连续刚构桥体外预应力加固技术应用研究

连续刚构桥体外预应力加固技术应用研究

吴信明

广东湛江市公路管理局吴川分局广东湛江524000

摘要：体外预应力加固技术是后张预应力体系的重要分支，同时也是连续刚构桥加固施工的首选技术之一。本文对连续刚构桥体外预应力加固技术的应用展开了研究，对其加固原理及方法进行了介绍，并结合实例，分析了体外预应力加固技术在连续刚构桥加固中的应用。

关键词：连续刚构桥；体外预应力；加固技术；应用

0引言

随着我国国民经济的快速发展，桥梁工程作为重要的交通基础设施之一，其工程建设也日益增加。其中，连续钢构桥以其跨越能力大、经济实用等优点，得到了广泛的应用。当前，许多连续刚构桥出现了不同程度的病害现象，严重影响到了桥梁的使用性能，对这些桥梁进行加固施工十分必要。而体外预应力加固技术作为一种积极的主动加固方法，在连续刚构桥加固施工中得到了广泛的应用。

1梁桥的加固

1.1加固原理

首先，采用具有代表性的简易小模型－简支梁，进行受力分析，如图1、图2所示：

图3提高主梁承载力方法

1.2加固方法

基于上述理论分析，目前得出梁桥的加固方法通常有以下几种：

（1）增大截面加固方法与技术：在主梁配筋明显不足的情况下，还有桥下净空高度受到约束，采用释放部分横载，先处理掉混凝土保护层，然后增加几根主筋并进行施焊，同时绑定必要箍筋，最后再恢复保护层，完成加固。

（2）粘贴法加固技术：将钢板通过环氧胶的使用，粘在结构受拉区以及结构受力薄弱的部位，成为结构整体的一部分，再利用钢板和补强结构一起参与受力，从而提高结构整体强度，最终达到改善结构承载力的目的。

（3）增加辅助元件的方法和加固技术：墩台地基非常安全，并且其承载力足够的情况下，增加纵向梁，使其与旧梁形成整体，共同承受外荷载作用，从而提高桥梁结构的承载能力和刚度。

（4）改变结构体系加固方法与技术：对于部分梁桥，可以采用在原桥的基础上改变结构体系。常用的是将简支梁桥变为连续梁桥，简支梁桥下增设支架、桥墩，或者把相邻的简支梁桥连接起来，由简支梁变为连续梁，可以改善原桥的受力状况，提高承载能力。

1.3本文分析方法

由于本文将对连续刚构进行计算分析，连续刚构是高次超静定结构体系，上述四种加固技术均不实用，并且根据以往的加固实例分析，若采用这些方法加固，最后对桥梁的改善效果并不怎么明显，在重复荷载作用下，桥梁结构的挠度仍有增大的趋势。因此本文将采用体外预应力加固方法与技术。

1.3.1基本原理

根据预应力的运用原理，在新增设计的构件或者在原结构中施加预应力荷载，以便达到加强结构的目的。在受拉区域施加预应力改善钢筋混凝土以及预应力混凝土梁板的部分自重应力，起着抵消效果，相当于直接进行部分自重卸载，从而提高桥梁结构的承载能力。其优点是闭合部分裂缝，提高承载力，性价比较高。

1.3.2施加预应力方法

利用钢杆、钢筋、钢绞线进行施加预应力。纵向拉伸、横向拉伸、预应力张拉钢绞线均可用来施加预应力荷载。运用螺栓、丝杆、花篮螺丝、千斤顶及锚具进行施工，最终完成加固。

1.4加固注意事项

1.4.1加固前应对裂缝进行处理

裂缝处理主要采用灌浆封堵裂缝，裂缝宽度大于0.15mm的采用环氧树脂注射封缝，小于0.15mm的裂纹则用环氧树脂涂层即可。这样阻止了有害物质的渗入，因而对预应力钢筋产生破坏，从而提高了主梁刚度。

1.4.2加固后防护处理

体外预应力钢束对桥梁结构进行加固后，将采用以下几种处理方式防护：

（1）对钢绞线表面进行涂油脂处理；

（2）对钢绞线用PE套防护；

（3）对钢绞线采用镀锌方式保护。

此外，对体外钢束线，为了防止行车使其发生过度的振动，可以沿纵向在梁体外设置防震限位装置。

2体外预应力加固实例

2.1工程概况

某桥梁工程为一连续刚构桥，该桥桥跨采用79m+137m+79m，边跨比为0.57，桥梁全长为295m，立面布置如图4。主梁采用单箱单室的箱型截面，桥面宽度为12m，设置了1.5%的横坡，桥墩为双薄壁柔性墩。主梁根部高为8m，跨中截面高为3m，箱梁底部边缘是二次抛物线形状，桥面宽为12m，箱梁底部的宽度为6.5m，截面悬臂长为2.75m，支座处腹板的厚度为0.55m，跨中腹板厚度为0.4m，支点处底板厚1m，跨中底板厚0.5m。设计荷载：公路－Π级，人群荷载为3kN/m。

图5跨中混凝土脱落

图7主梁单元划分

以上述建模分析结果为依据做合理的加固设计，其设计为在中跨增加预应力钢束，并将这钢束锚固到0号块的横隔板边跨侧，总有6根Φj15.2mm的钢绞线，通过转向板进行下弯施工，腹板体外束布置如图9所示；除此之外，在箱梁腹板和顶板处分别进行粘贴钢板进行加固。加固后，再次进行各反应桥梁受力，对具有代表性的截面进行再次验算比较分析，加固后截面承载能力均有所提高，满足了设计要求，如表2所示。

3结语

综上所述，体外预应力加固技术能够有效提高连续刚构桥的承载能力、增大主梁压应力储备、恢复结构线形，是连续刚构桥加固施工中的一种常用技术。在连续刚构桥体外预应力加固施工中，施工人员要掌握相关技术要点，选择合理的施工方案进行施工，同时还要确保各个工序的施工质量，从而保证连续刚构桥的性能及安全。

参考文献：

[1]张小刚，王技，李王辉.某连续刚构桥体外预应力加固技术研究[J].珠江水运.2016（18）

[2]杨永贤，孙隽.体外预应力在连续刚构桥中应用及其利弊[J].山东交通科技.2015（04）