摘要：科學(xué)應(yīng)用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，有利于提高橋梁承載能力和安全系數(shù)。闡述了預(yù)應(yīng)力加固的應(yīng)用步驟和要點(diǎn)，包括預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備安裝、混凝土澆筑、鋼筋下料、穿索和壓漿等要點(diǎn)。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)比施工前后應(yīng)變參數(shù)，在應(yīng)變?yōu)?時(shí)，施工前荷載為4.3kN/m2，施工后荷載為5kN/m2。由此得出結(jié)論，采用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，能夠提高橋梁承載能力，延長(zhǎng)其使用壽命。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；加固技術(shù)；穿索；壓漿

0 引言

應(yīng)用公路橋梁預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，不僅可以增加其原有承載力，提高安全系數(shù)，還有利于延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。因此憑借獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在公路橋梁加固中被廣泛應(yīng)用[1]。本文以某橋梁預(yù)應(yīng)力加固為例，闡述了預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的各個(gè)施工要點(diǎn)，并通過試驗(yàn)，驗(yàn)證了同等條件下預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的有效性。

1 預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)

1.1 預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備安裝

1.1.1 安裝前準(zhǔn)備

安裝之前，先通過對(duì)地質(zhì)地形和土質(zhì)的分析，確定張拉工藝。再根據(jù)張拉工藝，確定張拉設(shè)備的型號(hào)規(guī)格。然后做好張拉設(shè)備和輔助設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)工作，按照設(shè)計(jì)文件和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。最后制定施工方案，進(jìn)行上報(bào)審批，同時(shí)做好施工人員安裝前的培訓(xùn)和技術(shù)交底等準(zhǔn)備工作。

1.1.2 張拉強(qiáng)度測(cè)算

進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉操作時(shí)，不僅需要保證張拉設(shè)備本身的穩(wěn)定性，還要確保張拉平臺(tái)的混凝土強(qiáng)度符合規(guī)范要求，同時(shí)也需要保證張拉過程中的安全性，

張拉強(qiáng)度的測(cè)算計(jì)算公式為：

M=W（σ+γ?） （1）

公式（1）中：M表示所需張拉強(qiáng)度；W表示設(shè)備提供張拉力；σ表示設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力系數(shù)；γ表示預(yù)應(yīng)力松弛損失；?表示摩擦系數(shù)。

1.1.3 張拉設(shè)備安裝要點(diǎn)

安裝前期，通過準(zhǔn)備限位板等工具按照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)設(shè)備進(jìn)行定位。通過遠(yuǎn)程控制，對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備進(jìn)行定位控制和安裝固定，以確保張拉設(shè)備安裝順序的正確性和對(duì)稱性[2]。為減少后期的修改與移動(dòng)，通過專門的千斤頂以限位板為參照，來保證定位的準(zhǔn)確性。選用合適的輔助安裝工具，避免鋼絞線交叉，同時(shí)要減少現(xiàn)場(chǎng)人員流動(dòng)，避免發(fā)生安全事故。

1.2 澆筑混凝土

1.2.1 混凝土配合比和用量的設(shè)計(jì)

張拉設(shè)備安裝檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行混凝土澆筑。采用商品混凝土并將其泵送入模。需要按照設(shè)計(jì)中的參數(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)混凝土進(jìn)行嚴(yán)格配比，要做到足量貯存?zhèn)溆谩?/p>

混凝土用量若按照體積法計(jì)算，計(jì)算公式為：

（2）

混凝土用量若按照澆筑法計(jì)算，計(jì)算公式為：

（3）

公式（2）和公式（3）中：Q表示澆筑混凝土用量；D表示灌注混凝土路橋?qū)挾?；K表示混凝土填充率；H表示公路橋梁工程澆筑長(zhǎng)度；B表示損失系數(shù)，可選用；V表示提升速度；q表示單位時(shí)間混凝土用量。

1.2.2 澆筑要點(diǎn)

混凝土到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，進(jìn)行取樣，對(duì)其坍落度及和易性進(jìn)行檢驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)記錄試件號(hào)和部位。澆筑前，需要注意鋼筋所在位置，對(duì)鋼筋模板進(jìn)行查驗(yàn)，出現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行檢修加固。將試件振搗密實(shí)，并對(duì)其外表做到收光抹面。在對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)，為避免高空傾倒引發(fā)離析，可通過串筒實(shí)施澆筑。

采用插入式振搗器振搗，采取分層振搗的方式，并嚴(yán)禁觸碰模板。對(duì)重要部位的混凝土，隨鋼筋混凝土層數(shù)進(jìn)行澆筑，并在澆筑后作壓實(shí)抹平處理，以確保澆筑的緊實(shí)性。在確定混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行拆模?；炷翝仓?2h以內(nèi)，需灑水養(yǎng)護(hù)，并覆蓋塑料，以避免干裂[3]。

1.3 鋼筋下料

1.3.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋有效約束作用力分布

預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼絞線的作用是約束鋼筋混凝土柱，在軸向壓力作用下，約束混凝土?xí)l(fā)生橫向膨脹，使得鋼絞線在直線段橫截面處產(chǎn)生水平彎曲。而在邊長(zhǎng)中部的鋼絞線的抗彎剛度很小，這樣對(duì)混凝土的約束作用就小。而在拐角處鋼絞線的變形小、剛度大，變形產(chǎn)生的水平作用力，在轉(zhuǎn)角處形成了強(qiáng)約束力。預(yù)應(yīng)力鋼筋有效約束作用力分布如圖1所示。

1.3.2 鋼筋結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算

預(yù)應(yīng)力作用下的鋼筋對(duì)混凝土的約束力，是沿著鋼絞線的周長(zhǎng)變化的，這樣就使得鋼絞線約束混凝土分析及計(jì)算變得復(fù)雜。在約束應(yīng)力不均勻情況下，通常認(rèn)為在兩支相鄰的鋼絞線中間，側(cè)向約束作用與鋼絞線處的約束作用原理是相同的。由于拱效應(yīng)的存在，可以將約束混凝土劃分為有效約束區(qū)及無效約束區(qū)兩個(gè)部分。鋼筋的結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計(jì)算方法如下：

（4）

式中：e為鋼筋的間隔比，Cs為應(yīng)力回彈指數(shù)，PN原地層有效荷重，?P為鋼筋實(shí)際承載荷重，H為鋼筋厚度。

1.3.3 鋼筋下料要點(diǎn)

鋼筋等預(yù)應(yīng)力筋的下料工序作為預(yù)應(yīng)力工程的關(guān)鍵工序，其下料質(zhì)量決定了實(shí)際承載荷重的有效性。確定下料工作質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，通常采用鋼筋的輔助工具進(jìn)行檢驗(yàn)，如在注漿工作中，以鋼筋的固定效果作為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

注漿前，需要通過手工清理，對(duì)鋼筋表面進(jìn)行除銹，保證鋼筋的抗拉強(qiáng)度和耐久性。對(duì)于鋼絞線可能出現(xiàn)的下垂問題，也需要通過確定鋼筋的平衡性來解決。安裝前對(duì)錨墊板、鋼管等材料進(jìn)行檢查處理，避免預(yù)應(yīng)力筋因固定不佳而造成事故。

1.4 鋼絞線張拉

1.4.1 確定鋼絞線參數(shù)

為保障鋼絞線施工的質(zhì)量，在工程開展之前，通過對(duì)預(yù)應(yīng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)規(guī)劃，明確鋼絞線的類型。確定相應(yīng)參數(shù)后，在滿足施工要求的規(guī)范條件下，對(duì)鋼絞線進(jìn)行張拉。鋼絞線預(yù)應(yīng)力計(jì)算公式如下：

?P=M/?L×C （5）

公式（5）中：?L為鋼絞線伸長(zhǎng)值；M為前文所計(jì)算的張拉力強(qiáng)度；C為工作設(shè)備的回縮量。

1.4.2 施工要點(diǎn)

鋼絞線的安裝可能會(huì)與原有的設(shè)計(jì)圖產(chǎn)生較大的出入，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程需求進(jìn)行合理改動(dòng)，同時(shí)通過對(duì)導(dǎo)向槽結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)和優(yōu)化，對(duì)鋼絞線的安裝位置進(jìn)行控制，以達(dá)到預(yù)期的安裝效果。

施工前需要對(duì)鋼絞線的數(shù)目進(jìn)行確定，確保在施工時(shí)材料的預(yù)備充足。鋼絞線在未使用之前，需要做好防水防銹等防護(hù)措施，避免在使用時(shí)出現(xiàn)意外狀況。在鋼絞線安裝前，需要去除表面的油脂與雜物，否則這些污垢的存在，可能影響整體施工效果。

施工開始時(shí)，需要對(duì)鋼絞線位置進(jìn)行明確，避免出現(xiàn)纏繞現(xiàn)象。對(duì)鋼絞線的豁結(jié)帶進(jìn)行處理，避免鋼絞線在安裝過程中出現(xiàn)誤差問題。注意控制提升豁結(jié)帶的豁握力，以保持鋼絞線的平衡狀態(tài)?；炷翝仓螅鶕?jù)混凝土的凝固狀態(tài)和澆筑時(shí)間，判斷施加預(yù)應(yīng)力時(shí)間，避免過早的進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工，造成混凝土的損壞[5]。

1.5 穿索與壓漿

1.5.1 穿索

在穿索作業(yè)中，需要合理架設(shè)穿索裝置，以便盡量縮短施工材料運(yùn)輸時(shí)間。采用壓漿自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以降低工程成本，提高工程質(zhì)量。

1.5.2 壓漿

按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范控制水泥漿的配比。水泥漿要求具有一定的流動(dòng)度，為此需對(duì)漿液中的水膠比進(jìn)行控制。在配合比試驗(yàn)中，根據(jù)水泥漿液的參數(shù)，合理安排用水量。

根據(jù)橋梁所處環(huán)境和施工條件，結(jié)合工程特點(diǎn)，選擇適合的壓漿設(shè)備。在張拉施工完畢后的24h內(nèi)進(jìn)行壓漿，確保壓漿質(zhì)量符合施工要求。在實(shí)際施工過程中，需要對(duì)施工參數(shù)進(jìn)一步檢查，確保不出現(xiàn)誤差。同時(shí)，做好對(duì)壓漿施工中的漿液及時(shí)填充，保證漿液壓注的持續(xù)性，減少漏氣和蜂窩孔等現(xiàn)象。

2 試驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證本文在公路橋梁中預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)設(shè)計(jì)的有效性，在施工前后做仿真驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。運(yùn)用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)施工前后，橋梁平面應(yīng)變與荷載的關(guān)系曲線如圖2所示。

根據(jù)圖2可以看出，在相同荷載作用下，施工后的曲線的應(yīng)變整體小于施工前的曲線應(yīng)變。施工后預(yù)應(yīng)力公路橋梁平面應(yīng)變?yōu)?時(shí)的荷載，大于施工前公路橋梁平面的載荷。由此表明，經(jīng)過采用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，有助于延緩混凝土應(yīng)變的增長(zhǎng)速度，提高混凝土的抗裂性能。從圖2看出，在應(yīng)變?yōu)?時(shí)，施工后的荷載為5kN/m2，而施工前的荷載為4.3kN/m2左右，意味著施工后的混凝土結(jié)構(gòu)能夠承受更多壓力，具有更好的承載性和延性，體現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的有效性。

3 結(jié)束語

本文對(duì)在公路橋梁中的預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了闡述，包括張拉設(shè)備安裝、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力鋼筋下料固定、穿索與壓漿等內(nèi)容。通過試驗(yàn)，對(duì)比施工前后承壓面的應(yīng)變參數(shù)，驗(yàn)證了預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的有效性。由此說明，合理應(yīng)用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，可以提高橋梁承載能力，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。

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