更適合用在跨徑較小的混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁。這種技術(shù)能充分發(fā)揮橋梁加固材料的作用，提高橋梁加固的施工效率和施工質(zhì)量，為橋梁的使用安全做好保障。

3.高強(qiáng)負(fù)荷纖維預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的利用分析

預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在橋梁加固中的不斷利用，促進(jìn)了預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的不斷發(fā)展。新材料的出現(xiàn)給預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)帶來(lái)了新的發(fā)展空間，使橋梁加固有了更多的選擇。高強(qiáng)負(fù)荷纖維預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)利用的是一種新興的材料，基于這種材料的特點(diǎn)，能提升橋梁內(nèi)部的應(yīng)力，當(dāng)車輛來(lái)往于橋梁時(shí)能將承載力進(jìn)行合理的分散。施工人員利用高強(qiáng)負(fù)荷纖維預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)施工需要充分了解纖維的特殊性能，以便在施工過(guò)程中充分發(fā)揮出這種纖維的特性，保證橋梁加固的效果。第一，高強(qiáng)負(fù)荷纖維預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)主要利用纖維良好的物理性能，這種纖維具有較強(qiáng)的支護(hù)作用，能有效提高橋梁的預(yù)應(yīng)力，因此不能破壞纖維的性能。第二，高強(qiáng)負(fù)荷纖維能根據(jù)環(huán)境溫度的變化充分發(fā)揮其加固的效能，對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)能起到明顯的支護(hù)作用，從而提高施工質(zhì)量。第三，這種技術(shù)利用的高強(qiáng)負(fù)荷纖維在體積和質(zhì)量方面與其他材質(zhì)相比具有更顯著的優(yōu)勢(shì)，它不僅最大可能的減少對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的傷害和占用橋梁的空間，還能保證橋梁加固的施工質(zhì)量。

結(jié)論：

我國(guó)在交通建設(shè)過(guò)程中不僅要重視建設(shè)的速度和質(zhì)量，還要對(duì)投入使用的各種橋梁加強(qiáng)監(jiān)督。相關(guān)部門要對(duì)所在地域內(nèi)的橋梁登記在冊(cè)，定期對(duì)橋梁的各方面進(jìn)行檢查，對(duì)需要進(jìn)行加固的橋梁要及時(shí)采取加固措施。施工人員對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)要深入研究，找到更好的材料應(yīng)用于橋梁加固中，整體提高橋梁的穩(wěn)固性，盡量延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，避免造成資源的浪費(fèi)。另外，針對(duì)不同的橋梁，施工人員要選擇最優(yōu)化的施工技術(shù)，充分發(fā)揮每種預(yù)應(yīng)力技術(shù)的作用，促進(jìn)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中更好的應(yīng)用。

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