預應力加固技術在橋梁施工中的應用

葉國文

(江西省贛州昌順工程建設監理有限公司，江西 贛州 341000)

1 公路橋梁加固要遵循的原則

我國現有的公路橋梁設計標準是上世紀九十年代頒布的，而隨著經濟的飛速發展，交通運輸業對于公路橋梁的承載能力的要求也越來越高，只滿足現有標準所建設的公路橋梁已經無法滿足現階段車輛的通行要求，同時，車輛超載現象的嚴重也對公路橋梁的承載能力產生巨大壓力，為人們的生命安全埋下眾多隱患。因此，對公路橋梁進行加固已成為目前人們越來越關注的問題，在公路橋梁加固工作中，要遵循兩個原則:

(1)做好維修前的檢測。在對公路橋梁進行加固前，要對需要加固的橋梁進行整體檢測，對橋梁的損壞程度進行分析，根據結果計算橋梁的實際運輸能力，分析損壞程度對橋梁承載力和耐久性所造成的影響。

(2)合理選擇加固方式。對橋梁進行加固時，盡量提高橋梁的承重能力是最終目的，但是也要考慮到施工的成本問題，不能無限制消耗材料，無視成本，而且，要考慮施工速度，避免對交通的正常運行影響時間過長。

因此，在選用橋梁的加固方式時，要根據實際情況作具體分析，不能一味照搬別人的成功經驗，要根據橋梁的不同結構特點，選擇合理加固方式，既可以使加固后的橋梁作用得到最充分的發揮，又必須對施工的成本進行控制。

2 體外預應力加固體系

2.1 加固原理

以高強鋼絲，鋼絞線或高強度粗鋼筋等作為施力工具，對梁體施加體外預應力，以預應力產生的反彎矩抵消部分外荷載產生的內力，從而達到改善橋梁使用性能和提高結構承載力的目的。體外預應力加固是目前公路橋梁改造工程中采用較多的加固方法，特別適用于大跨徑預應力混凝土連續箱梁和連續T構箱梁橋的加固。

2.2 加固方法

2.2.1 外部預應力鋼索加固法

一般采用預應力鋼絲束或鋼絞線，沿梁肋側面按某種線形設置，通過張拉實現體外預應力。在橋梁底部設置定位節點，對鋼索進行定位和固定，通常會在鋼索固定后用混凝土進行包裹，既可以加大強度，又可以防止鋼索接觸空氣而發生銹蝕。

2.2.2 下撐式預應力拉桿加固法

可以分為直線式、折線式和混合式等多種形式，適用于不同類型的橋梁，應用范圍較為廣泛和全面。

2.3 技術特點

優點:(1)能充分利用加固材料，能夠較大幅度地提高結構的承載能力和結構剛度;(2)體外鋼索變化幅度小且便于更換;(3)結構簡單，便于施工;(4)對橋梁本體影響小，保障橋梁本體強度;(5)設計施工在橋梁主體外部進行，不影響橋梁的正常通行;(6)所需設備簡單，施工工期短，經濟效益顯著。

不足:體外受力鋼筋易損壞，需要頻繁檢測和更換;體外預應力結構在極限狀態下可能會因為延性不足導致失去應有效果等。

2.4 注意事項

(1)根據被加固的受力要求和加固施工條件，合理選擇體外預應力筋的布置和張拉方案;

(2)對體外預應力筋錨固和轉向裝置進行結構設計時要細致謹慎，堅實可靠的錨固是結構安全工作的基礎;

(3)對體外預應力的相關設備和裝置進行防腐防銹處理，加長使用期限。

3 有粘結預應力加固體系

3.1 加固原理

利用錨固于被加固梁體的小直徑預應力筋，對橋梁世家預應力，然后噴注具有較高抗拉強度的復合砂漿，將預應力筋與被加固橋梁粘結為一體，構成有粘結預應力加固體系。

3.2 加固方式

3.2.1 材料選擇

(1)要選擇抗拉性能出眾的預應力筋，對于預應力筋的固定方式也要根據情況而調整，一般采用錨固于梁體上的支承角鋼固定，而支撐角鋼與被固定梁體的錨固方式取決于原梁鋼筋布置的具體情況。

(2)要選擇高性能的抗拉復合砂漿。有粘結預應力加固體系，依靠噴注的高性能抗拉復合砂漿，將預應力筋與被加固梁體粘結為一體，因此對復合砂漿的高粘結強度依賴很大，而復合砂漿的高抗拉性能是控制結構抗裂性、保護后加預應力鋼筋免于腐蝕的前提。

3.2.2 加固方式

主要有對鋼筋混凝土T形梁正截面抗彎承載力加固補強和對箱梁腹板的斜截面抗剪加固兩種方式。

3.3 應用范圍

有粘結預應力加固體系，以其預應力筋錨固簡單，張拉施工方便和結構耐久性高的技術優勢，受到國內外土木工程界的重視。因為其加固方式的自身特點，特別適用于中、小跨徑的鋼筋混凝土T形梁和空心板梁的加固。如對高速公路和城市立交工程中大量采用的連續箱體橋，因為其自身高度的限制，體外預應力加固應用困難，就可以采用在箱梁底部增設預應力筋，然后噴注高性能抗拉復合砂漿的方式來實現橋梁的加固。

3.4 技術特點

(1)可以最大限度發揮后加補強材料的作用，提高材料利用效率;

(2)復合砂漿保護層可以有效保護鋼筋免于銹蝕，提高結構耐久性，從而延長結構的使用壽命;

(3)依靠小型錨具和高性能抗拉復合砂漿粘結對預應力鋼筋進行雙重錨固，更加安全可靠。

4 高強復合纖維預應力加固體系

4.1 加固原理

高強復合纖維預應力加固體系是采用錨固、粘貼在梁體外部(或箱內)的高強復合纖維布條(或板條)對梁體施加預應力，其關鍵技術是解決適應于橋梁加固現場施工的預應力纖維布(板)的張拉和錨固問題。

4.2 加固方式

高強復合纖維是由高強玻璃纖維與凱芙拉編織布，特種環氧樹脂在施工現場充分濕合而成的高強復合材料。通過采用特種環氧樹脂將復合雙向纖維材料粘貼于混凝土表面，補強加固結構構件以及改善構件受力性能。

4.3 技術特點

與傳統加固技術相比，高強復合纖維預應力加固體系具有強度高、造價低，有較好的柔韌性、防沖撞性、防腐蝕性、耐久性，施工方便。同時，采用高強復合纖維材料加固后結構屬于一種新型的復合結構，對于施工工藝的要求較為嚴格，良好的施工質量是成功完成加固工程的前提和保障，因此，對工程的施工過程要嚴格進行監督管理，注意以下幾個問題:

(1)確認高強復合纖維材料對橋梁的作用效果，確保達到目標要求;

(2)對原梁鋼筋配筋率以及纖維粘貼層數對加固效果的影響進行分析，選擇最合適的施工方案，減少材料的無謂浪費;

(3)確認其對抑制和減小鋼筋混凝土結構的裂縫的實際效果，進而提高結構的耐久性。

5 結束語

總而言之，預應力加固技術對于橋梁的加固而言是一種行之有效的方法，已經得到了廣泛應用和實踐，通過細致的設計和施工，可以達到預期的加固效果。但是，與國外發達國家相比，我國還處于起步階段，需要不斷進行深入研究和探索，促進預應力加固技術理論及試驗研究方面的不斷發展。

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