研究公路橋梁工程中預應力混凝土橋梁的檢測與加固

盧耀

山西路橋第八工程有限公司 山西運城 044000

試驗研究包括測試610mm（24in.）深T形梁和1100mm（43.3in.）工字鋼的抗彎和抗剪承載力。結(jié)果表明：

（1）約束鋼筋的數(shù)量和分布對預應力鋼絞線的傳遞長度都沒有顯著影響。

（2）在AASHTO計算的延伸長度下，約束鋼筋的數(shù)量對橋梁的標稱抗彎承載力和極限承載力都沒有顯著影響，預應力鋼的粘結(jié)能力，限制鋼筋沿梁的整個長度的分布導致在極端荷載條件下提高延性和減少開裂。

（3）限制鋼筋改善了兩端絞線的錨固，因此，預應力梁的抗剪承載力。

1 公路橋梁工程中預應力

傳遞長度是指有效預應力完全轉(zhuǎn)移到混凝土上所需的預應力構(gòu)件的距離。傳遞長度用于兩端的剪切能力和釋放應力計算。過高的傳遞長度會導致保守剪切設計，釋放應力高于預測。由于傳遞長度的低估，導致剪切設計不足，釋放應力低于預測。對矩形棱柱試樣進行了測量，以實驗評估預應力鋼絞線的傳遞長度，制作了4個2.4-m（8ft）長的試樣。每個試樣的截面為178mm（7in.）方形，直徑僅為18mm（0.7in.）的1860（270）級，中心處為低松弛股。在每個試樣中，使用直徑為420（60）級的直徑為10（#3）的約束環(huán)，在每個試樣中使用不同間距，以施加不同的限制等級，間距如下：76mm（3in.）、152mm（6in.）、229mm（9in.）和305mm（12in.）。在預應力鋼絞線的同一標高處，沿每個試樣的兩側(cè)以102mm（4in.）的間距放置機械（DEMEC）量規(guī)，從距混凝土試樣端部51mm（2in.）開始。釋放前、釋放時和釋放后28天用百分表測量DEMEC讀數(shù)。利用DEMEC應變計之間測量距離的變化來計算不同齡期混凝土的應變。每個試樣釋放時和釋放后28天的平均應變，使用95%平均最大應變法計算測量的傳輸長度，發(fā)現(xiàn)其約為787mm（31in.）。使用六根直徑18mm（0.7-in.）的1860（270）級低松弛鋼絞線對每個主梁進行預張緊，鋼絞線分為兩排（每排三股），水平和垂直間距為51mm（2-in.）。將鋼絞線張緊至0:75f pu，265kN（59.5kip），并使用相同的張緊千斤頂逐漸松開。每個T形梁的總深度為610mm（24in.），腹板寬203mm（8in.），頂部翼緣寬813mm（32in.）。在頂部法蘭中使用四根直徑為15mm（0.6-in.）的鋼絞線，應力為0:075f pu，以控制釋放時的開裂。確定了305mm處兩個MW130的抗剪鋼筋（12in處的D20），以確保主梁在其抗剪承載力之前達到其極限抗彎承載力。

2 預應力結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點分析

2.1 預應力結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

由于預應力技術(shù)的應用需要高質(zhì)量的建筑材料來支撐它們，預應力技術(shù)可適當降低橋梁結(jié)構(gòu)重量，即混凝土粘度高、鋼筋強度高、材料相對較少，降低結(jié)構(gòu)重量，提高鋼利用率。從經(jīng)濟角度來看，應用預應力技術(shù)可以降低單位工程成本，從工程質(zhì)量的角度來看，減輕結(jié)構(gòu)荷載可以增加整個橋梁的荷載。

預應力技術(shù)在橋梁施工中的應用還可以調(diào)節(jié)橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部強度，即橋梁跨度大時，應用預應力技術(shù)可以保證工程的完整性，提高橋梁施工的穩(wěn)定性。

2.2 預應力結(jié)構(gòu)缺陷

預應力方法在公路橋梁中的應用也存在著若干不足，雖然公路橋梁的施工質(zhì)量可以在一定程度上提高，預應力技術(shù)本身很復雜，而用于施工和工程的設備的質(zhì)量要求更高。因此，如果在實際施工中采用預應力，需要配備經(jīng)驗豐富、技術(shù)嫻熟的施工人員，并確保使所用機械設備滿足預應力工程要求；預應力工程對混凝土結(jié)構(gòu)有較高的要求。如果在預應力技術(shù)應用過程中使用不當混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一種反拱現(xiàn)象，即反向拉伸應力。在一定條件下，預應力結(jié)構(gòu)的使用受到限制。預應力技術(shù)一般適用于大跨度橋梁施工，適用于小規(guī)模工程，建筑構(gòu)件相對較小，覆蓋范圍相對較小，如果采用優(yōu)質(zhì)建筑材料，建筑成本會大大增加[1]。

3 預應力混凝土的經(jīng)濟性

與普通鋼筋混凝土相比，預應力混凝土用量減少，鋼筋用量減少1/5-1/3；但鋼材價格的差異與重量的差異并不成正比，預應力鋼筋和預應力混凝土都需要較高的強度和質(zhì)量。每種材料的單位成本都高于材料的成本，減少鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)單位與預應力混凝土結(jié)構(gòu)單位之間的差異，如果需要大量的成品，那么間接節(jié)省包括減少或完全排除維護，提高結(jié)構(gòu)強度（無永久裂紋），延長使用壽命；減輕承重結(jié)構(gòu)和地基的靜荷載；實現(xiàn)大跨度，減少軸承；降低結(jié)構(gòu)高度（或具有相同的長跨度）。

4 預應力技術(shù)在橋梁施工中的應用

預應力技術(shù)在公路橋梁施工中的應用可以從三個主要方向進行分析，即預應力技術(shù)在彎曲構(gòu)件中的應用主要以碳纖維為主，因為它們在實際施工中具有很高的強度，而且難度較小，加強結(jié)構(gòu)構(gòu)件或改進結(jié)構(gòu)，其最終目的是提高道路橋梁的生命周期，滿足交通需求而預應力技術(shù)的應用也是加固的方法之一。主要方法是預應力橋面板元件的預加載，使橋面板具有一定的應力和壓縮面積，與不同區(qū)域的荷載完全相反。因此，減少結(jié)構(gòu)本身的變形應力，增加結(jié)構(gòu)的荷載，在大型公路橋梁施工中，需要采用多跨實心梁。主要原因是這部分采用預應力法的原因是梁上有正彎矩和負彎矩，當梁的抗彎強度、承載力的抗剪強度不能滿足要求時，需要有針對性地加強加工，采用預應力法用高碳纖維加固梁體，提高橋梁荷載[2]。

5 公路橋梁施工中預應力問題及對策

公路橋梁施工技術(shù)的運用不能保證質(zhì)量，在施工過程中會出現(xiàn)很多問題，但這些問題的存在會影響工程的整體施工質(zhì)量。提高自身的技術(shù)實力和競爭力。高速公路橋梁建設中突出的問題是什么？讓我們一起來分析一下。

5.1 施工工藝問題及對策

公路橋梁建設中的問題之一就是施工技術(shù)問題，在施工過程中，要注意與施工技術(shù)有關的諸多問題。

5.1.1 印刷材料

向信譽好、質(zhì)量好、價格低的廠家采購產(chǎn)品，嚴格執(zhí)行“三證管理”，產(chǎn)品出廠時有出廠合格證、質(zhì)檢合格證等相關證明，一到現(xiàn)場，產(chǎn)品經(jīng)過嚴格控制，各項質(zhì)量指標必須符合國家標準和設計施工規(guī)范的基本要求。減少電刀的焊接工藝，加強防護等級，采用20-30cm長的高規(guī)格網(wǎng)片作為遮蔽物，保證管子接頭的形狀和中心，并用膠帶將兩端縫隙封嚴。特別是用振動器振搗混凝土時，切記不要碰攪拌機和攪拌機接頭的位置。

5.1.2 臨時受力問題

在施工中預期的緊張時間很難控制。一方面要保證混凝土的早期強度，另一方面也要保證施工后的整體質(zhì)量。一般應力時間為混凝土滲漏結(jié)束后3天，但混凝土強度和柔度的增長速度并不相同，受力速度快于柔度速度。如果電壓太早，會導致威信不足，最終導致橋梁的承載能力不能滿足要求，因此在實際施工中，必須根據(jù)工程現(xiàn)場的實際情況，分析并捕捉應力時間。

5.1.3 張拉后結(jié)構(gòu)的張拉控制

在受力結(jié)構(gòu)中，必須對張拉進行準確的控制，特別是在受力結(jié)構(gòu)中，如果結(jié)構(gòu)的實際性能不規(guī)范，張拉控制將對橋梁的質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。一般來說，應力控制與應力增益控制是同步的，但關鍵是應力控制，應力擴展值作為標準應力控制。但很多工程采用的測量方法是油壓1.5，這是一個很大的錯誤，對工程質(zhì)量影響很大；同時，在壓力控制過程中，很多施工人員往往缺乏職業(yè)培訓或不重視工作，-特別是在計算擴展值時，如果結(jié)果較大，將導致電壓控制的嚴重誤差[3]。在這種情況下，我們需要解決兩個方面的問題：一是選擇一種先進的張力測量方法，二是提高操作人員的素質(zhì)，選擇控制專業(yè)人員并嚴格要求，在中國相關規(guī)范中采用可變的伸長測量標準，明確規(guī)定與延伸值的偏差必須控制在6%。

5.1.4 碎裂的問題

在所提供的技術(shù)中，連接通道主要是為了保證加固工程在同一時間同一構(gòu)件進行，以保證加固工程的良好效果。然而，在實際施工中，在這個過程中總是存在許多問題，如管道底座不固定/不滿、泄密等等，造成這個問題的主要原因是，主要解決方案是在鉛配置中使用添加劑，以便將水和灰分的比例降低到0.35，并提供致密鉛。提高攪拌速度，實行標準化操作，確保鉛管質(zhì)量。

5.2 錨具問題及對策

在受力結(jié)構(gòu)中，激勵是一個必要的施工過程，但在選擇錨鏈的位置和尺寸時會遇到一些問題，因此，為了保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，在實際施工中，我們必須根據(jù)工程的實際需要和有關規(guī)范，找到有效的解決辦法。

5.2.1 錨具在這里主要是指平板錨具

平板錨具的使用基本上是有條件的，其應用環(huán)境受結(jié)構(gòu)截面或連接件尺寸的限制。為了取得經(jīng)濟效益，他們在在“箱梁底板”與“板梁結(jié)構(gòu)”上也采用了平錨，甚至有些建筑公司在這方面申請了專利，這顯然是不正確的，如果聯(lián)合進行，會受到技術(shù)上的限制，這會導致線與線之間的電壓失去平衡，如果用空心扁管出孔，問題會更嚴重，在這種情況下，最好的解決辦法是避免在箱旋板、腹板、空板等橋梁結(jié)構(gòu)上使用扁錨。

5.2.2 固定音量

近年來，中國建筑市場建筑材料價格不穩(wěn)定，管材價格不斷上漲，錨固件價格不斷下降。-減少多廠家生產(chǎn)的固定卡子長度；減小孔的厚度和間距后，錨固質(zhì)量不能滿足要求。這種錨固尺寸的大小直接影響到受力技術(shù)的施工質(zhì)量，主要是錨固。解決的辦法是在選擇受力建筑材料時，要仔細檢查錨固尺寸，如果卡子長度小于50mm，則必須避免其施工，適當?shù)某叽绾秃穸纫脖仨毎丛O計要求集中。

5.3 滑絲和斷絲問題及對策

鉚接的主要原因是鋼絲的嚴重腐蝕、表面的廢油，斷絲的主要原因是鋼絲卷入應力不均或鋼絲受到機械損傷，應采取以下措施防止鋼絲打滑和超標斷裂。

6 結(jié)語

施工時應考慮鋼帶直徑、橢圓度、硬度的偏差，若偏差超標，質(zhì)量不穩(wěn)定，應更換產(chǎn)品供應商。在運輸和安裝過程中，應保護鋼鏈，以減少損壞；除出廠合格證外，還應現(xiàn)場核實卡子的使用期限和外觀；斷線數(shù)量不超過規(guī)格的，不得加工。