论桥梁体外预应力加固施工

魏家平

（重庆桥都桥梁技术有限公司 重庆 401120）

论桥梁体外预应力加固施工

魏家平

（重庆桥都桥梁技术有限公司 重庆 401120）

在桥梁工程的建设施工中，对于桥体结构承受能力和受力情况的改善施工至关重要，而预应力技术的应用，发挥了良好的结构加固作用，其应用的价值非常突出，且其应用范围较为广泛。本文重点针对桥梁施工中，体外预应力技术的实际应用进行了简要探讨，以供参考。

桥梁；体外预应力；加固施工

1 引言

在桥梁钢筋混凝土结构发生问题时，需要采取必要的加固措施，对其结构的受力加以改善，加固的主要部分是桥梁的梁体结构，从而改善桥梁的整体受力情况，提高其承载能力。应用体外预应力技术，不仅仅能够加固桥梁的主体结构，还不会对主体结构带来附加的不良影响，因此是不可多得的优良技术，被广泛地应用于桥梁加固工程中。

2 桥梁加固中预应力加固技术

2.1 技术概述

桥梁施工中常见的梁体结构形式有悬臂梁、简支梁和连续体梁，桥梁经过长期使用之后，往往会出现结构和质量上的病害问题，影响其稳定性，因此需要采用必要的预应力加固技术，提高桥梁的使用安全系数。预应力加固技术应用于桥梁加固中，可使梁体局部明显减少或避免可能产生的裂缝，并能降低梁体挠度，梁体各结构的受力状态尽可能达到比较合理的状态。较为常见的预应力技术包括粘结预应力加固技术、高强负荷纤维预应力加固技术和体外预应力加固技术。

其中，体外预应力技术的施工材料，通常采用的是无粘结钢绞线、槽钢及粗钢筋材料的组合。其原理在于使用体外索，对桥梁上部结构加固，利用张拉体外索在梁下部受拉区，对梁体形成偏心预压力，梁体基于此作用发生上拱，减小荷载挠度，从而改善梁体的受力情况，提高其承载能力。此方法对于桥梁的正常使用和行车时限等方面几乎不会产生影响，且不改变梁体原结构构造，因而非常适用于连续箱体大跨度桥梁的加固施工。

2.2 技术优势

（1）体外预应力钢筋结构体系可以根据实际需要，设计成可更换、可补拉、固定等不同的形式。这样，通过可更换的体外预应力钢筋就能够更好地对桥梁进行维修、加固和保养。

（2）在对桥梁进行加固的时候，体外预应力加固技术可以让施工过程变得更加方便。因为体外配筋形式的加固技术本身并不需要灌浆，因此就可以采用全年形式的施工，还可以使承载力消弱的情况消失。即使在寒冷地区进行施工时，也可以避免在梁肋中加设管道的形式，这样对桥梁施工有着十分重要的现实意义。

（3）体外预应力加固技术中混凝土的使用能够提高梁体耐久性，降低钢筋束出现摩擦问题的几率。

3 公路桥梁体外预应力加固技术施工方法

3.1 纵向施工法

纵向张拉法，等同于横向张拉法，是将一定的预应力施加到梁体中，将预应力拉杆钢筋布置在底部，弯起钢筋的两端，然后，在梁的顶板或者腹板上进行锚固处理，接下来顺着顶梁或者底梁完成纵向的张拉，从而对降低梁的剪力施加作用，进而提升梁体的抗剪能力。

3.2 横向张拉法

该方法通常适用于两端距离较短的桥梁工程，主要的施工方法如下：将拉杆在桥底两侧设置出来，是梁体内部存在一定的预应力，以支撑桥梁的额外重力，从而有效提升桥梁的安全性，然后在桥梁两端的任何一头，拉近拉杆并使之弯起，将U形锚固板和拉杆焊接在一起，形成张拉。

3.3 竖向顶撑法

该方法的原理是将U形的刚锚固板设置在梁端底部。实际操作如下：将粗钢筋拉杆沿着梁的底部设置出来，在锚固板上焊接拉杆的两端，将张紧夹具设置在跨中或者梁跨径的1/4处，并将其安装于梁腹板的承托架上，进而提供给钢筋拉杆提供一定的预应力，在设计要求范围之内，控制钢筋拉杆的预应力，然后对梁地面和钢筋拉杆用钢筋混凝土砌块采取必要的稳固处理，这样就能够有效稳固钢筋拉杆，并将张拉力有效的保持在一个合理的范围之内，在完成了固定环节以后，可以拆除掉承托架和张紧夹，防锈处理钢筋拉杆。

4 公路桥梁体外预应力加固具体案例

某大桥全长752m，在结构上采用单箱单室连续刚构，桥面宽度位27m。主桥采用双肢薄壁结构桥墩，箱梁顶横坡只有20/a箱梁顶宽14m，底7.2m，悬臂3.3m。支点6.9m高，底板0.9m厚，跨中2.6m高，底板0.35m厚。箱梁悬臂部分为变截面，采用渐变二次抛物线完成箱梁高及底板厚度。

桥梁投入使用以来，在多种原因的影响下，主箱梁的连续刚构产生如下病害：斜裂缝产生于边跨内箱梁现浇段腹板内外表面，裂缝迅速增长，已修补裂缝重新产生较多开裂情况，并逐渐扩展，最大裂缝可达0.2mm宽。因此，拟在箱体内采用钢束布置体外纵向预应力，使桥梁提高承载力，以达到一级公路标准，降低腹板主拉应力，控制裂缝产生。

4.1 维修加固方法

采用腹板弯起束的体外预应力钢束进行加固，将防腐材料、外护套和环氧钢铰线、转向装置及锚固体系构成体外预应力索（见图1）。高密度聚乙烯外护套具有防腐作用，转向钢管设置在转向块部位，采用可进行换索调索的锚具组成锚固体系，取450/a钢绞线标准强度的张拉应力。

图1 体外预应力加固示意图

4.2 施工流程

施工准备完成后，进行体外预应力钢束预放线，对隔板、齿板所在部位进行放样，在横隔板进行开孔并将其凿毛，安装钢筋及钢束穿束锚具，钢束张拉应保持对称均衡，对桥梁线型进行测量后，安装减震器及保护罩。

4.3 施工方法

4.3.1 钢束预放线

体外预应力钢束预放线应根据图纸设计尺寸进行，确保原箱梁中是否存在无法处理的障碍。根据图纸，现场将箱梁内隔板及齿板部位放出，从箱梁分别向桥墩中心线两侧进行放线，校核应参考距箱梁端部尺寸。墩顶横隔板及跨中横隔板由钢束穿越，因转向钢管应安装至穿越横隔板部位，可采用16cm最大外径转向钢管，因此，可取直线段对横隔板进行20cm直径开孔。根据设计图纸要求，应将预埋件位置在安装钢筋时预留。采用双面焊接方法连接植筋与齿板钢筋，16mm钢筋需焊接8cm，12mm钢筋需焊接6cm。

4.3.2 穿钢束

体外预应力钢束长度应结合锚垫板问曲线、外露锚杯长度、张拉撑脚高度、锚板厚度、工具锚厚度等进行确定，在工厂下料加工完成钢束成品索运到施工地。穿束的步骤如下：①运到桥面的钢束及散索架，在散索架上安装新钢束并固定；②提示标志及防护措施应增设在钢束存放区，避免发生不必要的损坏；③检查在制作及运输中钢束拉索是否发生损伤，对验收相关资料进行归档；④将所需钢束编号在安装前查明，散索牵引装置应设置在桥墩顶附近桥面，将转向定位滚轮设置在第一个预埋钢管与散索区之前，使钢束顺利从预埋钢管进入；⑤根据产品要求将密封装置和锚具依次穿入，以免发生钢绞线打绞，并在支撑筒中锁定钢束螺母。

4.3.3 安装预埋件和模板

采用搭接方法连接植筋与隔板钢筋，搭接长度应达到规范要求。对锚垫板、转向钢管中心部位确定后，转点采用中心位置，对锚垫板、纵向姿态的转向钢管及其角度进行相应调整，以确保钢束竖弯平顺。若钢束距离顶板较近，在放线时可将顶板作为基准面，距底板较近钢束基准面可采用底板，确保钢束与原箱梁之问最小距离达到设计施工实际需要。安装完成预埋件后，一定要对两端开口进行封闭处理（避免进入混凝土），并焊接固定植筋或钢筋骨架，确保混凝土浇注过程中不产生移位或变形。

4.3.4 混凝土浇筑

安装完成模板，并且验收合格之后，可进行混凝土的浇筑施工。在模板内箱梁的最高顶面，确定为齿板和隔板开孔部位，然后对隔板、齿板实施浇筑成形。浇筑齿板时，应对两端锚头部位先浇，依次浇筑中间部位。浇筑密实混凝土应对浇筑速度进行合理控制，浇筑应慢速不可过快，但也要保证混凝土流动性及扩展度达到相应要求。不可采用振动棒在浇筑过程中直接振捣，以避免发生混凝土离析现象，可利用木糙或橡胶锤对模板进行敲击以确保混凝土达到一定密实度。混凝土达2.5MPa强度后，将侧模板予以拆除，通过洒水养护方法实施养护，养护应超过一周时问。张拉体外预应方定要在混凝土超过一周养护期，并达到95%设计强度后才能继续操作。

5 结语

采用体外预应力技术对公路桥梁结构进行加固施工，明显提高了公路桥梁的结构承载力，改善其受力状态，从而保证加固处理的实际效果，增强公路桥梁结构的行车安全。由于体外预应力加固技术操作简单、便于执行，应用于原有道桥结构改良中，可减少施工成本，且不会对交通正常通行产生严重影响，对提升整个桥梁改造的经济社会效益具有推动作用。

[1]周 锋.浅谈桥梁预应力连续梁施工技术[J].建材与装饰，2015（4）：45～46.

[2]龙瑶，周桂珍.浅谈公路桥梁中预应力施工技术的应用[J].江西建材，2014（18）：161～162.

[3]杨雷.桥梁工程预应力混凝土施工质量的控制措施[J].建筑工程技术与设计，2015（6）：56～57.

U445.57

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1004-7344（2016）10-0144-02

2016-3-20