高速公路橋梁維修中新型預應力技術的應用

摘要：隨著時間的推移，高速公路橋梁在運行中會出現病害問題，影響正常使用且極易造成嚴重的安全事故。因此，提出了高速公路橋梁維修中新型預應力技術的應用。同時還分析了在高速公路橋梁維修中應用新型預應力技術的優勢，通過預應力技術的應用要點，規避施工中該技術存在的問題；最終明確在高速公路橋梁維修中，先張法預應力技術可以預制維修構件，無黏結預應力技術可連接混凝土箱梁，預應力碳纖維板（CFRP）加固技術可運用于橋梁的維修加固施工。通過對該技術的關鍵點進行深入分析，為其在實踐中的應用及推廣打下堅實的基礎。

關鍵詞：高速公路""橋梁維修"""預應力技術"""新型施工

Application"of"a"New"Prestressing"Technology"in"the"Maintenance"of"Highway"Bridges

CHE"Yao

（Gansu"Construction"Traffic"Construction"Co.，"Ltd.，"Lanzhou，"Gansu"Province，"730030"China）

Abstract："Over"time，"highway"bridges"will"have"disease"problems"in"operation，"which"will"affect"their"normal"use"and"easily"cause"serious"safety"accidents，"so"this"paper"proposes"the"application"of"a"new"prestressing"technology"in"highway"bridge"maintenance."It"analyzes"the"advantages"of"applying"the"new"prestressing"technology"in"the"maintenance"of"highway"bridges"and"avoids"the"problems"of"this"technology"during"construction"through"its"key"application"points."Finally，"it"clarifies"that"in"the"maintenance"of"highway"bridges，"the"pre-tensioned"prestressing"technology"can"be"used"to"prefabricate"maintenancenbsp;components，"the"unbonded"prestressing"technology"can"connect"concrete"box"girders，"and"that"the"prestressed"carbon"fiber"reinforced"plastic"（CFRP）"reinforcement"technology"can"be"applied"to"the"maintenance"and"reinforcement"construction"of"bridges."This"paper"makes"an"in-depth"analysis"of"the"key"points"of"this"technology，"which"lays"a"solid"foundation"for"its"application"and"promotion"in"practice.

Key"Words："Highway;"Bridge"maintenance;"Prestressing"technology;"New"construction

在高速公路運行中，必須對工作狀態較差的橋梁進行緊急加固[1]。在選擇加固技術時，既要兼顧技術本身的使用性能，又要兼顧技術的便捷性，因此必須在保證高速道路安全的前提下，采用能實現加固效果的技術。在眾多的養護與加固技術中，新型預應力技術是最先進、最有效的[2]。預應力技術是一項新興的現代建筑技術，它通過對某一特定的構件或結構進行預先加壓，以消除其自身的壓力，并將其所承受的外力轉換成結構的內力，使其達到穩定和安全的目的[3]。本文分析了在高速公路橋梁維修中應用新型預應力技術的優勢，并探析了預應力技術的要點，以規避施工中該技術存在的問題；提出在高速公路橋梁維修中，先張法預應力技術可以應用于加預制維修構件，無粘結預應力技術可連接混凝土箱梁，預應力碳纖維板（CFRP）加固技術可運用在橋梁維修加固施工中。此方法通過改變預應力的多種形式，把預應力轉化成內荷載，從而增強整體的抗壓強度，確保混凝土結構的安全、穩定。

1在高速公路橋梁維修中應用新型預應力技術的優勢

預應力是建筑工程中產生的應力[4]。預應力技術是20世紀發展較快的一項工程技術，它是對預應力混凝土結構進行預加應力的一種施工技術，包括內預應力技術和外預應力技術。

內預應力技術在公路橋梁工程中的優勢：在工程施工中，既可以使用機械設備，也可以采取電熱等方法來進行預應力施工[5]。在高速公路橋梁中應用內預應力技術可以保證施工質量和安全性。

外預應力技術在高速公路橋梁施工中的優越性：在工程施工中，對已夾持預應力鋼筋的錨具進行張拉，而后在對應的預應力混凝土結構中進行預應力施工。在對高速公路橋梁開展施工的過程中，加強外預應力技術的充分應用，對原有的機械設備進行調整，就可以嚴格控制混凝土結構的形態或預應力的狀態，達到工程建設的要求。

2預應力施工技術存在的問題

2.1控制張拉力

我國預應力施工技術發展時間較短，相關的規定、法律和制度等還不完善，在工程實踐和施工工作方面缺少施工技術標準支持。這不僅會影響項目的質量，還會阻礙整個建筑工程的發展，所以亟須從內容和專業性入手，確保我國預應力施工技術水平獲得提升。此外，在具體施工階段，大部分施工人員都未接受專門的技術培訓，導致他們無法對張力進行精確控制，還會出現各種各樣的誤差，不止對施工工作的穩定性造成影響，還會出現結構變形等問題，更甚者產生一連串的質量問題。所以，在開展預應力施工的環節中，企業應聘用大量專業能力強、知識經驗豐富的人才，參與施工方案的擬定，可以通過多元化培訓、技術交底等方式，使他們掌握更多技術和技能，為后續階段的施工奠定基礎。而在進行預應力鋼筋張拉力控制時，由于管線的偏移和彎管所引起的摩擦會對其造成一定的影響。

因此，必須在施工前進行精確的測量和放樣，并嚴格按照要求進行預應力管道的安裝，防止由于人為原因造成的管道彎曲、移位等問題。控制張拉力的方法是對張拉力和伸長量進行雙重控制。對張拉力控制進行拉伸試驗，結果表明實際的伸長量和理論上的偏差相符，完全貼合設計要求。

2.2拉張時間

在對高速公路橋梁項目開展施工時，為了優化混凝土的強度，很多企業都會采用早強劑來完成澆筑工作，并對混凝土做好張拉處理，直到其滿足預期的強度標準，才會繼續后續階段的施工。但若是混凝土強度遠遠超出預期，那么其彈性模量就會呈現出不同程度的增大，還會讓原本的結構受到損壞，影響到橋梁的承載能力，引發嚴重的混凝土開裂問題。結果表明，采用早期強化劑對混凝土的性能影響較大，不能滿足現行技術規范的要求。

2.3預應力鋼筋滑絲和斷絲

由于張拉時的種種因素，導致預應力筋出現脫絲、斷裂等情況，使得預應力筋面對受力不均勻等問題，很難產生較強的預應力，縮短整個結構的應用年限。所以，應該加強對預應力鋼索的滑絲數和斷絲量進行控制。加強對原料質量的控制，加強對預應力鋼筋的進場檢驗。

3預應力技術的施工要點

3.1鋼筋的安裝

在高速公路橋梁的建設中，必須嚴格按規范進行鋼筋的裝配，防止預應力鋼的損壞，確保高速公路橋梁的安全。為了防止鋼筋損壞，建筑單位要采取有效的措施，對預應力筋進行保護，在施工過程中要對其進行嚴格的檢查，并保證將預應力筋綁扎好后，再對其進行加固。

3.2后張拉法在橋梁工程中的應用

在后張預應力施工中，不僅要按照設計圖紙進行預應力加固，而且要禁止使用氣割、電割等方式，根據實際情況來調整鋼筋的長度使用砂輪割機進行切割。工人應對剪下的預應力鋼筋進行檢驗，并按照設計圖紙上所列的數量，將鋼絞線整理好后進行編號，并捆牢防止相互絞結，并用濕布包扎，防止鋼絲被火花燙傷。施工中，必須嚴格按檢測標準進行預應力管線的安裝與固定，并確保錨桿張拉力達到設計和技術規范的要求，從而防止管線滲漏。

4高速公路橋梁維修中新型預應力技術的應用

在高速公路橋梁工程中，新型預應力技術主要有兩種，一種是外部預應力；另一種是內向預應力。機械法施工技術包括多種施工方法，是目前常用的預應力方法。在高速公路橋梁維修中，新型預應力技術的運用包括如下幾個方面。

4.1先張法技術在橋梁維修預制構件中的應用

所謂先張法，即先在張拉臺座上張拉預應力鋼筋，再將其暫時固定在臺面上，再進行澆筑，當混凝土達到80%的強度后將其放松，當鋼筋收縮時結合力會向混凝土施加預應力。

在張拉前，應按設計圖紙要求選用適當的液壓千斤頂和油表，以確保施工的安全。選用的千斤頂應符合一次性鋼筋張拉時的伸長值要求，其噸位為鋼筋張拉力的1.5～2倍，油表選用不小于1.5級，壓力讀數為計算值的1.5～2倍，使用前要配合檢查，使用200次后必須重新進行校驗。在達到應力值和延伸值后，保持5"min，使預應力筋松弛后，再次張拉。制造末端錨具時，應充分考慮鋼絲繩的需要，錨具的外部是開放的，深度應以有效地錨固鋼絲繩為準；在安裝錨點之前，將刻槽的位置打磨為一個粗糙的平面后鉆入全螺紋螺桿。先張法預應力技術施工工藝簡便，造價低，工期短，且受力良好，可充分保障工程的質量，值得廣泛應用于一般大型高速公路工程。施工單位將預應力技術用于高速公路橋梁的施工中，可有效改善結構抗拉應變和承載力，減少因受壓引起的混凝土變形。

4.2無粘結預應力技術在混凝土箱梁中的應用

在20世紀80年代中期我國開始推廣和使用無粘結預應力技術，如成都浦江雷河橋、焦作幸福河橋、南海北江金沙大橋、濮陽市金堤河宋海大橋等工程。隨著對結構不斷進行研究和實踐，局部預應力結構在橋梁結構中的應用也日益廣泛。在混凝土箱梁的施工中，既要做好預應力的準備，又要對混凝土的配合比進行檢驗。在工程中，必須認真嚴格地進行鋼筋綁扎、焊接作業，遵守設計規范以提高工程質量。為探究粘結預應力技術在混凝土箱梁中的應用，案例中橋上部為30"m簡支小箱梁，兩根梁為無粘結預應力鋼筋，其余為粘結預應力鋼筋。

在高速公路橋梁養護中，不粘結局部預應力混凝土梁的縱向預應力筋都按曲線排列，這使施工過程大為簡化，工期大為縮短。對于無粘結預應力混凝土構件，其施工程序如下：鋪層→預應力筋→綁扎調整預應力筋→進行編束→澆筑混凝土。

4.3預應力碳纖維板加固技術在施工中的應用

在高速公路橋梁建設中，通常采用預應力技術對主承重部位進行加固的方式，以改善結構的承載力和使用壽命。在國內，常采用的加固技術主要有橋面加固、粘貼鋼板加固、預應力加固等。施工前，要做好現場勘察、施工設計等工作，敲掉需要修補的混凝土表面易碎區域，鑿掉表面剝落、空鼓、腐蝕等缺陷，鑿掉質量差的地方后再用水泥砂漿進行修補，清除表面污物進行倒角處理，并打磨成弧形，以確保修補部位的干燥整潔；主劑、硬化劑按規定的配比進行底涂操作，然后自然干燥，1～2"d后膠水固化，再進行下一道工序；修補不平坦部分后，采用特殊的環氧樹脂，將碳纖維布直接涂于混凝土底層，并按設計要求的大小、層數進行切割，由上往下、從左到右粘貼碳纖維織物。

施工工藝與質量加固效果有直接的聯系，施工工藝成為施工質量是否可靠的關鍵，預應力CFPR技術在公路橋梁的緊急加固中的施工工藝流程如下：施工前準備→修復破損部位→底涂補平作業→下層粘接樹脂工序→粘貼碳纖維板→加工并處理貼片表面。

5"結語

隨著技術的進步，預應力技術在高速公路橋梁的維修和加固中得到了迅速的發展與完善。在高速公路橋梁維修中，先張法預應力技術可預制維修構件，無粘結預應力技術可連接混凝土箱梁，預應力碳纖維板（CFRP）加固技術可運用在橋梁維修加固施工中。采用新型預應力加固技術，既可以恢復構件的整體剛度，又可確保其工作性能和耐久性，同時有效地改善結構承載力，減少材料的消耗，降低加固項目成本。在今后的發展中，應持續對預應力技術進行改進，以達到提高工程質量的目的。

參考文獻

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