曹俊萍

【摘要】近年來(lái)，我國(guó)的橋梁建設(shè)的發(fā)展迅速，舊橋由于鋼筋受到銹蝕或超載使結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，易出現(xiàn)裂縫或變形，從而造成安全隱患，此時(shí)可采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固橋梁，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)不僅適用范圍廣泛，還具有方便施工、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、對(duì)原橋結(jié)構(gòu)損傷較小等優(yōu)點(diǎn)。文章首先介紹了體外預(yù)應(yīng)力加固橋梁結(jié)構(gòu)體系，然后詳細(xì)分析了其轉(zhuǎn)向裝置配筋設(shè)計(jì)和鋼結(jié)構(gòu)錨固轉(zhuǎn)向體系構(gòu)造設(shè)計(jì)。通過(guò)體外預(yù)應(yīng)力對(duì)橋梁的加固設(shè)計(jì)，有效提升了橋梁承載能力，能夠使橋梁結(jié)構(gòu)更加安全。

【關(guān)鍵詞】橋梁體外預(yù)應(yīng)力;施工技術(shù);研究

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

16.145

體外預(yù)應(yīng)力是一項(xiàng)重要的后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)，主要是指將設(shè)置在承載結(jié)構(gòu)主體以外的預(yù)應(yīng)力筋施加一定預(yù)應(yīng)力，以此形成完整的預(yù)應(yīng)力體系。在橋梁工程中通過(guò)對(duì)該技術(shù)的合理應(yīng)用，能消除由于荷載產(chǎn)生的對(duì)結(jié)構(gòu)有不利影響的內(nèi)力，從而提高結(jié)構(gòu)整體承載力。

1、體外預(yù)應(yīng)力加固橋梁結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)造

1.1體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的錨固系統(tǒng)

體外預(yù)應(yīng)力錨固體系的主要部件有錨具、錨固塊及鋼墊板等，錨固體系通常分為兩類，分別為可更換式和永久式。

1.2體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的減振系統(tǒng)

對(duì)于體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，主要對(duì)梁體與體外筋進(jìn)行固有振動(dòng)特性分析，因?yàn)轶w外預(yù)應(yīng)力筋只能借助轉(zhuǎn)向塊和錨固端給予混凝土梁體一定壓力，才能在加載過(guò)程中傳遞力的變化，然而并沒(méi)有對(duì)轉(zhuǎn)向塊起到限制作用，所以和體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋不同，其變形和振動(dòng)皆脫離梁體。分析體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)振動(dòng)的特性是為了當(dāng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)受外力影響時(shí)，能夠確保梁體、體外預(yù)應(yīng)力筋所固有的振動(dòng)頻率和外動(dòng)力荷載的頻率有所不同，防止梁體、體外預(yù)應(yīng)力筋以及外動(dòng)力荷載出現(xiàn)共振。體外預(yù)應(yīng)力加固梁的振動(dòng)主要受到梁體及體外預(yù)應(yīng)力索的影響。橋體外索減振裝置主要是通過(guò)選擇減振橫梁配合減振支架的方式來(lái)進(jìn)行設(shè)置。具體操作如下：（1）在箱梁兩腹板中間部分放置減振橫梁，確保方向?yàn)闄M向。橫梁由兩根槽鋼組成，將其放置于體外索下方，且緊挨護(hù)套管放置。（2）在橫梁兩側(cè)用鋼板進(jìn)行錨固，同腹板連接，并按照6m的間隔距離逐個(gè)固定減振橫梁。減振支架包括墊塊、套管和支架三個(gè)基本結(jié)構(gòu)，其中墊塊使用橡膠材質(zhì)，套管為半圓形鋼材料，二者用來(lái)幫助緊固松散的體外束，然后使用鋼支架將體外束設(shè)置在減振橫梁上，將上方護(hù)套管拆除。為了增強(qiáng)整體的穩(wěn)定性和牢固性，需要在護(hù)套管中設(shè)計(jì)一種由橡膠墊和鋼板組成的收緊裝置，用來(lái)讓體外束更加緊密。此裝置一般按照3m的間隔進(jìn)行安裝。

2、體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1優(yōu)點(diǎn)

（1）錨固構(gòu)件的尺寸相對(duì)較小，有利于減輕自重，但不影響承載力。（2）對(duì)原結(jié)構(gòu)不會(huì)造成太大的損傷，對(duì)橋下凈空的實(shí)際影響很小。（3）對(duì)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行的實(shí)際布置比較靈活，可將橋梁病害情況作為依據(jù)實(shí)施全橋加固，亦可按照實(shí)際情況采取局部加固措施。（4）與混凝土結(jié)構(gòu)之間沒(méi)有黏結(jié)，因荷載作用產(chǎn)生的應(yīng)力及其變化都分散于整條預(yù)應(yīng)力筋，實(shí)際的應(yīng)力變化數(shù)值很小，對(duì)結(jié)構(gòu)的受力非常有利。（5）預(yù)應(yīng)力索的索力可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，所有預(yù)應(yīng)力筋均可進(jìn)行更換，以便后續(xù)施工過(guò)程中進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)。

2.2缺點(diǎn)

（1）體外預(yù)應(yīng)力索主要布置于截面以外，無(wú)論是保護(hù)還是防腐都有較大的難度，容易受到外界因素的影響。（2）在錨固區(qū)和轉(zhuǎn)向區(qū)中，比較容易有應(yīng)力集中的情況，導(dǎo)致局部應(yīng)力相對(duì)較大，所以對(duì)錨固施工提出了很高的要求。（3）體外預(yù)應(yīng)力索的實(shí)際張拉力相對(duì)較小，無(wú)法最大限度發(fā)揮其強(qiáng)度較高的特點(diǎn)，而且對(duì)錨具和夾片也提出了更高的要求。（4）體外預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生的變形與混凝土無(wú)法保持一致，在此情況下容易導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力發(fā)生損失。

3、橋梁預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的主要問(wèn)題

3.1預(yù)應(yīng)力張拉

為充分提高預(yù)應(yīng)力早期強(qiáng)度，可通過(guò)摻入適量早強(qiáng)劑的方式而實(shí)現(xiàn)。正常情況下，完成混凝土的灌注施工且經(jīng)過(guò)3d后便可組織預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)，此時(shí)混凝土的強(qiáng)度已經(jīng)上升至較高的水平，但其彈性模量依然相對(duì)較低，兩項(xiàng)指標(biāo)出現(xiàn)增長(zhǎng)沖突問(wèn)題。早期混凝土可塑性較好，若采取的是預(yù)應(yīng)力提早張拉的方式，此時(shí)預(yù)應(yīng)力增長(zhǎng)速度明顯加快，導(dǎo)致橋梁承受能力不足，隨之出現(xiàn)裂縫等病害。

3.2張拉力控制

在張拉力不合理的情況下，預(yù)應(yīng)力加固效果將大打折扣，出現(xiàn)橋梁施工質(zhì)量欠佳等質(zhì)量問(wèn)題。預(yù)應(yīng)力張拉期間應(yīng)兼顧各項(xiàng)質(zhì)量影響因素，同時(shí)控制張拉力和預(yù)應(yīng)力鋼筋，使其處于相協(xié)調(diào)的狀態(tài)。在各類影響因素中張拉力的影響較為顯著，通常采取的是15級(jí)油壓張拉的方式，施工人員欠缺專業(yè)技能，在實(shí)際操作中易出現(xiàn)不同程度的誤差。若遇到多束預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)，該問(wèn)題將更為明顯。由于每束張拉力具有差異性，因此，預(yù)應(yīng)力鋼筋伸長(zhǎng)值難以完全一致，產(chǎn)生的彈性模量無(wú)法統(tǒng)一，預(yù)應(yīng)力張拉反而出現(xiàn)適得其反的局面，發(fā)生預(yù)應(yīng)力張拉能力失控的現(xiàn)象。

3.3預(yù)應(yīng)力管道堵塞

部分施工人員的專業(yè)水平偏低，未依據(jù)規(guī)范完成混凝土灌注作業(yè)，或是缺乏行之有效的防護(hù)措施，明顯加大預(yù)應(yīng)力管道堵塞的概率，導(dǎo)致鋼絞線受到阻礙而無(wú)法順利通過(guò)，張拉力的作用難以得到有效發(fā)揮，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用效果欠佳，在影響橋梁施工質(zhì)量的同時(shí)存在工期延長(zhǎng)、成本增加等問(wèn)題。針對(duì)預(yù)應(yīng)力管道堵塞問(wèn)題，最為關(guān)鍵的是依據(jù)規(guī)范將管道安裝到位，經(jīng)過(guò)計(jì)算后確定管道鋼筋的具體位置，由此避免管道鋼筋彎曲現(xiàn)象，使預(yù)應(yīng)力管道足夠通暢。

3.4體外施工的技術(shù)要點(diǎn)

（1）定位滑塊墊板和錨固支座，于橋梁底部錨桿重心處設(shè)置滑塊墊板，在橋梁兩端確定螺栓孔的位置并做好標(biāo)記。（2）做好上錨固定的放樣定位工作，具體應(yīng)以單梁頂面縱橫向?yàn)榛鶞?zhǔn)而確定，經(jīng)過(guò)檢測(cè)后確定錨固點(diǎn)與兩端的間距。（3）設(shè)置上錨固點(diǎn)，若采取的是端面上錨固定的方式，則要分析預(yù)應(yīng)力鋼筋的合適安裝位置，在橋面鑿出兩個(gè)斜孔（角度應(yīng)與斜筋保持一致），隨后再鑿去橋面鋪裝層，在該處均勻涂抹環(huán)氧膠液，以不影響混凝土保護(hù)層厚度為基本前提，完成橋梁頂部的上錨固定作業(yè)。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，在加固橋梁時(shí)，選擇體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)不僅能夠增強(qiáng)既定橋體自身的抗彎和抗剪承載水平，還能夠提高實(shí)際施工環(huán)節(jié)中使用材料的利用率，同時(shí)減少管道摩擦損失。且在作業(yè)時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋使用靈活，同時(shí)也具有安全可靠等特點(diǎn)。通常情況下，體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)擁有其他結(jié)構(gòu)鮮明的使用優(yōu)勢(shì)，如能針對(duì)具體結(jié)構(gòu)調(diào)換索。隨著研究的進(jìn)一步深入及新材料的不斷投入使用，必定會(huì)為體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的不斷完善提供更好的條件，從而為橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的更好發(fā)展提供廣闊前景。

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