体外预应力技术在桥梁加固中应用的研究进展

张向新

（广西大学土木建筑工程学院， 广西 南宁 530004）

0 引言

目前，大部分城市的基础设施已经比较完善，随着现代经济社会高速发展和人们物质生活水平的提高，代步工具的需求量也增速迅猛，这无疑是对公路桥梁的承载力提出了极大的挑战。而桥梁作为交通系统中至关重要的一环，对于物流运输、城市建设以及经济发展等方面的影响非常深远。由于一些业已建成的桥梁已经无法满足当前的需求，出于环境保护资源节约的角度必然无法拆除重建，所以就要求研究者以及工程师们采用先进的技术和行之有效的方式进行维修加固，以适应当前人们对于桥梁功能的期许和要求。经过长时间的探索和实验，体外预应力加固技术应运而生。

1 加固方式和加固材料的选择

结合工程实际和实验模拟，研究者们经过长期的探索和实验，总结出了一些行之有效的桥梁加固办法，如：角撑板补强法、SPS补强法（Sandwich Plate System）、裂缝和U肋填充、止裂孔法、黏贴碳纤维加固法以及顶推法调整拱桥拱脚水平位移加固法等等。针对正交异性钢桥面板的修复，曾志斌0提出了改进铺装层和铺设夹心钢板等加固方式；郭耀华0汇总分析了上述常用方法，为钢桥的修复提供了参考；李代卓0将上述方法组合使用，实验发现：组合使用上补强钢板与倾斜下补强钢板的修复方案为最优方案，但具体方案则应根据工程实际拟定。但是，受制于实际的施工条件以及各个方法均有较为明显的优缺点等方面的原因，上述方法应用并不十分广泛，体外预应力技术通过长足的发展完善，已经成为目前各国桥梁工程普遍采用的方法。

基于对适应桥梁加固的新材料的探索，Xin Wang等0评估了玄武岩纤维增强聚合物（BFRP）作为预应力加固材料的可行性；，Ahmed Ghallab 等0则给出了外部因素对材料加固行为的影响因素。汇总分析研究人员的研究成果发现，广泛应用于工程实际的加固材料有：钢板、预应力筋、纤维增强材料以及纳米材料增强水泥基复合材料等等。

2 体外预应力技术在实际工程中的应用

研究人员和工程人员在现场施工和实验数值模拟等方面都对体外预应力技术在桥梁加固和修复中的应用做出了积极地探索，并取得了一些研究成果。

2.1 基于工程实例的技术应用

工程人员从宏观的修复加固工程的角度，针对桥梁整体如何应用体外预应力技术进行加固这一问题展开了探索。例如，基于对非对称大跨径连续刚构桥的加固和检测，李志坚0等利用有限元软件建立模型可比性分析，并对桥梁的施工阶段进行了跟踪监测，发现加固后的桥梁预应力储备有所增加并且耐久性有所提高；Young Hoon Park等0针对一座已经使用了23年的桥使用实时卡车负载进行现场模拟，以评估预应力随时间变化时，桥力学行为的变化；田洪伟等0基于北京五环（四期）京山分离式立交桥的加固，经由体外索施工和自密实混凝土施工等一系列工序，完成了桥梁的修复工作，为预应力结构的使用提供了更为广阔的空间。

2.2 基于桥梁加固提出的新方法

针对具体形貌的桥体裂缝，研究人员也针对性地提出了加固修复方法。例如，对于横向裂缝的加固和修复，王师等0从梁体表面处理、钻孔并植入锚栓以及碳纤维板现场下料等九个施工过程中，总结了使用碳纤维板的体外预应力技术操作要点；曹博成等0根据体外预应力加固方法的特点，分析总理了该方法在放样定位技术和上锚固点设计技术等相关关键技术的重难点；刘杰等0基于南二环高速九江互通GK0+777.628匝道桥维修加固工程，应用体外预应力加固技术提高了桥梁结构的载荷能力和耐久能力，延长了公路桥梁的使用时间。

何栋等0则把加大截面固定法与体外预应力加固法相结合，提出了一种基于高强螺栓有粘结体外预应力桥梁加固的新技术；王琦等0针对预应力体外索施工技术进行了改进，结合工程实例分析了转向装置处理施工和外索更换等五个方面的施工技术要点；齐双甲等0考虑了桥梁的病害和施工现场条件，采用桥梁下方支撑式预应力拉杆和体外预应力钢丝束加固这两种施工措施改变了桥梁结构应力情况。

3 结束语

汇总了在桥梁加固所使用的加固方法以及常用的加固材料。基于桥梁加固实例，多角度地阐述了体外预应力技术的应用方法和应用效果。该技术增强了桥梁本身的承载能力，能够有效的避免桥体裂缝出现，具有其他加固方法不具有的诸如不影响正常交通等优点。体外预应力技术的应用为我国桥梁工程的发展提供了有力的技术支撑，加快了交通运输业的可持续发展,为现代化社会的经济建设做出了贡献。