探討體外預(yù)應(yīng)力加固法在路橋加固上的應(yīng)用

1、探討體外預(yù)應(yīng)力加固法在路橋加固上的應(yīng)用前言隨著我國交通事業(yè)蓬勃進展，大路運營因行車量大，荷載超重消失了或多或少的橋梁隱患，正在逐步成為危橋，為了保證交通暢通，運行便捷，需對這些橋梁舉行加固改造。因此，對路橋結(jié)構(gòu)的修理、加固和補強的研究及應(yīng)用，是我們橋梁工面臨的最大問題。以下推薦舊危橋的加固技術(shù)。1.體外預(yù)應(yīng)力加固法的特點體外預(yù)應(yīng)力加固法主要用于梁式橋（包括簡支梁、懸臂梁、繼續(xù)體系梁橋）正常使用極限狀態(tài)超限的結(jié)構(gòu)，通過對舊橋施加體外預(yù)應(yīng)力，能夠達到削減或消退裂縫，減小梁體下?lián)?，改善結(jié)構(gòu)各截面應(yīng)力狀態(tài)的目的。采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固大路路橋結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)點：施工時，可不中斷交通或短時光限制交通，因此對

2、橋上交通影響??；所需設(shè)備、人員少，布置容易，可以調(diào)節(jié)，施工周期短，經(jīng)濟效益好；便于維護修補，可以隨時更換預(yù)應(yīng)力筋；因為增強恒重不多，可以能動地調(diào)整原結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力狀態(tài)，達到有效加固的目的；體外預(yù)應(yīng)力加固法可做到不影響橋下凈室，不抬高路面標高，對橋梁損傷??；能夠較大幅度地提高舊橋的承載能力和結(jié)構(gòu)剛度，能夠有效的控制原結(jié)構(gòu)的裂縫和撓度，使裂縫部分或所有閉合，使撓度大幅度減小。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)不但可以用于中小跨度的簡支結(jié)構(gòu)體系橋梁，也可以用于加固大中跨度的繼續(xù)體系橋梁。2.體外預(yù)應(yīng)力加固原理體外預(yù)應(yīng)力是后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系的分支之一。體外預(yù)應(yīng)力就是把預(yù)應(yīng)力索放在梁的主體結(jié)構(gòu)之外，只通過兩端能錨固以及梁中

3、的轉(zhuǎn)向裝置與梁體相連。體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋布置在主體結(jié)構(gòu)之外，固體外預(yù)應(yīng)力索通常為由多根鋼絞線組合成的集中鋼索，故也稱為體外預(yù)應(yīng)力索。體外預(yù)應(yīng)力加固通常是在梁底或梁側(cè)下部增設(shè)預(yù)應(yīng)力加勁鋼絲索或預(yù)應(yīng)力粗鋼筋補強并分離錨固在梁的兩端，通過設(shè)置一定的聯(lián)結(jié)構(gòu)件使預(yù)應(yīng)力拉桿（鋼絲索或粗鋼筋）與梁體構(gòu)成一個桁架體系，成一次超靜定結(jié)構(gòu)。在體外對橋梁上部結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，以預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的反彎矩部分抵消外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，從而達到卸載的作用，提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。對于鋼筋混凝土路橋，可考慮采用體外預(yù)應(yīng)力舉行加固，該法具有加固、卸荷轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重功效。體外預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本組成主要包括：體外預(yù)應(yīng)力索、管道

4、和灌漿材料，體外預(yù)應(yīng)力索的錨固系統(tǒng)，體外預(yù)應(yīng)力索的轉(zhuǎn)向裝置。3.體外預(yù)應(yīng)力加固施工要點3.1放樣定位3.1.1滑塊墊板及錨固支座位置的放樣定位沿梁底從錨固實際中心（投影點）向跨中方向量取滑塊墊板的中心位置及跨中位置，分離標記在梁底的兩側(cè)，并將墊板的平面尺寸繪在梁底面上，標出有關(guān)螺栓的孔位，在墊板放樣中可以不計梁的撓度影響。3.1.2上錨固點的放樣定位（1）斜筋上錨固點位于梁頂或梁端面時，以單梁頂（端）面的縱軸線為基準，沿縱橋向測量錨固點距梁端的距離。（2）錨固點位于梁端時，應(yīng)量取錨固點距梁底或梁頂面的垂直距離，再沿橫橋向?qū)ΨQ量取上錨固點的橫向距離，標出錨固點的理論位置。因為梁的頂板和腹板中均有

5、鋼筋存在，特殊是受力鋼筋，在舉行錨固點放樣時，可將錨固點位置適當(dāng)調(diào)節(jié)以避免這些鋼筋，切記不應(yīng)將其切斷。3.2上錨固點設(shè)置當(dāng)上錨固點設(shè)在梁頂及梁端頂面時，需要按設(shè)計的斜筋穿出位置，在橋面板或梁頂面鑿穿兩個具有與斜筋角度相同的斜孔。首先把橋面鋪裝層鑿去，將梁頂面混凝土庇護層鑿去，露出鋼筋，再將錨固墊板處的混凝土舉行細鑿。按斜孔的設(shè)計角度做一個鑿孔架，將鑿巖機的鉆桿放入鑿孔架的槽內(nèi)，使鉆頭中心對準理論錨固點，然后再舉行鑿孔，以便鑿好斜孔。上錨固孔鑿?fù)曛?，將梁頂面混凝土清理整潔，除去混凝土碎渣。然后，在開鑿后的混凝土表面涂一層環(huán)氧膠液，再用環(huán)氧水泥砂漿鋪平。最后將上錨固設(shè)在梁頂時，應(yīng)保證錨墊板的上表

6、面與梁頂面平齊，或略低一點，以確保錨固點上有盡可能厚的混凝土庇護層。3.3轉(zhuǎn)向裝置轉(zhuǎn)向裝置是實現(xiàn)體外索加固的重要構(gòu)件，其傳載方式和自身性能也是影響預(yù)應(yīng)力施加效果的關(guān)鍵。體外預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋務(wù)必通過轉(zhuǎn)向裝置轉(zhuǎn)變方向，從而形成設(shè)計的預(yù)應(yīng)力筋曲線形式。在轉(zhuǎn)向裝置與預(yù)應(yīng)力筋的接觸區(qū)域，因為摩擦和橫向力的擠壓作用。倘若轉(zhuǎn)向裝置設(shè)計不合理或構(gòu)造措施不當(dāng)，預(yù)應(yīng)力鋼材簡單產(chǎn)生局部硬化和摩阻損失過大。轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計要求預(yù)應(yīng)力筋在折角點的位置務(wù)必高度精確，避開產(chǎn)生附加應(yīng)力，轉(zhuǎn)向裝置在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)也不應(yīng)對預(yù)應(yīng)力鋼材有任何傷害。另外，轉(zhuǎn)向裝置的加工應(yīng)在加工廠舉行，嚴禁在現(xiàn)場加工，現(xiàn)場安裝中，要嚴格按圖紙舉行

7、，在運送及焊接過程中，應(yīng)實行措施防止焊接變形，穿束前應(yīng)拉線決定安裝是否合適。3.4預(yù)應(yīng)力筋的安裝和張拉在安裝預(yù)應(yīng)力筋前，首先要檢查各種錨具是否能正常工作，特殊是粗鋼筋的螺桿和螺母的匹配狀況，逐個試擰，均應(yīng)達到每個絲頭在不加力的狀況下，以手擰動就可將螺母擰至全程。對于水平筋和斜筋分離采用兩根粗鋼筋或斜桿為型鋼的狀況，首先將斜筋與水平滑塊固定在一起，并將斜筋的上錨固點固定。用暫時支架將滑塊定位在其墊板的位置上，然后再穿入水平筋。穿筋時應(yīng)保證水平筋的兩端均有相等的絲頭長度，檢查滑塊位置并預(yù)留滑移量。為了防止在張拉錨固時擰緊螺母困難，上緊兩水平筋的螺母，同時應(yīng)保證水平筋的中心與滑塊錨孔的對中。而橫向收

8、緊水平筋產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的體系，則首先按斜筋的斜度要求將斜桿焊接在梁端的U型錨固板上，采用夾桿焊將水平筋焊在斜筋上。每隔2m2.5m用木塊將水平拉桿墊起，然后安裝鎖緊裝置，以削減垂度。以備張拉，先安放彎起點處的立柱，再按設(shè)計位置安裝撐棍和收緊器。就張拉位置而言，體外預(yù)應(yīng)力筋的張拉方法可分為沿斜筋方向在梁頂張拉和沿水平筋方向在梁底張拉。一般來說，因為張拉設(shè)備及操作人員的限制不行能全部的梁同時張拉，但對于同一根梁的兩側(cè)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)盡量做到同步張拉，以保證梁兩側(cè)的鋼筋具有相等或相近的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)。3.5壓漿張拉完成后局部有粘結(jié)段的壓漿工作是一道很重要的工序，首先施工前要舉行1l的模型實驗，在保證壓漿密實飽滿的狀況下，局部有黏結(jié)段的粘結(jié)力可達到設(shè)計張拉力的108%。工程中，壓漿施工在張拉完成后24h內(nèi)舉行，以滿意錨固要求。壓漿采用手動壓漿機，保證壓漿過程的勻稱穩(wěn)定和壓漿壓力的要求。另外，壓漿密實程度將直接影響粘結(jié)效果，所以在壓漿中應(yīng)嚴格控制水灰比，并保持壓力勻稱。4.結(jié)束語盡管體外預(yù)應(yīng)力加固路橋結(jié)構(gòu)有其獨特的優(yōu)勢，但是仍有大量的問題，如：體外預(yù)應(yīng)力索不能參加局部裂縫的控制；體外預(yù)應(yīng)力索簡單受到意外的破壞；從力學(xué)特性上來講體外預(yù)應(yīng)力索與四周結(jié)構(gòu)主體在同一截面上的變形