淺談橋梁加固工程體外預應力技術的應用

魏凱

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，人們對交通基礎建設要求日益提高。在橋梁施工中，體外預應力技術作為橋梁加固施工主要技術之一，其施工技術水平的高低不僅對橋梁整體質量有著直接影響，而且對于橋梁結構安全及受力狀態也會產生一定影響。為此，本文在充分了解體外預應力技術概況的基礎上，通過具體案例，對其施工要點進行了分析與探究。

關鍵詞：體外預應力；橋梁工程；施工要點

近年來，我國基礎設施建設不斷完善，不僅為人們的生活提供極大便利，也有效的拉動了社會經濟的發展。由于外界多種因素的影響，橋梁工程在投入運營之后往往會產生各種病害問題，嚴重影響橋梁承載力。體外預應力技術是橋梁加固工程施工中的關鍵環節，對于工程的穩定性及使用年限有著重要的影響。因此，在施工中因對造成橋梁破損的因素加以重視，在施工中采取相應的加固技術，確保車輛行駛的安全性能。

1 體外預應力技術的概況

體外預應力是后張預應力體系的重要分支之一，體外預應力砼結構有很多優點，預應力筋套管布置簡單，調整容易，簡化了后張法的操作程序，大大縮短了施工時間；同時由于預應力筋布置于腹板外面，使得澆筑砼方便；由于預應力筋的位置，減少了施工過程中的摩擦損失且更換預應力筋方便易行。

體外和體內預應力結構在結構構造上的根本區別就是預應力筋位于混凝土結構的外部，僅在錨固及轉向塊處可能與結構相連，因此，體外索的應力是由結構的整體變形所決定的；而在體內有粘結預應力結構中，力筋位于混凝土結構的內部，與結構完全粘結，在任意截面處都與結構變形協調，因此力筋的應力是與某個混凝土截面息息相關的。傳統上來說，體內預應力筋是不被看作一個單獨構件的。而體外筋在混凝土體外，自然成為一個相對于組成結構整體的單獨構件，其較體內筋要重要許多。所以在承受動力荷載的體外預應力結構設計中，必須考慮到體外筋與結構是獨立振動的，應防止二者共振，而且當體外預應力筋在動力荷載（如車輛等）作用下發生共振時，就易發生錨具的疲勞破壞和轉向構件處的預應力筋的彎折疲勞破壞。在地震區時設計還必須考慮采取相應措施，提高體外預應力結構的抗震性能。

2 體外預應力技術在橋梁加固中的作用

首先，體外預應力技術有利于橋面設計標高的恢復，該項技術是通過臨時鋼桁架加以利用，使其對外預應力索進行跨橋處理，進而將一個向上的作用力施加到橋面，進而實現橋面標高的恢復。在具體應用中，首先要通過橫向支撐排架、體外預應力索來校正標高，然后將轉向桁架架設在橋梁體外、跨中以及上冊部位，之后通過預應力來處理高出桁架的橋面，并向橋墩施加作用力，在反復調整之后，就可以將橋面標高恢復到原始設計值。

其次，體外預應力技術能夠修補截面裂縫。眾所周知，橋梁工程在長時間的載荷作用之下，很有可能出現開裂問題，尤其是對于一些具有較大剛度、跨中下部撓度較高的部位，其橋面開裂現象十分常見。針對此，可以對體外預應力技術加以利用來修補截面裂縫，在工程實踐中，首先要檢測截面裂縫的部位，一般情況下會利用25倍鏡，如果檢測到的裂縫尺寸超過0.03mm，那么就可以選擇高強度粘合劑來進行封閉處理，并對壓降嘴設備加以利用，向裂縫內部打入高分子材料，而如果是在橋梁1/4部位發生裂縫，那么就可以利用鋼板來提升外預應力。

此外，在橋梁加固工程中運用體外預應力技術，還可以有效改善橋梁的抗彎承載效果。在具體應用中，首先對直線型預應力拉桿加以利用，處理橋梁中間界面，對其抗彎承載效果進行改善，使其結構穩定性得到提升。與此同時，混合型預應力桿也可以在橋面中正截面承載力的提升中得到應用。

三、工程案例

某橋梁工程為鋼筋混凝土T型梁橋，其平均跨距為13m。多種因素影響下，橋梁下緣混凝土已經出現損壞現象，局部混凝土已脫落，且產生縱向貫通裂縫，主鋼筋銹蝕問題嚴重。為此必須對橋梁進行加固處理。施工前，必須先將松動的混凝土鑿除，隨后將其銹蝕問題清理干凈，一般選用鋼絲刷即可，同時掛模澆筑C50混凝土進行處理。最后實行體外預應力加固施工。

3 橋梁加固中體外預應力施工要點

當前橋梁施工所面臨的環境愈加復雜，必須結合工程實際情況，選取相應的施工技術，確保工程質量及穩定性。加固技術的應用，可有效提升橋梁承載能力，滿足交通運行需求。為克服設計、施工弊端，進一步推廣體外預應力施工技術，必須加大設計理論、施工理論及檢測技術等方面的研究力度，這對提高橋梁工程質量意義重大。

1、人孔開設

在各箱各跨對應橋面部位布設施工人孔，以施工人員出入箱梁方便作為孔洞開設尺寸標準。隨后將箱梁內雜物清理干凈，根據設計要求，放出箱梁內部尺寸。

2、轉向結構施工

因體外預應力鋼索施加于箱梁內，為降低損壞原橋的程度，可選取鋼結構作為體外鋼索的轉向結構，且在箱外進行鋼結構放線定位、加工預制，要求以滿焊的形式焊接全部鋼制構件，保證受力符合設計要求。鋼結構形成骨架后，可選取鋼板粘結鋼制構件和箱內混凝土接觸面，且將C50鋼纖維混凝土粘結到兩個鋼板之間進行填實處理。在墩頂橫梁位置體外鋼索應及時進行開槽偏轉施工，但在墩頂專向鋼管就位后，需在6到8cm之間控制橋面上下層鋼筋距離。但這種情況下，安裝直徑133mm轉向鋼管難度較大，且不得斷開橋面第一排受力鋼筋，因此必須切除墩頂橫梁橋面第二排橫向鋼筋，要求先加固處理橫梁范圍外的第二排橫向鋼筋，隨后切斷該鋼筋。試安定位轉向鋼管后，需將環氧砂漿鋪設到橫梁范圍內，隨后再次安裝鋼筋，且焊接橋面鋼筋。按照設計規定，與橋梁箱梁實際尺寸相結合，按照“墩頂靠上、轉向貼底”的規定，對墩頂位置進行確定，并安裝轉向鋼管，隨后將C50鋼纖維混凝土澆筑到墩頂開槽位置。全部暴露于空氣中的鐵件必須進行環氧樹脂防腐處理。

3、梁裂縫修補

橋梁連續箱梁跨中下撓較大，墩頂范圍內極易出現橋面裂縫。跨中位置往往在箱梁底板、腹板與翼板位置產生裂縫。為準確普查裂縫，確定裂縫實際情況，一般可選取專門檢查儀器進行處理，隨后將0.3mm以上裂縫全部封閉。將高分子材料通過插入壓漿嘴向裂縫內壓入，并充分填滿。endprint

4、穿索及預應力張拉

根據工程建設需求，可將無粘結預應力鋼絞線（4根）配置到各片T型梁上，總量為16根。為保證各片量均勻受力，分2此張拉兩端。交叉布設固定端和張拉段，855mpa為預應力鋼絞線張拉控制應力，622.5mpa為有效預應力。要求先做好穿索工作，嚴禁在地板上拖動穿索，需將拖輪設置到下方做好支撐工作。本工程選取分級張拉體外索，要求在整體張拉力的25%以內控制各級張拉力，完成張拉作業后，需及時檢測各項參數，如體外束伸長量、梁體控制截面應力等。張拉施工中必須對所有主梁跨中撓度、裂縫閉合狀況進行實時觀測。

4 橋梁加固中體外預應力施工質量控制

為保證橋梁工程建設順利進行，應構建起完善的質量控制體系，加強技術管理工作，充分掌握施工圖紙內容，做好技術交底工作。同時配備專門的質檢人員及負責人，嚴格按照體外預應力技術標準進行質量檢驗，對于檢測工作中出現的問題，應及時組織施工人員進行處理減少施工階段潛在質量隱患，進而有效提升路基穩定性及承載力。并根據預先確定的質量控制目標，分析可能出現偏離情況，并采取相應預防措施，以實現計劃質量目標，規避事后管理中存在的不足之處。同時還需跟蹤計劃實施情況，及時發現其中存在偏差，并形成處理方案。并確定科學控制方法，保證橋梁工程質量控制目標得以實現。

體外預應力索選取無粘結鋼絞線，為滿足預應力索保護需求，必須將油脂、塑料護套裹于其外側，增強其耐久性。選取玻璃絲布包裹油脂的方式對張錨體系兩端錨具、防松套進行充分防護。

5 結束語

綜上所述，隨著我國經濟的發展，交通運輸量大幅增長和時間的累積，很多橋梁已經出現病害承載力下降。加上在役公路橋梁中有相當一部分按照原有設計標準建成的橋梁已經不能滿足正常使用要求，嚴重阻礙了交通運輸業的發展。將舊橋危橋拆除重建的想法既不現實也不科學，因此舊橋加固是十分有效的辦法。體外預應力加固技術是種十分有效的加固方法，它是后張法預應力體系的重要分支之一。相對于被動加固法的增大截面加固法，體外預應力加固梁身自重增加很少，但能大幅改善調整原有結構的受力情況，提高承載力和抗裂性能，對橋墩及基礎影響也很小，同時對橋梁交通影響不大，可節約維護成本。

參考文獻

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