體外預應力技術在橋梁加固中應用的研究進展

張向新

（廣西大學土木建筑工程學院， 廣西 南寧 530004）

0 引言

目前，大部分城市的基礎設施已經比較完善，隨著現代經濟社會高速發展和人們物質生活水平的提高，代步工具的需求量也增速迅猛，這無疑是對公路橋梁的承載力提出了極大的挑戰。而橋梁作為交通系統中至關重要的一環，對于物流運輸、城市建設以及經濟發展等方面的影響非常深遠。由于一些業已建成的橋梁已經無法滿足當前的需求，出于環境保護資源節約的角度必然無法拆除重建，所以就要求研究者以及工程師們采用先進的技術和行之有效的方式進行維修加固，以適應當前人們對于橋梁功能的期許和要求。經過長時間的探索和實驗，體外預應力加固技術應運而生。

1 加固方式和加固材料的選擇

結合工程實際和實驗模擬，研究者們經過長期的探索和實驗，總結出了一些行之有效的橋梁加固辦法，如：角撐板補強法、SPS補強法（Sandwich Plate System）、裂縫和U肋填充、止裂孔法、黏貼碳纖維加固法以及頂推法調整拱橋拱腳水平位移加固法等等。針對正交異性鋼橋面板的修復，曾志斌0提出了改進鋪裝層和鋪設夾心鋼板等加固方式；郭耀華0匯總分析了上述常用方法，為鋼橋的修復提供了參考；李代卓0將上述方法組合使用，實驗發現：組合使用上補強鋼板與傾斜下補強鋼板的修復方案為最優方案，但具體方案則應根據工程實際擬定。但是，受制于實際的施工條件以及各個方法均有較為明顯的優缺點等方面的原因，上述方法應用并不十分廣泛，體外預應力技術通過長足的發展完善，已經成為目前各國橋梁工程普遍采用的方法。

基于對適應橋梁加固的新材料的探索，Xin Wang等0評估了玄武巖纖維增強聚合物（BFRP）作為預應力加固材料的可行性；，Ahmed Ghallab 等0則給出了外部因素對材料加固行為的影響因素。匯總分析研究人員的研究成果發現，廣泛應用于工程實際的加固材料有：鋼板、預應力筋、纖維增強材料以及納米材料增強水泥基復合材料等等。

2 體外預應力技術在實際工程中的應用

研究人員和工程人員在現場施工和實驗數值模擬等方面都對體外預應力技術在橋梁加固和修復中的應用做出了積極地探索，并取得了一些研究成果。

2.1 基于工程實例的技術應用

工程人員從宏觀的修復加固工程的角度，針對橋梁整體如何應用體外預應力技術進行加固這一問題展開了探索。例如，基于對非對稱大跨徑連續剛構橋的加固和檢測，李志堅0等利用有限元軟件建立模型可比性分析，并對橋梁的施工階段進行了跟蹤監測，發現加固后的橋梁預應力儲備有所增加并且耐久性有所提高；Young Hoon Park等0針對一座已經使用了23年的橋使用實時卡車負載進行現場模擬，以評估預應力隨時間變化時，橋力學行為的變化；田洪偉等0基于北京五環（四期）京山分離式立交橋的加固，經由體外索施工和自密實混凝土施工等一系列工序，完成了橋梁的修復工作，為預應力結構的使用提供了更為廣闊的空間。

2.2 基于橋梁加固提出的新方法

針對具體形貌的橋體裂縫，研究人員也針對性地提出了加固修復方法。例如，對于橫向裂縫的加固和修復，王師等0從梁體表面處理、鉆孔并植入錨栓以及碳纖維板現場下料等九個施工過程中，總結了使用碳纖維板的體外預應力技術操作要點；曹博成等0根據體外預應力加固方法的特點，分析總理了該方法在放樣定位技術和上錨固點設計技術等相關關鍵技術的重難點；劉杰等0基于南二環高速九江互通GK0+777.628匝道橋維修加固工程，應用體外預應力加固技術提高了橋梁結構的載荷能力和耐久能力，延長了公路橋梁的使用時間。

何棟等0則把加大截面固定法與體外預應力加固法相結合，提出了一種基于高強螺栓有粘結體外預應力橋梁加固的新技術；王琦等0針對預應力體外索施工技術進行了改進，結合工程實例分析了轉向裝置處理施工和外索更換等五個方面的施工技術要點；齊雙甲等0考慮了橋梁的病害和施工現場條件，采用橋梁下方支撐式預應力拉桿和體外預應力鋼絲束加固這兩種施工措施改變了橋梁結構應力情況。

3 結束語

匯總了在橋梁加固所使用的加固方法以及常用的加固材料。基于橋梁加固實例，多角度地闡述了體外預應力技術的應用方法和應用效果。該技術增強了橋梁本身的承載能力，能夠有效的避免橋體裂縫出現，具有其他加固方法不具有的諸如不影響正常交通等優點。體外預應力技術的應用為我國橋梁工程的發展提供了有力的技術支撐，加快了交通運輸業的可持續發展,為現代化社會的經濟建設做出了貢獻。