公路桥梁工程体外预应力加固技术探析

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摘要：以某实际工程为例，分析了体外预应力加固法的特点，阐释了体外预应力加固原理，并对体外预应力加固技术的使用要点进行了总结。实践证明，将该技术应用到桥梁工程加固中，能有效提高桥梁的稳定性与安全性。

关键词：公路桥梁；体外预应力；桥梁加固

0引言

随着我国城市化进程的日益加快，大型工业用车量和日常生活用车量不断增加，公路桥梁的超负荷作业现象日益严重。当前，桥梁的老化、破损是亟待解决的问题之一，而体外预应力加固法是一种比较实用的处理方法。

1体外预应力加固法的特点

1.1体外预应力加固的优势

体外预应力加固，是一种将预应力钢筋合理置于混凝土截面以外的技术。体外预应力，也是后张无黏结预应力体系的分支之一。该方法便捷，可以减小施工对交通的影响，并且作业简单，机动性较强，可以大大提升加固的稳定性，因而已经被多数施工方采用。

1.2体外预应力加固的劣势

体外预应力加固具有的简便性和机动性特征也给其带来了负面影响，其相应的构件比较脆弱，只能进行基础的加固作业，而无法控制局部裂缝，且其预应力构件的长度容易受其他因素的影响而不能自由伸缩。

2体外预应力加固原理

事实上，体外预应力加固原理并不复杂。其主体结构布置在内，预应力筋布置在外，体外预应力索均为钢绞线。由于其作用是加固，作业中通常以刚性材料作为主要材料。其原理是使桥梁上部结构中产生预应力，通过力的互相作用，从而抵消桥梁自身承受的内力，进一步减轻桥梁的负担。

3体外预应力加固施工要点

3.1放样定位

3.1.1滑块垫板及锚固支座位置的放样定位

放样定位是一项极其严谨的工作，即通过绘制的方式，对垫板和锚固支座进行科学放样。通常情况下，相关技术人员需要标记好滑块垫板的中心位置及跨中位置，标记好锚固支座的位置，即梁底的两侧，同时还要对螺栓的孔位进行科学标记。

3.1.2上锚固点的放样定位

对于桥梁工程而言，上锚固点的放样位置非常重要，其关系到工程的整体质量，因此，必须做到科学合理地定位放样。上锚固点的放样定位一般分为两种情况，以斜筋上锚固点与梁的相对位置为区分，具体为：当斜筋不在梁端时，应以纵轴线为准，进行锚固点的测量放样；当斜筋在梁端时，应以垂直距离为测量标准，进行锚固点的测量放样。

3.2上锚固点设置

对于上锚固点的设置，首先要求相关技术人员将锚固点布置于梁顶及梁端顶面，然后设计斜筋穿出位置，以斜孔形式凿穿桥面板或梁顶面，重复两次。根据相关技术要求，首先需要清理桥面铺装层。钢筋露于表面后，即可进行锚固垫板处的混凝土清理工作。相关清理工作完成后，进行斜孔的开凿作业，多采用凿岩机进行。开凿及清理作业结束后，即可开始养护作业。

3.3转向装置

转向装置具备传载能力，是体外索加固的重要组成部分。体外预应力加固法要求混凝土结构的预应力钢筋可以实现曲线转折。转向装置自身必须具备严密性与科学性，其设计是以保证预应力筋在折角点的高精准度位置作为前提。转向装置的加工制作必须满足相关的标准。工厂按照设计图纸进行加工，保证其所有流程符合相关标准与规定。

3.4预应力筋的安装和张拉

预应力筋的安装工作是以保证锚具的质量为前提条件。在正式作业前，必须对锚具等进行严格检查，例如对于粗钢筋的螺杆和螺母的匹配情况，要通过逐个试拧的方式来检查。对于水平筋和斜筋的处理，通常是以两根粗钢筋或斜杆为型钢，在与水平滑块一同固定的情况下，进行斜筋的上锚固点固定工作，同时必须将两水平筋的螺母上紧。体外预应力筋的张拉方法通常有两种，即沿斜筋方向在梁顶张拉和沿水平筋方向在梁底张拉。另外，受张拉作业的设备成本和人员成本等因素的影响，张拉作业不可能同时进行，所以相关作业人员必须在每一次张拉作业中科学合理地进行操作，并且保留相关数据，从而避免出现多次作业数据不同的情况。

3.5压浆

压浆作业是张拉完成后的环节。在正式压浆作业前，需要以1∶1的模型进行试验作业，目的是避免压浆密实度不足或者是密实度合理而设计张力不满足相关使用标准。压浆作业具有即时性，必须在张拉作业后一天内及时进行。

4工程实例

4.1工程概况

某桥梁位于城市郊区的某高速公路，跨径为86m+160m+86m，为预应力混凝土连续刚构桥，左右线为独立结构，单箱单室直腹板箱形截面。该地区无特殊的水文及地质情况，不影响施工。

4.2体外预应力加固措施

该工程所使用的体外预应力加固方法为总体纵向加固法，以期改善主梁结构纵向预应力的损失状况，从而提升其整体预应力。设计人员要求增加不同种类的体外索，即：增加通长索N1（单幅4束，单根工作长度约333m）、中跨索N2（单幅6束，单根工作长度约l80m）和支点短索N3（单幅每支点各8束，单根工作长度36m）等。体外索的布置要对称，即在梁体两侧和两端对称布置。体外索必须位于箱体内，通过一系列操作，完成转向和传力的功能。在这个过程中，必须充分发挥锚固块的作用。体外索锚具的选取也很重要。一般情况下，多采用FSM.TWC15—31型锚具（带承压筒、防松装置、锚板、调节螺母、密封装置、密封筒组件），同时对夹片也有一定要求。

5结语

体外预应力技术具有机动性和可持续性的特征，能够大幅度提升桥梁结构的完整性，其高精度与流程化作业方式，可以提高桥梁结构的整体性能。但是，体外预应力技术的复杂性和标准化，使得其作业过程中会面临种种问题，比如由于相关施工人员作业不精细而导致的桥梁不稳定等。另外，虽然目前体外预应力技术已广泛应用于我国的桥梁加固工程中，但是对其作业的科学性与合理性的要求也在逐步提高，这就要求相关技术人员结合施工实践进行探索，对材料与技术进行革新，从而简化作业流程，达到施工的便捷性与科学性的统一。总而言之，当前体外预应力技术的施工作业流程太过繁琐，施工技术复杂，这就使得具体施工作业中会时常面临多种可变因素，从而影响作业质量。因此，体外预应力技术在我国桥梁结构中的应用推广与发展，任重而道远，需要进行长期的研究。

参考文献：

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作者:郭殿忠 单位:山西昱铭公路工程有限公司