谈路桥施工中体外预应力加固法的工程应用

谈路桥施工中体外预应力加固法的工程应用

摘要：与传统的路桥施工技术措施相比，预应力技术虽然起步较晚，但其发展却异常迅速，近年来路桥施工中还越来越多地应用到了体外预应力加固法，相信其应用前景还会与日俱增。本文主要谈一谈路桥需要加固的原因、路桥施工中体外预应力加固法的特征和施工要点以及几种常见的体外预应力加固法。

关键词：路桥施工；体外预应力加固法；应用

一、引言

早在上世纪50年代中期，预应力技术就已经开始应用于公路桥梁的施工中。与传统的路桥施工技术措施相比，预应力技术虽然起步较晚，但其发展却异常迅速，并且在理论计算、试验检测、材料和设备、施工工艺和技术、设计和施工队伍等方面都已形成了一套完整的体系。预应力技术措施不仅应用于路桥的结构，而且也运用到路桥的维修和加固、边坡或山体锚固、大件提升和顶推施工等方面，而近年来路桥施工中还越来越多地应用到了体外预应力加固法，相信其应用前景还会与日俱增。本文主要谈一谈路桥需要加固的原因、路桥施工中体外预应力加固法的特征和施工要点以及几种常见的体外预应力加固法。

二、路桥需要加固的原因

随着我国经济的飞速发展，公路桥梁的建设也发生着日新月异的变化。由于桥梁的造价较为昂贵，所以在桥梁的建设过程中，人们总是想方设法采取各种措施来确保工程的质量。但是尽管如此，由于桥梁长期在使用环境（结构与材料的疲劳、荷载频率与作用的增加）和自然环境（温度、湿度变化、大气腐蚀）的作用下，始终会逐渐地产生不可逆转的损坏现象。因此，桥梁技术中的加固措施就成为了桥梁工程中备受关注的课题。

在公路桥梁设计中，车辆荷载尤其是重载交通车辆荷载的采用关系到路桥结构的经济、适用和安全。由于我国的交通行业在之前一段很长的时间里发展非常缓慢，因此在公路上行驶的载重车辆的车流量较小，而且基本上都是两轴或者三轴，轴重也仅为2～10t，但随着近年来我国经济的飞速发展，无论是车辆的载重还是轴数都在不断地增大，目前已经有轴重120t、七轴的重载车辆出现，从而造成一部分公路桥梁严重超载，路桥经常堵塞，而且经常处于超负荷的状态，从而

导致公路桥梁的损坏现象日益严重。因此，对于重载交通公路桥梁设计中的车辆荷载进行重新分析并进行相应加固是非常有必要的。

三、路桥施工中体外预应力加固法的特征

在路桥施工中，体外预应力加固法主要被用于包括连续体系梁、悬臂梁、简支梁桥等在内的梁式桥在其正常使用极限状态出现超限情况下的的结构加固。而通过对于已建路桥来进行体外预应力加固，不但可以达到降低或者消除裂缝的目的，还有助于减小梁体的挠度，并且使结构各个截面的应力状态都可以得到有效改善。另外，采用体外预应力技术来对公路路桥结构进行加固时还有很多的优点：第一，在施工过程中，可以不使交通中断或者是仅仅需要在短时间内进行交通限制，所以对于路桥桥上的交通影响非常小；第二，其所需要的人员、设备较少，且布置简单并可以调整，经济效益良好，施工周期也较短；第三，有利于维护修补，而且能够随时对预应力筋进行更换；第四，因为此方法所增加的恒荷载不多，所以可以通过对原结构当中的应力情况进行能动地调节，来达到有效加固路桥结构的目的；第五，体外预应力加固法还可以做到不影响其桥下净室，而且无需抬高路桥表面的标高，对路桥的损伤也非常小；第六，其还可以较大幅度地对已建路桥的结构刚度和承载能力进行有效的提高，并且能够对原结构的挠度和裂缝进行有效的控制，从而使裂缝能够得到部分甚至全部的闭合，并使挠度得到大幅度降低。第七，体外预应力技术不仅能够被用在加固中小跨度、简支结构体系的路桥结构当中，还可以被用在加固大中跨度、连续体系的路桥结构。

四、路桥施工中体外预应力加固法的施工要点

1、锚固支座及滑块垫板位置的定位放样

沿着路桥主梁底部从其锚固的实际中心点向着跨中的方向来量取其滑块垫板的跨中位置及中心位置，并分别标记在路桥主梁底部的两侧，然后再将其垫板平面的尺寸标记在主梁底面上，并标出相关的螺栓孔位。值得注意的是在垫板的放样过程中可以不考虑主梁挠度所造成的影响。

2、预应力筋的制作及施工准备

1）下料：应采用机械切割工艺，而严禁电弧切割。下料长度为：张拉所需操作位置+限位板的厚度+千斤顶的长度+结构竖肋的厚度+钢绞线的设计长度。并一般应留有150mm的张拉操作的余量。

2）安装承载体：按照下好料的钢绞线，在下端头分别按照设计锚固段的中心每隔3m处进行承载体的安装。其安装尺寸必须要准确。且钢绞线应通过特别制作的挤压套和挤压簧对称地锚固在钢质的承载体上面。其连接强度也应符合设计张拉的需要，即要超过200kN。

3）安装注浆管：注浆管的安装应满足设计的要求。不仅要具有足够的强度，还要保证在注浆施工中的顺利注浆，不破损拉断、爆管或堵塞。注浆管应捆扎在锚筋体的中轴部位，而管的端部应距锚筋体末端80mm左右。捆扎时不应采用镀锌的材料。

4）安放隔离架：将预制好的隔离支架在锚固段的范围内每间隔1.0m就安装一个，而在自由段的范围内则每间隔1.5m才安放一个，隔离架在绑扎时不应采用镀锌的材料。为了顺利下锚，在完成预应力加固体的紧箍环和隔离支架的组装后，应在加固体的底端采用绑扎的方式来接装导向帽，而不宜进行焊接。

3、预应力筋的安装和张拉

预埋阶段主要是预应力筋曲线形状的控制，即保证各控制点的标高定位准确、牢固，其他工序不会影响和破坏波纹管，保证标高控制点阵和曲线形状的正确，当其他工序与预应力筋预埋发生矛盾时及时处理。张拉阶段主要是保证张拉应力能够达到设计要求，其伸长值变化在设计和规范的允许范围之内。灌浆阶段主要是保证灌浆计量准确，且孔道浆体饱满。

4、压浆

在施工过程中必须严格控制用水量，对于未能及时使用而流动性能降低的水泥浆，严禁通过加水的方法来提高其流动性；在浆体搅拌时，水泥、外加剂和水的用量都要严格控制；搅拌机内的浆体应每次都全部卸尽，不得采取一边出料一边进料的方法；若在压浆前发现管道内残留有脏物或水分，则必须使用空压机将残留在管道内的脏物或水分清除。

五、路桥施工中几种常用的体外预应力加固法

1、纵向张拉法

所谓纵向张拉法就是沿着预应力筋轴线的方向来进行预应力施加的方法。其预应力筋沿着主梁底部布置，并在梁两端设置导向块的位置弯起，然后锚固在主粱的顶板或腹板上，再沿着主梁进行纵向的张拉，以此来降低梁端的剪力。其锚