嚴(yán) 冬

(中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210005)

1 體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)概述

1.1 簡(jiǎn)介

對(duì)于橋梁加固工程實(shí)施來說，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)是其中最為關(guān)鍵的技術(shù)手段，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固工程的實(shí)際應(yīng)用中主要包括四個(gè)方面，分別是預(yù)應(yīng)力鋼絞線、防腐裝置、加固裝置以及轉(zhuǎn)向裝置，在具體的操作過程中，首先是通過對(duì)其中的預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)行操作，對(duì)橋梁梁體進(jìn)行牽拉，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁兩端預(yù)應(yīng)力的有效添加，然后是在然后將其中的加固裝置、轉(zhuǎn)向裝置以及防腐裝置進(jìn)行安置，從而保證體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施加完善。

1.2 特點(diǎn)

橋梁加固工程的開展，涉及到的內(nèi)容相對(duì)較多，與橋梁工程建設(shè)以及施工技術(shù)等多方面內(nèi)容都有聯(lián)系，傳統(tǒng)的加固技術(shù)的應(yīng)用可能會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響，導(dǎo)致橋梁加固作用并不明顯，且容易出現(xiàn)較多的問題，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)現(xiàn)，是在傳統(tǒng)加固技術(shù)上的一大進(jìn)步。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)其中鋼絞線、加固裝置等部分的應(yīng)用，需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行材料選擇，這樣才能夠在較大程度上提升橋梁工程的載重力，體現(xiàn)明顯的加固效果；二是鋼絞線其強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)保證達(dá)到施工要求，強(qiáng)度大的鋼絞線使用時(shí)間長(zhǎng)，在使用期限內(nèi)應(yīng)力變化?。蝗清^固系統(tǒng)需選用合適、標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，從而便于應(yīng)用。

2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及缺點(diǎn)

2.1 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

首先能夠保障橋梁工程的基本結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變，并能夠?qū)ζ涑霈F(xiàn)問題部分進(jìn)行有效修復(fù)，從而能夠在原基礎(chǔ)上進(jìn)行加固，減少由于結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而造成的橋梁使用過程中出現(xiàn)問題；其次體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用還能夠有效的保障加固工程實(shí)施過程中的安全性，以及橋梁工程建設(shè)的安全性，對(duì)于加固工程的實(shí)施有著重要的幫助；然后是就施工過程而言，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工過程簡(jiǎn)潔，操作簡(jiǎn)單，并且，在施工的過程中，不需要封鎖橋梁，因此，能夠盡可能減少橋梁加固對(duì)道路通行的影響；最后，對(duì)于體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的應(yīng)用來說，相較于其他的加固技術(shù)手段，其自身所具有的重力較小，因此，不會(huì)對(duì)橋梁載重造成太大的影響，另外，對(duì)于部分橋梁建筑來說，也不會(huì)破壞橋梁自身的審美功能。

2.2 缺點(diǎn)

體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固工程中的應(yīng)用，相較于傳統(tǒng)技術(shù)具有較多的優(yōu)勢(shì)，但是針對(duì)其自身發(fā)展而言，仍存在需要改進(jìn)的部分。在體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用過程中，其中部分采用應(yīng)用后處于暴露狀態(tài)，因此，在加固完成后的實(shí)際應(yīng)用中，容易受到外界環(huán)境的侵蝕，對(duì)加固裝置產(chǎn)生影響，對(duì)于該部分內(nèi)容，還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)暴露裝置的防腐處理，避免對(duì)加固工程的后續(xù)應(yīng)用造成影響。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在應(yīng)力施加后，存在部分的橋梁工程建設(shè)產(chǎn)生的應(yīng)力容易與該應(yīng)力集中在一起，這樣在加固完成后容易造成橋梁穩(wěn)定性的降低，對(duì)橋梁工程的安全性造成損害，對(duì)于這一問題，還需要管理人員以及施工人員在實(shí)際操作過程中，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)等進(jìn)行細(xì)致的檢查，避免造成應(yīng)力的集中。

3 設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：一是對(duì)橋梁加固基本情況的了解，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用中，具有的一大優(yōu)勢(shì)就是其能夠有效保障橋梁結(jié)構(gòu)不被改變，因此，在加固工程開始前，首先就需要對(duì)橋梁基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的考察；二是對(duì)于部分的橋梁加固工程施工來說，加寬工程與加固工程均需要進(jìn)行，那么在對(duì)兩部分內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)有效結(jié)合，避免由于寬度設(shè)計(jì)對(duì)加固工程產(chǎn)生影響，造成加固設(shè)計(jì)無法有效進(jìn)行；在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還需要結(jié)合橋梁出現(xiàn)問題的復(fù)雜程度進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此，在設(shè)計(jì)的過程中可以采用多種加固方式同時(shí)進(jìn)行，這樣更能夠有效提升加固效果。

4 體外預(yù)應(yīng)力在項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用

4.1 項(xiàng)目概況

江蘇某高速由于日益增加的交通量壓力影響下，高速需要進(jìn)行拓寬處理。本項(xiàng)目橋梁位于高速主線橋部分，橋梁全長(zhǎng)632.4 m，全寬35.0 m。上部結(jié)構(gòu)為20 m×25 m預(yù)應(yīng)力組合箱梁，4跨1聯(lián)，共5聯(lián)；下部結(jié)構(gòu)為樁柱式墩臺(tái)，鉆孔樁基礎(chǔ)，橋面鋪裝為瀝青混凝土。

橋梁建設(shè)于上世紀(jì)90年代，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為汽車-超20級(jí)，掛車-120級(jí)。由于規(guī)范的修改，目前橋梁荷載等級(jí)不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的公路-I級(jí)，因此，需要對(duì)組合箱梁進(jìn)行加固改造。

4.2 設(shè)計(jì)荷載

根據(jù)《高速公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T Lll-2014)，本橋橋梁設(shè)計(jì)荷載如下：拼接利用舊橋涵：承載能力極限狀態(tài)滿足公路-Ⅰ級(jí)，正常使用極限狀態(tài)滿足汽車-超20級(jí)、掛車-120。

4.3 原橋檢算

根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2014)，拼接加寬利用的原有橋涵其承載力應(yīng)滿足現(xiàn)行規(guī)范荷載等級(jí)，正常使用狀態(tài)采用原設(shè)計(jì)荷載等級(jí)。

本次檢算對(duì)既有橋涵分別采用原規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行承載能力檢算：基于檢測(cè)結(jié)果考慮折減系數(shù)后，原橋梁正常使用極限狀態(tài)和承載力極限狀態(tài)均滿足原設(shè)計(jì)規(guī)范荷載標(biāo)準(zhǔn)要求；拼寬后舊橋裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁承載能力存在不同程度不能滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，主要計(jì)算成果總結(jié)如下。

表1 小箱梁承載力驗(yàn)算匯總表(單位：KN·m)

4.4 組合箱梁體外預(yù)應(yīng)力加固

設(shè)計(jì)針對(duì)組合箱梁抗彎承載能力不足而進(jìn)行橋梁加固，主要的技術(shù)方案為：組合箱梁增加體外預(yù)應(yīng)力，將引橋的承載能力提高至現(xiàn)行規(guī)范的公路-I級(jí)，滿足規(guī)范要求。

由于邊跨的內(nèi)側(cè)中梁及中跨的5#梁富裕度欠缺較少(-0.95%和-1.36%，均小于3%)，對(duì)這兩片板梁不進(jìn)行加固處理，本次設(shè)計(jì)組合箱梁加固范圍為：邊跨1#梁、中跨1#～4#梁。

體外預(yù)應(yīng)力鋼束采用環(huán)氧涂層鋼絞線成品索，除中跨內(nèi)邊梁規(guī)格采用4-φs15.2，其他加固的梁體均采用3-φs15.2。通過增加的錨固齒板及轉(zhuǎn)向器張拉固定。采用應(yīng)力、伸長(zhǎng)量雙控。中跨同一跨預(yù)應(yīng)力體外束加固張拉順序?yàn)椋?#、3#梁同時(shí)張拉→1#、4#梁同時(shí)張拉，邊跨僅1#梁張拉。

4.5 加固后結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

按公路-I級(jí)(2015)計(jì)算，承載能力極限狀態(tài)最大彎矩組合值與正截面抗彎強(qiáng)度如表2所示。

表2 小箱梁加固后承載力驗(yàn)算匯總表(單位：KN·m)

由表2可知：加固后各跨上部結(jié)構(gòu)組合箱梁跨中截面抗彎承載能力均能滿足公路-I級(jí)荷載(2015)的安全承載要求。

5 結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前橋梁工程的增加，傳統(tǒng)工程建設(shè)中存在問題的部分也暴露出來，有效加強(qiáng)對(duì)橋梁工程的加固工作開展能夠進(jìn)一步提升舊橋的使用率。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固工程中的應(yīng)用，能夠在一定程度上有效促進(jìn)橋梁工程建設(shè)，并且，其中具有的較多特點(diǎn)相較于傳統(tǒng)的橋梁加固技術(shù)能夠更為有效保障橋梁工程的繼續(xù)使用。就當(dāng)前我國(guó)對(duì)于橋梁加固工作的開展來說，還存在部分需要改進(jìn)的地方，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用也需要不斷結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，從而能夠在未來橋梁工程建設(shè)發(fā)展過程中，不斷進(jìn)行加固工作的開展，不斷促進(jìn)我國(guó)橋梁工程中加固工作的有效應(yīng)用。