公路桥梁体外预应力加固与施工方法

公路桥梁体外预应力加固与施工方法

刘伟良

身份证号码：44530219880109XXXX

摘要：当前我国的部分公路桥梁工程还存在着许多的问题和不足之处，承载力已满足不了当前交通运输量的需求，对车辆、行人的安全带来了极大的威胁。这就需要我国的相关公路桥梁工程施工人员在路桥施工中大力应用体外预应力技术，提高公路桥梁的承载能力和坚固程度，确保车辆、行人能够安全通过公路桥梁。因此，文章将主要围绕体外预应力加固技术展开讨论。

关键词：公路桥梁；体外预应力；加固施工

与普通的桥梁和公路建设相比，应用体外预应力加固技术不仅能提高桥梁或公路的性能、承载能力和使用寿命，还能促进中国的桥梁和公路建设的进步和发展。只要善于利用这项技术，就能消除或减少桥梁和公路的破损，提高桥梁和公路的使用寿命，增强桥梁和公路的使用价值。

1公路梁桥体外预应力加固施工方法

1.1竖向顶撑张拉施工法

竖向顶撑张拉法的工作原理是要在加固梁底层中加入U型钢锚固板，在与梁底相同的方向上安装上拉杆，拉杆的两个端点要和锚固板相连接，随后将张紧夹具安装在1/4的梁跨径以及跨的中间位置，或者是放在胯间以及隔板的中间，在拉杆应力达到所需数值的时候，就要在拉杆上面铺上钢筋混凝土，还要在梁底部中间实现楔紧，最大限度的使拉杆固定并维持有着一定的张拉力，随后对张紧夹具以及承托架实现拉杆防锈工作。

1.2横向收紧张拉施工法

横向收紧张拉法普遍应用在梁两端间距较小的状况下。该方式要在梁的下边缘加上预应力筋，在与梁端点处隔有一些距离以后再弯起，随后利用支点锚固定点和梁端点上的锚固钢板相固定。可以依据撑棍分解水平方向上的人预应力筋，在所有段的中间部位用拉紧螺栓的方式来实现两对称筋拉紧，由此让拉杆形成预应力。

1.3纵向张拉施工法

所谓纵向张拉法，从名称上就能明显的看出是在预应力筋抽线水平方向上实施预应力。预应力筋应该安装在和梁底方向一致的方向上，直到两端点处设导向块点再弯起，随后在梁上下实现纵向张拉，最大程度使梁端剪力变小。由于外预应力筋张拉方式和构造有着密切的联系，张拉点的优选设立位置就是和梁顶斜筋方向向一致，或者和梁底方向一致。体外预应力加固张拉步骤于设计混凝土梁的张拉步骤相同。其和横向收紧张拉法的差别是纵向法拉杆经常要到达桥面以后才能进行弯曲，在同一时刻完成拉杆端的丝扣安装，经过轧丝锚使其固定在梁顶锚固处的里面。

1.4预弯梁施工法

以上手法主要用在梁下缘裂缝问题上，但对于梁上缘出现裂缝问题则要作用预弯梁法。例如，一个简支钢板梁桥在外荷载上升时，应该完善钢板梁的受力情况，提升桥面板的硬度，进而利用桥面板加厚方式来处理。在进行浇筑工作之前，应该先抬起梁顶，然后在强度达到要求时慢慢地降落浇桥面板。由于桥自身的重量会导致桥面板出现扭应力，在此期间实施钢板梁和桥梁的弯矩和轴力，与此同时完成体外预应力筋的张拉，使其可以消除桥面板内的拉应力，进而让新铺设的桥面板混凝土在收缩过程中产生的拉应力较小。

1.5转向装置施工法

体外预应力混凝土结构中的预应力筋通过转向装置改变方向，形成设计需要的曲线形式。在预应力筋与转向装置的接触区域，由于摩擦和横向力的挤压作用，一旦转向装置设计不合理，预应力筋很容易产生局部硬化及摩阻损失过大，大大影响预应力的施加效果。设计中要求预应力筋在折点位置必须高度准确，避免产生附加应力，且转向装置在结构使用期内不应对预应力钢材有任何损害。此外，加工转向装置必须在加工厂进行。现场安装须严格按照图纸进行，运输及焊接须采取有效措施避免焊接变形，穿束前须拉线辅助安装确保准确。

2公路桥梁体外预应力加固与具体施工要点

2.1定位放样

放样定位要点包含滑块垫板与锚固支座、上锚固点的放样定位。滑块垫板与锚固支座的放样定位:沿梁底自锚固实际中心向着跨中方向进行，量取并标记出滑块垫板中心位置和跨中位置，并于梁底面上绘制出垫板平面尺寸，标记出螺栓孔位置(注:垫板放样中可忽略梁挠度影响)。上锚固点放样定位：对于斜筋上锚固点是在梁顶端面或者梁端面的情况时，应以单梁顶面或者梁端面的纵轴线为基准，沿着桥纵向对锚固点与梁端的距离进行测量；对于上锚固点在梁端的情况，则应先对锚固点距梁底面也可以是梁顶面的垂直距离进行测量，并沿着桥的横向对称方向对上锚固点的横向距离进行测量，标记出锚固点的理论位置。因为在梁的顶板和腹板中都设有钢筋(受力筋)，锚固点放样工作时须避开受力筋并对锚固点位置进行恰当的调整，而不应该将钢筋切断。

2.2设置上锚固点

对于梁顶面或梁端顶面设置上锚固点的情况，须根据斜筋的实际位置，通过在梁顶面或桥面板上凿穿2个同斜筋角度相同的斜孔。具体做法：先将桥面铺装层和梁顶面混凝土保护层凿除以露出受力钢筋，再将锚固垫板周围混凝土仔细凿除。根据斜孔设计角度搭设凿孔架，把凿岩机钻杆放置于凿孔架槽，将钻头中心对准理论锚固点并开始凿孔作业。待凿孔结束后，将存在于梁顶面的混凝土碎渣清理干净后涂抹环氧胶液，并采用环氧水泥砂浆进而铺平。对于梁顶设有锚固点的情况，须确保锚垫板上表面与梁顶平齐或略低于梁顶，从而保证锚固点的混凝土保护层能起到支撑作用。

2.3安装模板

骨架形成后，按照加厚段形状立模。施工模板拟采用木模板，模板必须具有足够的强度、刚度，并保证锚固横梁和转向块的形状、尺寸准确。模板要求平整、接缝严密、装拆容易、操作方便，如有缝隙需塞堵严密，以防跑浆。立模时采取可靠、牢固的支撑措施，防止跑模、漏浆。

2.4浇注混凝土

混凝土浇注前需将模板内的杂物清除干净。模板、钢筋检查合格后方可进行混凝土的浇注。混凝土浇筑前30min在原混凝土面喷涂界面剂。对混凝土进行养护，养护用水为自来水，配备箱内储水设施供水以保证养护条件，采用覆盖养生薄膜洒水保湿养生方式，养生时间不小于7d，并严格按照《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50—2011）有关规定进行。（7）混凝土浇筑时应留足混凝土试件，同条件养护和标养7d与28d。

2.5预应力钢束张拉

体外索采用应力控制方法张拉时，伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值必须符合设计要求，设计无规定时，实际伸长值与理论伸长值的差值控制在±6%以内，否则暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。

（1）张拉伸长值的量测。张拉伸长量测量以智能张拉系统记录为主，人工测量为辅。人工测量使用测量精度≤1mm的标尺测量。（2）伸长值校核。如果实际伸长值超出计算伸长值的-6%～+6%，则应暂停张拉，并需与设计单位共同处理后，方可继续张拉。伸长值校核应在张拉过程中同时校核。（3）灌浆、封锚。预应力钢束张拉完成后，在密封筒内灌注环氧砂浆，并在保护罩内涂抹防腐油脂，然后安装保护罩。（4）安装减震器。钢绞线张拉完成后，根据施工现场实际情况，量测钢绞线中心距箱梁底板距离，据此加工减震器高度。减震器加工完成后，按照图纸设计位置使用螺栓锚固在箱梁底板上。（5）封锚。锚头两端的多余钢绞线使用手提砂轮机进行处理，不可使用电弧切割或者是气割。（6）安装防松装置。将防腐油脂按照设计的要求灌注好，将灌浆管和施工设备连接好，并将其与工作锚板上面的注浆口进行紧密连接。当防腐油脂从另一端的出浆口流出后，则说明防腐油脂已注满。

3结语

和一般桥梁以及公路建设相比较，采用体外预应力加固技术不但可以提升桥梁和公路的功能、承载能力以及使用期限，还对我国桥梁以及公路建设的发展有推进作用。巧妙应用此技术，就可以轻松降低甚至避免桥梁和公路的损害，使公路和桥梁使用年限更久远，提升二者的应用价值。

参考文献：

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[2]马丁红.体外预应力法进行简支梁桥加固的研究[J].科技创新与应用,2019(15)

[3]周杰峰.预应力碳纤维加固技术在某大桥中的应用[J].特种结构,2019,36(02)