桥梁工程中体外预应力技术的应用分析

孔旸

（邢台路桥建设总公司，河北 邢台 054001）

1 工程概况

某桥梁工程为跨河大桥，主桥采用的是变截面预应力混凝土连续箱梁，左右两侧引桥均为预应力混凝土T 梁，按照先简支后连续的结构体系设计。该桥全长958m，桥宽26.6m，桥面铺装层为强度等级C50 的混凝土。在不断使用中，桥梁结构出现大量的病害问题，主跨严重下挠。为确保桥梁的结构稳定性，避免病害进一步扩展，经研究，决定在箱梁第二跨增设体外预应力体系。

2 桥梁工程中体外预应力技术的应用

桥梁维修加固的过程中，决定先施工桥梁箱体左右幅体外预应力束，随后对部分预应力束张拉，具体施工技术要点如下：

2.1 体外预应力束

2.1.1 凿毛

（1）为使新旧混凝土能够紧密结合，在浇筑新混凝土前，要对旧混凝土凿毛，通过凿毛提高混凝土表面的粗糙度，增强黏结性。对凿毛面与凿除面全面请刷，以混凝土中的骨料外露为准。

（2）在箱梁横隔板位置处开孔，为使横隔板的纵向和横向预应力得到有效保护，必须确保孔位开设的准确性，孔径控制在22cm 以内，不得超出[1]。同时，在齿板纵向上，每间隔15cm 布设一道剪力槽，并将凿除面清理干净。

（3）凿毛后的混凝土界面可以使用空气压缩机或高压水枪，去除表面的灰尘，并结合设计要求，在表面均匀涂抹界面剂。

2.1.2 钻孔植筋

（1）钻孔植筋前，先仔细检查植筋的混凝土表面，看有无破损的情况，确认完好后，用钢筋探测仪测出植筋部位的钢筋位置，做好标记，避免钻孔时触碰钢筋。当设计的植筋位置处存在钢筋时，可对设计做适当调整，避开钢筋，确保钻孔顺利完成。

（2）在混凝土上钻设植筋孔时，可以选用电锤，当钻孔达到一定数量后，用压缩空气或是清水清除孔内灰尘，之后用毛刷清理孔壁，确保洁净。检查钢筋，看有无弯曲变形等情况，发现问题及时处理，随后用钢筋刷除锈，露出金属光泽后，通过丙醇擦拭，晾干备用，表面无锈迹的钢筋，可省去该工序[2]。

（3）配置植筋胶时，严格按照厂家的说明书操作，植筋胶制备过程中，要搅拌均匀，注胶必须一次性完成，确保植筋孔的位置与孔径符合规定要求。本工程中使用的植筋为带肋钢筋，必须用机械切断，严禁气焊切割。

（4）将处理好的钢筋插入植筋孔内，插筋过程中，作业人员可以用手不断旋转钢筋的尾部，使钢筋缓慢插入孔底，这样能够确保孔内的植筋胶与钢筋充分结，并避免胶液从孔口溢出。操作时，可将植筋胶的固化时间表作为控制依据，插入植筋孔的钢筋在调整位置后，不可随意扰动，待植筋胶养生完毕后，方可对钢筋焊接和绑扎。在对孔内植筋养护期间，要减少并尽可能避免桥上振动，以免引起植筋错位，达到养护时间后，质检验收合格，要做抗拔试验[3]。

2.1.3 预应力束与锚具布设

在对预应力束和锚具布设时，必须确保箱梁内部安全，钢筋采用绑扎的方法连接，减少焊接作业量，布设普通钢筋时，要采取有效的措施，使保护层的厚度达到设计要求，确保混凝土浇筑后，不会出现露筋等质量缺陷。需要注意的是，必须保证植筋的搭接长度适宜，这样才能使钢束的线形保持不变，其位置偏差不得超过50mm，且钢束的轴线要与锚垫板垂直[4]。

2.1.4 浇筑自密实混凝土

（1）为最大限度降低车辆振动对新旧混凝土结合效果的影响，本工程中选用自密实混凝土，浇筑前，做好相应的准备工作，确保混凝土一次性浇筑成型，不留施工缝。因箱梁内部的空间较为有限，决定以泵送的方式浇筑混凝土。

（2）混凝土浇筑完毕后，要及时按照规范标准的规定要求养生，通过洒适量的水，使混凝土表面保持润湿状态，防止早期开裂[5]。

2.2 预应力施工

本工程中，体外预应力束采用的是填充型钢绞线，在指定的厂家定制，预应力施工技术要点如下：

2.2.1 张拉准备

（1）用于桥梁加固施工中的体外预应力束，在厂家制作完毕后，经质检验收确认合格，直接运至现场。使用吊车从桥面吊运至桥下，通过边跨上的人孔将预应力束牵引至箱梁内部，利用人工配合机械的方法穿束，直至达到设计位置。在牵引预应力束的过程中，可以每间隔5.0m左右设置一个滚筒，这样能够避免预应力束表面的环氧涂层在牵引时受损[6]。

（2）体外预应力正式张拉前，要对每一捆钢绞线全面检查，看有无初应力。通过抽查的方法，检验钢绞线的强度、硬度等指标，质量不符合规范标准规定要求的钢绞线，不得在施工中使用。需要特别注意的是，为确保钢绞线的质量，要使用圆盘锯对钢绞线切割下料，切割面为一个平面，方便张拉作业时检查断丝。

（3）本工程中，使用的体外预应力钢束的抗拉强度为1 860MPa，张拉控制力可以取0.6×1 860=1 116MPa。为提高张拉作业效率，采用两束两端对称张拉的方法。

2.2.2 张拉要点

（1）体外预应力张拉的过程中，要对千斤顶和锚具全面检查，看性能是否完好，重点检查钢绞线，看有无滑丝问题。当量测延伸量2与量测延伸量1的差值超过7.0mm时，说明出现整体滑丝，此时必须查明原因，采取有效的方法解决处理后，方可恢复张拉作业[7]。对钢绞线尾端标定平面进行检查，看是否处于一个平面内，当发生变化时，说明个别钢绞线滑丝严重，要及时处理。

（2）当体外预应力张拉到位后，要检测梁体应力和应变及受力情况，确认与规范标准的规定要求相符后才能封锚。若未达到规定或设计要求，则必须继续张拉，直至达标为止。随后对锚具做防腐蚀和防松脱处理，并对预应力束采取防震措施，可将防震装置固定在箱梁的顶板或是底板上。当体外预应力施工完毕后，可在箱梁底板或顶板上安装防震限位器，依据实际位置钻设安装孔，确保孔位偏差在5.0mm以内。

（3）张拉作业时，要注意如下事项：①液压千斤顶和油泵在使用前必须校核，油泵应缓慢回油、回压，确保平稳、无冲击，禁止猛烈摇晃或是急放；②油泵的工作油压不得超过额定压力，千斤顶加载和卸载都要逐级进行，回油阀要慢慢打开，确保油压缓慢下降；③张拉过程中，两端不得站人，危险区域必须采取有效的防护措施，以免诱发安全事故；④千斤顶处于负压状态时，切不可拆卸油管和油表；⑤油泵在转动时，如果存在异常现象，则必须停机检查；⑥作业完毕后，千斤顶要及时放回原位，按规定要求整机保养维护，消除隐患，确保精度，将千斤顶表面擦拭干净后妥善保存；⑦箱梁体外预应力束张拉至一定受力后，要对主桥开展检测工作，评价安全性[8]。

3 结语

桥梁体外预应力施工是一项复杂且系统的工作，为确保预应力加固效果，作业人员应掌握相关的施工技术及实施要点，并在实际工程中加以合理运用，使体外预应力施工能够保质、保量、按时完成。