公路桥梁常用预应力加固技术及其特点

公路桥梁常用预应力加固技术及其特点

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。

关键词：公路桥梁；常用预应力加固技术；特点

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，而近年来公路桥梁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。本文主要谈一谈公路桥梁体外预应力加固技术特点和施工要点以及几种常见的体外预应力加固法。

二、公路桥梁体外预应力加固技术特点

在公路桥梁施工中，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。

三、公路桥梁体外预应力加固技术施工要点

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

应采用机械切割工艺，而严禁电弧切割。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。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。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。

四、公路桥梁几种常用的体外预应力加固技术

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。其锚固构造为纵向张拉的锚固构造，通常主要包括两种，腹板锚固和梁顶锚固。其中，腹板锚固为：当桥面的交通量较大而不能进行交通中断时，可以把预应力筋锚固在主梁的腹板上，其具体的做法包括钢销锚固法和钢板锚固法，其中钢板锚固法有着传力均匀、锚固力大、对梁体影响不大、进行钢板夹持的螺栓孔比较小等优点。梁顶锚固为：在锚固之前，只在横隔梁和桥面板上开凿和斜筋倾斜的方向一致的斜孔，而穿过预应力筋之后，在斜孔的周围应按钢垫板尺寸把桥面板凿出凹槽，并用环氧砂浆把垫板粘牢。而预应力筋在张拉之后锚固在桥面板上，最后将锚头封闭在桥面铺装混凝土内。这种锚固方法的优点是凿开桥面板少量混凝土，即可在桥面进行锚固施工。预应力筋的张拉：体外预应力筋张拉方法与其构造形式有关，张拉位置可以在梁顶沿斜筋方向张拉，亦可在梁底沿水平方向张拉。在张拉时应对称桥中线进行，对于同一根梁张拉应对称同步进行，使梁的两侧钢筋具有相同的应力状态。体外预应力的张拉程序与预应力混凝土梁的相同。体外预应力筋的张拉形式主要有手动葫芦张拉法、电热法张拉法、千斤顶张拉法等。设计预应力可通过粘贴应变片、千斤顶读表、测量张拉预应力筋的变形量以及测定预应力筋的自振频率等方法测量。

2、横向收紧张拉法

当钢筋混凝土或者预应力混凝土桥梁两端的间隙较小时，为了防止在主梁的端部进行张拉，通常可采用横向的收紧张拉法。该方法是在主梁下缘的对称梁中线处进行预应力筋的安装，并在距梁端的适当距离位置进行弯起，然后通过支点来锚固在主梁端部的锚固钢板上面，其锚固钢板呈“U”字形套在主梁端部的下翼缘上面。其水平段内预应力筋通过撑棍来分成若干段，同时两端的撑棍还可起到支点的用处。在每段的中点通过拉紧螺栓来将两对称筋进行收紧，而收紧的过程中即在拉杆产生预应力，最终主梁由于受到锚固钢板上传来的预压力，同时预应力筋产生的负弯矩由于体外预应力筋多为水平的直线形，在梁的两端向上弯曲不多，因而这种加固方法只能有效的减小梁中的正弯矩，而对减小梁端的剪力帮助不大。

3、竖向张拉法