預應力混凝土空心板橋加固設計技術探究

凌曉敏

(武漢二航路橋特種工程有限責任公司)

1 預應力混凝土空心板橋使用情況分析

預應力混凝土空心板橋使用情況可從其結構形式以及施工工藝兩個方面分析。在結構形式方面，由于我國的高速公路與城市道路都對橋梁的凈空高度作出了明確的區域限制，因此普遍應用連續橋面的預應力混凝土簡支空心板橋。通常情況下，跨線橋大多都會用于凈空限制，連續預應力空心板橋則多用于坡橋、彎橋以及斜橋。

而施工工藝方面，先張法預應力混凝土板橋及空心板梁不僅施工周期非常的短，施工工序也十分簡單，加之其用料少，維修養護的次數少，操作工序非常簡單，因此受到了國內外相關專業人士的高度關注。然而，當前我國大多選擇以直線配筋作為主要形式，其跨徑通常限制為20～35m之間，且空心板橋的長度必須低于25m，這無疑與折線配筋的方式產生了較大差距。加之先張法預應力混凝土板橋及空心板梁都采取曲線配筋形式，就能使高性能混凝土與高強度鋼絞線力學性能充分的發揮出來，也能因此而獲取到相對偏大的跨徑。而其橫斷面普遍采用矩形斷面，因此又名大空板。

2 預應力混凝土空心板橋加固設計主要方式

(1)傳統的設計方式。在傳統結構的設計過程中，大多采取試探設計方式，但是該設計方式具有效率低以及重復設計等缺陷，且可行性也不高，大多設計都是在假設的程序中進行分析，在設計完成之后才進行統一的校核，再判斷校核結果的準確性，并分析設計過程中可能會出現的各種問題，根據這些問題是當調整設計參數或者是重新設計。經過多次反復的計算與校核之后，尋求能夠相關要求的最佳設計方案?？梢?，這種設計方式具有重復性與主觀性，而且對專業設計人員也提出了較高的要求，設計人員豐富的經驗及其敏銳的判斷能力是決定設計質量優劣的關鍵性要素。但是設計結果是經由反復試驗及驗算之后而來，因此設計結果也存在著不確定性，通常與實際情況相背離。

(2)現代的設計方式。近幾年，計算機網絡技術的發展越來越迅速，并且已經廣泛應用于混凝土空心板橋加固設計當中。再隨著結構分析方式及技術的不斷發展，有限元數值分析方法的應用在一定程度上提升了橋梁結構的設計方式與分析方法。再加之計算機的高校運算程序已經逐步取代手工計算方式，使運算效率與運算準確性都因此而得以有效的提升。當前設計人員普遍使用的計算分析手段有梁格法、比擬正交異性板法、有限元法、鉸接板法等。在結構分析相關理論逐漸完善的驅動力下，各種分析方法也在逐漸的精確。同時，計算機的編程技術也朝著人性化和工具化的方向發展，各種軟件產品被開發出來并普及應用。但是，這些計算方法同樣要求設計人員具備豐富的專業理論，因此也體現出較為明顯的復雜性，以至于成為許多大型工程設計環節的唯一設計軟件。

3 預應力混凝土空心板橋加固設計技術

3.1 設計方案分析

針對混凝土空心板橋的加固設計，筆者結合具體情況及自身設計經驗，經詳細計算和分析后得出如下方案。首先，對于混凝土空心板梁板底出現的橫向裂縫，以及箱梁腹板斜裂縫的加固處理，均采取粘貼鋼板加固法進行。而對于其他的裂縫，則需根據實際的縫寬，結合施工地具體情況，選擇采取壓力灌漿封孔法或者是表面涂層封閉法。其次，對于橋梁空心板鉸縫出現的混凝土脫落與滲水情況，則需采取壓力注膠法從鉸縫的下部對混凝土空心板橋進行粘鋼加固，即在空心板鉸縫處進行錨固鋼板加固，使各板橫向之間的聯系更加密切，從而使其受力性能因此而得到改善。此外，針對混凝土空心板橋上部結構加固，則需對混凝土空心板橋施加以橫向的預應力。在預應力鋼筋選擇上，在符合相關要求的前提下，可選擇使用預應力混凝土用螺紋鋼筋，以螺母錨固為主要方式，確保螺母同樣符合相關規定。

3.2 施工工藝分析

(1)錨桿墊板的粘貼工藝

錨桿墊板的粘貼主要從以下幾個步驟實現。第一步:對粘鋼區混凝土的表面進行處理。根據施工現場量測的定位情況，再結合設計圖紙中的具體要求，于混凝土的表面部位畫上錨固墊板的位置大樣，然后將粘鋼區表層的砂漿鑿除，使混凝土充分外露出來，產生具有一定平整性的粗糙面。針對表面不平整的地方，還需以尖鑿將其輕鑿整平。接著還需將表面的浮漿清除，所選器材為鋼絲輪，將表層的松散物成功剔除之后，再以壓縮空氣將表面殘留的粉塵吹凈，即可以工業丙酮將表面拭擦干凈。第二步:膨脹螺桿的埋植需要打盲孔，而在鉆孔打盲孔之前，需測定預應力的管道位置以及混凝土空心板橋底板的鋼筋位置，所選儀器為鋼筋保護層測定儀。以此方式防止鉆孔打盲孔的時候對預應力管道產生傷害，或者是碰擊到鋼筋。必須強調的是，鉆打深孔時，必須嚴格以設計圖紙內容作為參照標準。第三步:以工業丙酮將粘鋼區鋼板及混凝土的表面進行清洗處理之后，再于鋼板的粘貼面及混凝土的表面上涂抹粘鋼膠，涂抹時必須嚴格控制力度與厚薄，接著再將鋼板進行粘貼。第四步:錨固墊板成功粘合之后，即可添加墊片并將螺母進行緊固處理，以交替的方式將加壓螺桿擰緊。此時，剩出的粘鋼膠就會被擠出，密貼效果更佳明顯。與此同時，還需緩慢敲打鋼板，促使粘鋼膠保持極好的飽滿性。第五步:鋼板粘膠達到凝固狀態之后，還需用小錘輕擊鋼板，并仔細聆聽錘擊音響，從中判斷粘貼效果。假如錨固區有效粘結面積低于九成，則需重新進行粘貼。

(2)預應力混凝土空心板橋梁底施工工藝

梁底施工也分五步進行。第一步:下料，并將鋼筋表面的銹斑除去，清洗表面污物，再實施防腐措施。第二步:檢驗錨固墊板，確定符合相關標準之后，即可將預應力鋼筋插入其中，在將端頭螺母安裝成功之后將其禁固處理。以小型的千斤頂作為施工器材實施單端張拉操作，張拉的順序設定為從中間擴散到兩邊。第三步:在預應力鋼筋張拉程序中，還需保證千斤頂的主缸內擁有充足的油量，當鋼筋處于略緊狀態時，需要對千斤頂與錨母的位置進行適當調整，確保千斤頂、錨具以及孔道的軸線始終處于吻合狀態。此外，還應保證鋼絞線的受力維持均勻，當鋼絞線達到初應力0.1σk時，需要標記實際伸長量，再仔細查看是否存在著滑絲的情況。第四步:進行張拉操作時，應選擇單端張拉法，且升壓千斤頂時應保持勻速。至控制應力的時候，需進行鳴號，保持張拉力穩定。進行五分鐘持荷的同時，對伸長量進行測量，查看與計算值之間的吻合度。第五步:張拉結束之后，以圓盤切割機將對于部分的鋼筋切除，并給予外露鋼筋防銹措施。

(3)對預應力鋼筋進行防腐的施工工藝

首先以清洗劑作為原材料，清洗鋼筋表面的污物與銹跡，再以鋼絲刷對鋼筋進行打磨，使其呈現出光澤的狀態。接著在鋼筋表面涂刷防銹油漆，以四層為最佳。涂抹程序為:環氧富鋅底漆(一層)——環氧云鐵中間漆(兩層)——丙烯酸聚氨脂面漆(一層)。

4 結束語

預應力混凝土空心板橋加固施工可以延長橋梁的使用壽命，雖被廣泛應用，但受其工藝復雜性的影響，實際操作過程當中無法避免各種問題的發生。因此，在施工操作過程中，應不斷增強相關施工人員的專業技能，改進和完善預應力相關技術，避免出現任何安全事故，提高施工整體質量。

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