体外预应力法在梁式桥梁加固中的应用研究

体外预应力法在梁式桥梁加固中的应用研究

张进

岳阳市公路局湖南省414000

摘要：近年来，在建筑施工技术不断发展的前提下，桥梁加固施工中的预应力施工技术水平也越来越高，而且发展速度很快，在目前的很多桥梁加固工程施工中，体外预应力技术因自身的很多优势使其应用非常广泛，不仅能用在中小跨径桥梁加固，在大跨度桥梁加固施工中联合其他技术方法，也能得到很好的加固效果，相对其他加固技术，体外预应力技术能在不影响原来桥梁结构的情况下提高桥梁承载力，提升结构安全性，鉴于此，本文主要分析了体外预应力技术应用的有关内容，仅供参考。

关键词：桥梁结构；结构加固；体外预应力技术

引言

与传统体内预应力筋布置形式相比，体外预应力结构更具优势，具有布置灵活、主动加固的特点，可改善结构的应力不足，提高抗弯承载效果，能够控制和调校预应力束的应力，便于检测、维修、必要时可以更换预应力束；体外预应力束布置简单，调整容易，施工工艺简单，大大缩短施工时间；预应力束仅在锚固区与转向块处与构件相连，减小了由于管道摩擦造成的应力损失；体外预应力技术可降低人工工作量，缩短施工成本，提升作业效率，同时可较小程度的损伤原有桥梁的结构，对当地交通的负面危害相对更低。

1桥梁体外预应力技术的研究

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，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，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。

2桥梁结构加固中常见的体外预应力加固技术

2.1下撑式预应力拉杆加固技术

下撑式预应力拉杆加固技术也称粗钢筋加固技术，通常主要是用在桥梁下部空间充足的情况中，在桥梁下部设置粗钢筋拉杆进行加固增强，此种方法主要有横向收紧、竖向顶撑以及纵向张拉法。①横向收紧张拉法。此种方法是把桥梁肋底两侧分成两层，然后分别布置粗钢筋拉杆，拉杆在一端弯起，接着把弯起的拉杆和锚固板用栏杆与锚固板焊接在一起，在其纵向上设置一道撑棍与锁紧螺栓，这样就能借助收紧器把拉杆横向收紧，进而在桥梁内部产生预应力。②竖向顶撑张拉法。先在桥梁底部设置锚固板，同时沿梁底布设拉杆，把拉杆焊接在锚固板上，在桥梁跨径1/4处和跨中布设张紧夹，同时将其安装在梁腹承托架上，接着进行拉杆施力，在拉杆预应力满足相关要求后，用钢筋混凝土垫块把拉杆和桥梁底面楔紧，以此保障拉杆固定同时保持张拉力，最后还要拆除张紧夹和承托架，对拉杆实施防锈处理。③纵向张拉法。该方法是沿预应力筋轴线进行施力，在桥梁底部设置粗钢筋，让钢筋两端都弯起，将锚固在桥梁顶板上，然后沿着桥梁顶板进行纵向张拉，以此减小桥梁两端的剪力，进而提升桥梁结构的抗剪力。

2.2体外预应力钢丝束加固技术

对体外预应力钢丝束加固技术而言，通常是沿桥梁侧面依据抛物线线形布设钢丝束，为确保钢束丝的固定性，在桥梁底部设置定位箍圈，一般是间隔50～100cm设置一个，钢束丝两端应该穿越端翼缘板上的斜孔，还要延伸到桥梁梁顶进行锚固，通过钢束丝施加预应力，进而提升桥梁结构承载力。

3桥梁体外预应力加固技术的体系构成

3.1桥梁体外预应力索、注浆材料与防锈管道桥梁在进行体外预应力加固中，最常用的预应力索一般是钢绞线。而在桥梁施工中，主要使用的钢绞线有普通钢绞线、镀锌钢绞线以及涂层无黏结钢绞线三种，而在使用钢绞线进行加固的同时，也需要使用钢管道或者是一些复合型材料来有效防止钢绞线的锈蚀，在管道中的注浆材料一般会选用水泥注浆，但在特殊情况下还会选择石蜡或者油脂来作为注浆材料。

3.2桥梁体外预应力所的锚固系统

桥梁体外预应力的锚固系统对于整个桥梁的加固系统有着十分重要的作用，它能够有效进行预应力索中预应力的保留，而且只有充分地建设锚固系统，整个桥梁的体外预应力加固系统才能起到其应有的作用，而如果选用一般的普通钢绞线作为预应力索时，所采用的通常是固定锚固系统，并且将石蜡作为注浆材料，来使得锚具能够永久的保留，而如果是单根无黏结钢绞线作为预应力索时，一般注浆材料会选用水泥，而等水泥完全固化后，就能够达到一定的强度，从而使得锚具可以取下多次利用。

3.3桥梁体外预应力的转向设置

桥梁的体外预应力转向设置有着能够让桥梁的预应力索进行转向的作用，而在桥梁体外预应力的加固工程中，通常采用的转向构造类型有块状式转向构造、横竖肋式转向构造、低横肋式转向构造与钢鞍座式转向构造几大类。

4体外预应力技术在桥梁加固中的应用

4.1恢复桥面设计标高

恢复桥面标高主要是借助临时钢桁架对外预应力索进行跨桥处理，保证桥面具有向上作用力，进而恢复桥面标高，首先，借助横向支撑排架、体外预应力索对标高进行合理校正，再进行桥梁体外、跨中、上侧的转向桁架架设操作，借助预应力转向实现桁架高出桥面的处理，将作用力砖给桥墩，通过反复调整，实现太高桥面高出原始设计值的目的。

4.2截面裂缝的修补

桥体在长期连续交通、超负荷运行、偶然过强载荷作用下，会产生较为明显的裂缝现象，一般发生在墩顶区域，桥梁跨中区域的裂缝一般在梁的底板、翼板位置处，借助体外预应力技术对截面裂缝进行合理修补操作中，需要先对截面的裂缝位置进行全面检测，借助高倍数显微镜检测裂缝，一般选取25倍读数显微镜，若裂缝的尺寸大于0.3mm，需要采取高强度粘合剂进行封闭处理，然后借助压浆嘴设备将高分子材料打入裂缝内部，若截面裂缝发生在桥梁1/4位置处，需要采取钢板进行外预应力的提升操作。

4.3提升桥梁抗弯承载效果

在桥梁加固工程中体外预应力技术采用的下撑式预应力拉杆来补强桥梁结构不断改善桥梁中抗弯承载能力不强的地方从而提高桥梁整体结构的抗弯承载能力加固整个桥梁结构，一般下撑预应力拉杆为粗钢筋。首先，借助直线型预应力拉杆进行桥梁中间截面的处理，改善其中间位置的抗弯承载效果，提高桥梁结构的稳固性，借助折线形预应力拉杆，可实现对桥面中正截面、斜截面承载力不均的改善，也可通过混合型预应力杆，改善桥面中正截面承载力低的不足。

4.4加固桥梁梁体的上梁结构

外部预应力钢索加固，一般为钢丝束、钢绞线在梁体肋侧位置进行线形设置，借助张拉作用实现对体外预应力的定位，保护对应钢索线性固定，梁两端预应力钢索需要借助套管实现防锈蚀的控制效果。

结束语

在桥梁加固中体外预应力技术的应用具备工艺简单、施工效率高、作用力大等特点，此种施工技术的使用可以有效的将桥梁体外预应力应用于旧桥改造中，其具备主动加固的技术特点，相应的其经济效益也较高，体外预应力技术在实际的桥梁加固施工中还需注意依据其实际的结构特点及使用要求来进行技术的选用，保证施工技术使用的科学性及合理性，提高其实际的施工质量及水平。

参考文献

[1]刘鹏.桥梁施工中体外预应力加固技术[J].黑龙江交通科技,2015(09):127.

[2]赵云一.新型预应力技术在桥梁应急加固中的应用[J].交通世界(运输.车辆),2015(09):74-75.