体外预应力技术在桥梁维修加固中的应用

2017年第12期（4月 下）

体外预应力技术在桥梁维修加固中的应用

樵继川

（忠县公路局，重庆 忠县 404300）

摘要：桥梁体外预应力加固的施工技术，施工简单，作用力大，其巧妙地运用体外预应力对旧桥梁进行改良加固，经济实惠，是一种主动加固的技术。针对桥梁体外预应力技术进行了总结，对其在桥梁维修加固中的方法进行了重点分析，实践证明体外预应力加固使得桥梁结构布置明确，使其受力良好，值得进一步学习和推广。关键词：体外预应力；桥梁；维修加固中图分类号：U445.7

文献标识码：B

0 引言

在经济高速发展的今天，国家在公路上的投资也越来越大，具有设施全面的桥梁工程也会有其质量问题，考虑到公路桥梁对人类造成的安全问题，对桥梁进行再次加固以及改良是尤为重要的，要想使桥梁能安全正常的使用，就应在公路桥梁体外预应力上进行加固，加大桥梁对工程结构的承受能力，应将这一技术推广到改善施工质量上。

（2）体外预应力技术的使用与施工工艺是一项桥梁施工技术，体外索、锚固快及转向快、锚具、减震装置、施工机具组成了体外预应力，其使用与构建都需要遵循程序来进行，布置结构明确，才能使其发挥到最大的作用。常见的体外预应力施工案列主要有箱梁腹板索、箱梁顶板索以及T梁腹板索。在箱梁腹板索施工中，利用腹板中的混泥土、种植钢筋预应力向原桥输送，普通光面钢绞线制作的体外索就可以实现加固，其中腹板索是最有效的加固方法。箱梁腹板索制造价格低，使用后的效果较明显，被广泛的使用；箱梁顶板索是一种体外索布设方式，在箱内的顶板上安置上体外索，通过固定锚点张拉力达到转向器与预埋钢管转向块不停转动的目的。顶板索充分利用箱桥梁顶板与横隔板附近之间的空间位置，布置上尺寸较大的锚固体，提高了拉力与体外预应力。T梁腹板索施工是指对腹板两侧的体外索布置，设置张拉构件的位置可以设置在T梁端加厚的位置，转向装置充分利用了钢的结构形式，把T梁横隔钻孔作为一种转向器材，其特点具有施工仿版，结构简单，在锚固块与原锚固块的使用上注意到了受力的状况。各种公路桥梁加固案例证明体外预应力加固技术值得运用到桥梁施工中。

1 桥梁体外预应力技术的研究

（1）桥梁体外预应力是一种用来束缚后张预应力的组成部件之一，其构件完全位于整体构件的截面之外。在对构件实施张力时，会对构件起到施加预应力的作用，优点较多。在桥梁施工时，采用的体外预应力简化明了，固定锚的零件尺寸较小，预应力度在固定锚处转变方向灵活，连接的结构简单，降低摩擦力与阻力，提高预应力的使用效率。在对预应力进行场面布置时，可避免工序的繁琐，具体根据桥梁损坏程度来进行加固，如果局部受损，可进行局部体外预应力加固，如果桥体损坏全面，也可进行全桥加固，适用范围广。体外预应力的体外索可以随便进行更换与调整，在施工期间可随时进行拆换维修，方便工作程序。体外预应力与桥体的原结构没有相连，保持重量的均衡，减轻桥体的重量，对于承载桥梁结构体具有较高的承受能力。体外预应力也有局限性，固定锚与转向区要求应力集中，对于施工有较高的要求，防止局部预应力的增加。由于体外索的拉力不足，其强度不能及时发挥出来，对夹片与锚工具要求严格。体外预应力在进行变形时不能与混泥土的变形产生一致的外张力，会丢失部分预应力。安置好的体外索是在截面的外部，对其进行保护与防腐相对比较困难，而且经常会受到物体以外的物质影响。根据体外预应力的优点与缺点，可以制定出更加可行的体外预应力加固技术。

2 加固桥梁体外预应力的方法

2.1 体外索的观点解析

旧桥梁的负荷能力差，为了加固其承载能力，需对体外索进行折线状态固定，对于抗剪与抗弯的作用力要达到一定的标准数值，体外索加固桥梁要根据偏心构件能力与受弯构件能力合并的承载能力来进行计算，当达到标准时就可以运用体外索。体外索所需要的材料一般都是没有黏性的钢绞线，也包括槽钢与粗钢筋，三种材料相互结合构成体外索材料，运行体外索时必须考虑到钢筋材料的质量、构成材料、具体情况具体分析，最后再进行使用。

收稿日期：2017-01-17

作者简介：樵继川（1979—），男，工程师，从事公路桥梁施工及管理方面的工作。

134由于体外索是一种没有黏性的材料，可以根据没有黏性部分的预应力，推算出混泥土在使用时截面的受损程度。体外索加固桥梁时，桥梁的承载能力可以根据偏心构件来推算，截面如果因为承受不住强大的外力而变得弯曲时，桥梁内的钢筋就会以一个屈服的状态存在，当承受外力达到极限时，可以根据弯曲的程度，预应力及结构来进行变化。桥梁组的结构会受到阻力的制约，在正常指标下，可以按整体结构计算出外力的增加量。这正是体外索设计时的理论依据。

2.2 加固桥梁体外预应力要点的解析

（1）预应力与张拉力的具体使用要视情况而定，施工人员在对钢绞线进行标准测验时，要结合利用到钢绞线的无黏性特点进行标签的处理，再把钢绞线穿入栓孔洞，保障钢绞线滞留在预算的准备位置上，与实践情况相吻合；T型梁的腹板的钻孔工程简单但是容易出现问题，经常会出现钢筋表皮的损坏，所以应注意防止这一质量问题的出现，可以在钻孔口粘贴上碳纤维，碳纤维对钢筋具有强大的张拉力，可以提高混泥土结构的压力，抑制结构问题的产生，是一种保障质量的加固方法；夹片外螺母和锚杯的安装，要依靠千斤顶来保持结构的完整，在结构比较稳定的基础上实施工程，将有助于提高预应力张拉的实现。 （2）在进行公路桥梁体外预应力加固施工时，要注意施工器材的质量与防护。桥梁在正常施工时具有超大的震动负荷，极大的震动感会影响到锚固块的松懈乃至脱落，要防止这类事故的发生，使用到的夹片必须具有强大的防震系统，防松装置必须完全，使用到的弹簧垫圈也必须固定在夹片内侧、防松套的旁边，这样放震模式结构才能完整；体外预应力加固转向块与钢销栓具有关键作用，传递预应力达到标准时应符合混泥土的承载能力，挤压力在消栓与混泥土孔壁之间达到理想状态，其尺寸大小要与实际尺寸相结合，达到结构标准，混泥土才能投入使用；销栓是维持锚环的结构之一，在进行锚点安装后，要保障销栓在强大的压力下不被弄折，始终维持预应力的平衡；索力会给锚环带来挤压力，可以利用体外索的垂直状态来保持整体结构的平稳性；无粘性的钢绞线作为体外预应力的索体，起到非常重要的作用，因此要加以保护。对于锚具的保护材料可以选择玻璃丝布涂上油脂，进行环绕式的包扎保护，塑料保护套也是不错的选择。 2.3 公路桥梁体外预应力技术注意要点

公路桥梁体外预应力技术所需要的装备居多，在施工

交通世界TRANSPOWORLD时出现的材具问题也是不可避免。体外索、锚固及转向、锚具、减震装置、施工机具的选用都要根据实际情况而定，设置锚点位置最好是在桥梁的顶端，钻孔保持孔度的大小均衡；转向块与水平筋选择上要注意使用无黏性的钢绞线，保证预应力在折角地方准确度，避免摩擦和外作用力的产生；预应力在装拉时，要保证水平筋的定位，必须安定在穿筋的两端；体外索在材料的选择上，要考虑到防腐性，还需要对钢材表面进行防护，适当情况下，可以对材质进行密封性处理，加上放松装置，防止锚点脱落，延长其使用寿命，使公路桥梁体外预应力发挥到最大力度。

3 结语

公路桥梁体外预应力加固的施工技术施工简单，作用力大，其巧妙地运用体外预应力对旧桥梁进行改良加固，经济实惠，是一种主动加固的技术。在正常情况下可以任意换索调整，具有结构上的优势，使用材料易得易换，占了施工材料选择上的优势，加大了公路路桥的承载能力，应广泛地运用到公路桥梁施工中。

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（编辑：刘学文）

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