2018浅谈桥梁加固工程体外预应力技术的应用

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　　摘 要：随着社会经济的快速发展，人们对交通基础建设要求日益提高。在桥梁施工中，体外预应力技术作为桥梁加固施工主要技术之一，其施工技术水平的高低不仅对桥梁整体质量有着直接影响，而且对于桥梁结构安全及受力状态也会产生一定影响。为此，本文在充分了解体外预应力技术概况的基础上，通过具体案例，对其施工要点进行了分析与探究。
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　　关键词：体外预应力；桥梁工程；施工要点
　　近年来，我国基础设施建设不断完善，不仅为人们的生活提供极大便利，也有效的拉动了社会经济的发展。由于外界多种因素的影响，桥梁工程在投入运营之后往往会产生各种病害问题，严重影响桥梁承载力。体外预应力技术是桥梁加固工程施工中的关键环节，对于工程的稳定性及使用年限有着重要的影响。因此，在施工中因对造成桥梁破损的因素加以重视，在施工中采取相应的加固技术，确保车辆行驶的安全性能。
　　1 体外预应力技术的概况
　　体外预应力是后张预应力体系的重要分支之一，体外预应力砼结构有很多优点，预应力筋套管布置简单，调整容易，简化了后张法的操作程序，大大缩短了施工时间；同时由于预应力筋布置于腹板外面，使得浇筑砼方便；由于预应力筋的位置，减少了施工过程中的摩擦损失且更换预应力筋方便易行。
　　体外和体内预应力结构在结构构造上的根本区别就是预应力筋位于混凝土结构的外部，仅在锚固及转向块处可能与结构相连，因此，体外索的应力是由结构的整体变形所决定的；而在体内有粘结预应力结构中，力筋位于混凝土结构的内部，与结构完全粘结，在任意截面处都与结构变形协调，因此力筋的应力是与某个混凝土截面息息相关的。传统上来说，体内预应力筋是不被看作一个单独构件的。而体外筋在混凝土体外，自然成为一个相对于组成结构整体的单独构件，其较体内筋要重要许多。所以在承受动力荷载的体外预应力结构设计中，必须考虑到体外筋与结构是独立振动的，应防止二者共振，而且当体外预应力筋在动力荷载（如车辆等）作用下发生共振时，就易发生锚具的疲劳破坏和转向构件处的预应力筋的弯折疲劳破坏。在地震区时设计还必须考虑采取相应措施，提高体外预应力结构的抗震性能。
　　2 体外预应力技术在桥梁加固中的作用
　　首先，体外预应力技术有利于桥面设计标高的恢复，该项技术是通过临时钢桁架加以利用，使其对外预应力索进行跨桥处理，进而将一个向上的作用力施加到桥面，进而实现桥面标高的恢复。在具体应用中，首先要通过横向支撑排架、体外预应力索来校正标高，然后将转向桁架架设在桥梁体外、跨中以及上册部位，之后通过预应力来处理高出桁架的桥面，并向桥墩施加作用力，在反复调整之后，就可以将桥面标高恢复到原始设计值。
　　其次，体外预应力技术能够修补截面裂缝。众所周知，桥梁工程在长时间的载荷作用之下，很有可能出现开裂问题，尤其是对于一些具有较大刚度、跨中下部挠度较高的部位，其桥面开裂现象十分常见。针对此，可以对体外预应力技术加以利用来修补截面裂缝，在工程实践中，首先要检测截面裂缝的部位，一般情况下会利用25倍镜，如果检测到的裂缝尺寸超过0.03mm，那么就可以选择高强度粘合剂来进行封闭处理，并对压降嘴设备加以利用，向裂缝内部打入高分子材料，而如果是在桥梁1/4部位发生裂缝，那么就可以利用钢板来提升外预应力。
　　此外，在桥梁加固工程中运用体外?A应力技术，还可以有效改善桥梁的抗弯承载效果。在具体应用中，首先对直线型预应力拉杆加以利用，处理桥梁中间界面，对其抗弯承载效果进行改善，使其结构稳定性得到提升。与此同时，混合型预应力杆也可以在桥面中正截面承载力的提升中得到应用。
　　三、工程案例
　　某桥梁工程为钢筋混凝土T型梁桥，其平均跨距为13m。多种因素影响下，桥梁下缘混凝土已经出现损坏现象，局部混凝土已脱落，且产生纵向贯通裂缝，主钢筋锈蚀问题严重。为此必须对桥梁进行加固处理。施工前，必须先将松动的混凝土凿除，随后将其锈蚀问题清理干净，一般选用钢丝刷即可，同时挂模浇筑C50混凝土进行处理。最后实行体外预应力加固施工。
　　3 桥梁加固中体外预应力施工要点
　　当前桥梁施工所面临的环境愈加复杂，必须结合工程实际情况，选取相应的施工技术，确保工程质量及稳定性。加固技术的应用，可有效提升桥梁承载能力，满足交通运行需求。为克服设计、施工弊端，进一步推广体外预应力施工技术，必须加大设计理论、施工理论及检测技术等方面的研究力度，这对提高桥梁工程质量意义重大。
　　1、人孔开设
　　在各箱各跨对应桥面部位布设施工人孔，以施工人员出入箱梁方便作为孔洞开设尺寸标准。随后将箱梁内杂物清理干净，根据设计要求，放出箱梁内部尺寸。
　　2、转向结构施工
　　因体外预应力钢索施加于箱梁内，为降低损坏原桥的程度，可选取钢结构作为体外钢索的转向结构，且在箱外进行钢结构放线定位、加工预制，要求以满焊的形式焊接全部钢制构件，保证受力符合设计要求。钢结构形成骨架后，可选取钢板粘结钢制构件和箱内混凝土接触面，且将C50钢纤维混凝土粘结到两个钢板之间进行填实处理。在墩顶横梁位置体外钢索应及时进行开槽偏转施工，但在墩顶专向钢管就位后，需在6到8cm之间控制桥面上下层钢筋距离。但这种情况下，安装直径133mm转向钢管难度较大，且不得断开桥面第一排受力钢筋，因此必须切除墩顶横梁桥面第二排横向钢筋，要求先加固处理横梁范围外的第二排横向钢筋，随后切断该钢筋。试安定位转向钢管后，需将环氧砂浆铺设到横梁范围内，随后再次安装钢筋，且焊接桥面钢筋。按照设计规定，与桥梁箱梁实际尺寸相结合，按照“墩顶靠上、转向贴底”的规定，对墩顶位置进行确定，并安装转向钢管，随后将C50钢纤维混凝土浇筑到墩顶开槽位置。全部暴露于空气中的铁件必须进行环氧树脂防腐处理。
　　3、梁裂缝修补
　　桥梁连续箱梁跨中下挠较大，墩顶范围内极易出现桥面裂缝。跨中位置往往在箱梁底板、腹板与翼板位置产生裂缝。为准确普查裂缝，确定裂缝实际情况，一般可选取专门检查仪器进行处理，随后将0.3mm以上裂缝全部封闭。将高分子材料通过插入压浆嘴向裂缝内压入，并充分填满。   　　4、穿索及预应力张拉
　　根据工程建设需求，可将无粘结预应力钢绞线（4根）配置到各片T型梁上，总量为16根。为保证各片量均匀受力，分2此张拉两端。交叉布设固定端和张拉段，855mpa为预应力钢绞线张拉控制应力，622.5mpa为有效预应力。要求先做好穿索工作，严禁在地板上拖动穿索，需将拖轮设置到下方做好支撑工作。本工程选取分级张拉体外索，要求在整体张拉力的25%以内控制各级张拉力，完成张拉作业后，需及时检测各项参数，如体外束伸长量、梁?w控制截面应力等。张拉施工中必须对所有主梁跨中挠度、裂缝闭合状况进行实时观测。
　　4 桥梁加固中体外预应力施工质量控制
　　为保证桥梁工程建设顺利进行，应构建起完善的质量控制体系，加强技术管理工作，充分掌握施工图纸内容，做好技术交底工作。同时配备专门的质检人员及负责人，严格按照体外预应力技术标准进行质量检验，对于检测工作中出现的问题，应及时组织施工人员进行处理减少施工阶段潜在质量隐患，进而有效提升路基稳定性及承载力。并根据预先确定的质量控制目标，分析可能出现偏离情况，并采取相应预防措施，以实现计划质量目标，规避事后管理中存在的不足之处。同时还需跟踪计划实施情况，及时发现其中存在偏差，并形成处理方案。并确定科学控制方法，保证桥梁工程质量控制目标得以实现。
　　体外预应力索选取无粘结钢绞线，为满足预应力索保护需求，必须将油脂、塑料护套裹于其外侧，增强其耐久性。选取玻璃丝布包裹油脂的方式对张锚体系两端锚具、防松套进行充分防护。
　　5 结束语
　　综上所述，随着我国经济的发展，交通运输量大幅增长和时间的累积，很多桥梁已经出现病害承载力下降。加上在役公路桥梁中有相当一部分按照原有设计标准建成的桥梁已经不能满足正常使用要求，严重阻碍了交通运输业的发展。将旧桥危桥拆除重建的想法既不现实也不科学，因此旧桥加固是十分有效的办法。体外预应力加固技术是种十分有效的加固方法，它是后张法预应力体系的重要分支之一。相对于被动加固法的增大截面加固法，体外预应力加固梁身自重增加很少，但能大幅改善调整原有结构的受力情况，提高承载力和抗裂性能，对桥墩及基础影响也很小，同时对桥梁交通影响不大，可节约维护成本。
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