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1、桥梁预应力加固维修技术预应力加固法基本概念预应力加固是指运用预应力原理，在增设构件(以下简称“加固件”)或原有构件(如主梁梁体)中，施加了一定初始应力(即预应力)的一种加固方法。对于钢筋混凝土或预应力混凝土梁板，采用对受拉区施以预加压力的加固方法，可以抵消部分自重应力，起到卸载作用，从而能较大幅度地提高梁的承载能力。用预应力方法加固桥梁结构时，应考虑的主要问题有：施加预应力的方式方法；预应力损失的估计和减少预应力损失的措施；以及预应力加固的计算等。用预应力法加固钢筋混凝土或预应力混凝土梁板，其加固件一般采用钢杆、粗钢筋或钢丝索等钢材，施加预应力的方法有纵向张拉法、横向张拉法和张拉钢丝束等。纵向
2、张拉法在施加的预应力数值较小时可采用螺栓、丝杆等简易拉紧器进行张拉。在施加的预应力较大时，可采用千斤顶张拉或电热法张拉。横向张拉法基本原理是在钢拉杆中部施加较小的横向外力，从而可在钢拉杆内获得较大的纵向内力。钢丝束通常通过锚具用千斤顶进行张拉，如果张拉要求不高，可以采用撬棍等工具绞紧钢丝绳束亦可产生预拉应力。预应力损失是影响到预应力加固的适用范围和加固后工作状态的重要问题。预应力损失由加固件本身和承受加固件作用的结构两方面的变形而产生，主要的具体因素有：基础徐变和地基沉降、被加固构件收缩和其他变形、加固件本身徐变、温度应变等。为减少预应力损失以保证加固效果，必须在加固过程中，预留构造措施，以便
3、在使用过程及时调整加固件的工作应力数值。预应力加固设计计算，应首先绘制加固前后结构受力图形，分析内力的变化。加固件中工作应力数值应满足原有结构加固的需要。加固件中施加的预应力数值应为工作应力和预应力损失数值之和。预应力损失值在具备一定经验和资料时可由计算确定，在经验和资料尚不充分时宜在加固前用实验测定。预应力加固法具有许多优点，如加固效果好工作可靠，可以减少或限制结构的裂缝和其他变形；对桥梁营运使用的影响较小，可在不限制通行的条件下完成加固施工；在人力，物力和资金消耗方面也具有明显的经济合理性。因此，预应力加固法既可作为桥梁通过重车的临时加固手段，又可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施。随着荷载
4、等级的不断提高,桥梁工程逐渐向轻型、大跨度方向发展,预应力砼结构的应用越来越广泛,在今后的桥梁加固中,现有加固技术可能在很大程度上受到限制,因此, 有必要开发和研究预应力技术在旧桥改造中的应用。 用预应力技术对结构进行加固主要是通过后张法中的体外预应力来实现的,其施工工艺 :体外预应力的预应力钢束设于砼构件的外侧,钢束穿过设在构件端部的挡块和中部适当位置的转向块进行张拉,从而使砼构件获得预压应力。此法的主要目的是简化预应力工艺,但结构的受力|考试- 大|特性比常规的粘结预应力砼差,钢材用量也较大,目前主要用于较大跨度的桥梁工程或维修加固工程中。 预应力钢丝束法 沿梁腹侧面按抛物线形敷设预应力钢
5、丝束,在梁底每隔一定距离(50100 cm) 设置一根定位箍, 用以固定钢丝束的形状,钢丝束的两端穿过梁端翼缘板伸至梁顶锚固。张拉预应力钢丝束,通过定位箍使梁获得预应力;再通过喷射砼使预应力钢丝束及定位箍与梁体形成整体。这种加固方法的受力明确,效果明显,但箍圈的构造较复杂。预应力砼箱梁箱体加固法1、箱梁体外索布置 箱梁加固采用的体外预应力钢束为两股沿底板的曲线束和两股箱内的直线束。 底板束锚固构造特点:在箱梁底板两侧四分之一跨的位置浇筑新齿板,通过在箱梁底板凿出剪力槽,新旧混凝土接触面种植钢筋,使结构共同受力。底板束均通过齿板锚固于底板上并靠近底板布置。直线长束则锚固于主墩墩顶对应的横隔梁上。
6、 2、 体外索加固施工总体工艺 (1) 根据设计要求,在设置齿板处植入直径 16mm 的钢筋,植入深度为 20cm,并与齿板钢筋焊接,设置可更换索式的 TSK15-12 型锚具,外径为 1025mm 的钢管。预应力钢束轴线应与锚垫板垂直。 (2) 齿板混凝土按照设计要求强度进行配合比设计。齿板混凝土采用商品混凝土。7 天强度大于 80%的设计强度,28 天强度大于50MPa。每立方米齿板混凝土内掺入钢纤维 78.5kg,掺入纤维素纤维0.9kg。为尽量减少车辆震动影响混凝土初凝以及新老混凝土的结合效果,浇筑前进行充分准备,确保一次浇筑成形,不允许产生施工缝。混凝土浇筑过程中封闭桥面交通。混凝土
7、浇筑采用地泵接管泵送工艺。 (3) 体外索的张拉顺序为先张拉主梁底板曲线短束 A1 号束,后张拉主梁底板直线长束 A2 号束。 3、体外索安装工艺 (1) 按照设计图纸计算无粘结钢绞线下料长度,在厂内进行无粘结钢绞线的切断下料工作。下料长度的计算应考虑钢束曲线长、锚夹具长度、千斤顶长度及外露工作长度等因素。 (2) 布索完成后 ,按图纸要求在相应位置设置减震器或减震支座。 (3) 穿束前首先要准确计算张拉端的 PE 护套剥除的长度,无粘结预应力筋张拉段范围内 PE 层先行去掉,将内部油脂全部清除干净,以确保夹片与钢绞线的咬合。穿束过程中必须小心,防止碰坏刮伤体外索的索体 PE 护套。穿束完成后
8、方能安装锚头。千斤顶及其辅助设备(如工作锚、限位板、悬浮式张拉支撑撑脚) 要求配套安装与使用,相关的加工尺寸及参数须准确一致。 4、体外索张拉工艺 (1) 体外索张拉原则 混凝土养护龄期达 7 天及混凝土强度达到设计强度的 90%后,方可张拉预应力钢束。 张拉过程实行分级张拉工艺,最后锚下控制应力为 1209MPa。根据体外索设计张拉力,选择 YCW250B 型千斤顶进行张拉。 张拉荷载采用“双控 ”法进行控制,预应力钢束的张拉顺序 ,应使结构基本上保持受力均匀、同步,所以在张拉过程中应遵循同步、对称、两端同时张拉的原则。 (2) 第一对索的张拉 将第一对索作为试验索进行张拉。选择 2 根编号
9、为 A1 的短体外索做为试验索。为了保证第一对索张拉施工的安全,张拉过程需分级进行。 考虑到桥梁通车过程中有一个动菏载的作用,使得齿板张拉完成后的混凝土开裂有一个过程,第一对索张拉完成后需根据具体情况再观察 1 天,以观察裂缝是否产生与已出现的裂缝的开展情况。张拉前后观察过程确保连续进行,并记录观察结果。 (3) 另一对体外索的张拉 根据第一对索的张拉情况与观测结果,来安排另一对索的张拉施工。为了保证张拉施工作业安全,另一对索的张拉时参照第一对索张拉工艺也分级进行。 5、体外索防护工艺 体外索张拉完成后,为了保证体外索的锚固安全可靠,在锚具连接筒内灌注环氧砂浆进行锚固,安装锚具防护罩并涂刷防腐油脂封锚作业。 用砂轮切割机切除多余的钢绞线,然后安装锚具保护罩,并将与锚垫板接触面四周进行密封。锚具保护罩表面需要进行防腐涂装处理。
