《体外预应力在旧桥加固中的应用探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《体外预应力在旧桥加固中的应用探讨（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 体外预应力在旧桥加固中的应用探讨 张海元摘 要：体外预应力能够达到消除裂缝，减小梁体下挠，改善结构各个截面应力状态的作用，因而被广泛应用于旧桥加固。基于此，本文对体外预应力进行了概述，结合工程实例，提出了加固方案，重点对波纹管与转向器钢管接口处理、预应力张拉等内容作了介绍。通过应用体外预应力，可提高桥梁承载力，保证工程使用安全。关键词：体外预应力；旧桥加固；优点；张拉：U445.72 ：A ：1671-2064（2017）11-0100-01由于资金等原因，我国早些年修建的旧桥荷载偏低、宽度偏小，且成为了交通运输中的潜在隐患，而对这些旧桥如全部推倒重建，既不科学也不经济，更不现实。所以必须重
2、视对旧桥的加固，提高其承载力及耐久性，而研究与之有关的加固方法则是其实行的重要前提。1 体外预应力概述1.1 应用优点体外预应力结构相对于传统的内置预应力结构而言，其在工程应用中存在显著的优势，主要有以下几点：（1）体外预应力结构只在锚固端相连，故应力变化值小，能减少摩阻损失，提高预应力使用效率；（2）体外索可随时更换和调整，便于试用期间的维护修补，并且根据桥梁病害程度可选择全桥加固，也可进行局部加固；（3）体外预应力的锚固构件小，自重增加少，能调节原结构的应力状态，提高旧桥的承载能力和结构刚度，并能有效控制原结构的裂缝和挠度。1.2 加固原理体外预应力加固通常采用粗钢筋、钢绞线、高强钢丝等材
3、料作为施力工具，并置于结构构件之外，同时通过体外预应力索体施加预应力，可达到提高构件承载能力的目的。其次其索体多采用折线形连续筋，通过在梁中间部分布置在腹板两侧并靠近梁底，且在距梁端一定距离处向上弯起，可形成由被加固构件与下撑式拉索组成的复合超静定结构体系，同时随着荷载不断增大，预应力通过拉筋与梁连接的锚固点和支撑点反作用传递给梁体，在预应力产生的等效反力作用下，由于梁正截面受压，促使在其工作状态下形成压弯构件，从而产生与外荷载方向相反的弯矩，最终使原梁内受拉钢筋应力减小。2 工程实例该连续刚构桥于1994年建成通车，主桥跨径组合为（45+275+45）m，为预应力混凝土连续刚构梁桥，引桥为预
4、应力混凝土简支T梁。桥面总宽18.0m，双向四车道，桥面布置为0.5m（防撞护栏）+17.0m（行车道）+0.5m（防撞护栏）。设计荷载：汽-20级，挂-100。该桥自竣工交付使用以来，大桥交通量增长迅速，由于养护不当，超载车较多等因素，主桥箱梁顶板底面存在众多纵向裂缝，主要集中在箱梁中线附近；箱梁内侧腹板共发现多条斜向裂缝，大部分位于10#施工节段附近；箱外腹板发现斜向、竖向裂缝，未裂穿腹板；箱梁第14#17#跨箱内横隔板均出现竖向裂缝，主要分布于横隔板人洞顶部。根据研究分析，主桥箱梁加固采用体外预应力束加固方法。3 箱梁锚固段与渐变段施工方案本桥加固采用体外预应力加固，主要在箱梁腹板段通过
5、植筋绑筋并浇筑C50自密实混凝土，使其与旧混凝土结合，同时在新增腹板内预设钢绞线，通过张拉新增段混凝土把力传递到旧桥上。其次体外索的张拉力主要集中在梁的两端（腹板新增的锚固端），C50自密实混凝土到28天后，混凝土强度需达到58.6Mpa，当张拉时，混凝土的强度需达到58.60.85Mpa，腹板新增锚固段应长1.8m，宽0.56m，高0.742m，钢筋为HRB335热扎螺纹钢筋，且钢筋性能要满足钢筋混凝土用热轧带助钢筋中的相关规定，而锚固段预埋钢筋与翼缘板原桥钢筋需绑扎在一起，以使新混凝土能更好的和原桥混凝土融合在一起，达到共同受力的目的。另外为了分散锚固段的张拉力，可将渐变段与锚固段同时施工
6、，以构成张拉端，但需严格控制种植钢筋和C50自密实混凝土的质量，如果张拉较大，可在锚垫板处预埋钢板或在浇筑混凝土后，在张拉端部粘贴钢板来分散张拉力。4 体外预应力在旧桥改造中的运用4.1 波纹管与转向器钢管接口处理波纹管安装前，转向器钢管的两端应分别套一个长度为200mm、内径150mm的PVC波纹管，然后再安装内径的波纹管，同时包裹钢绞线的波纹管外径应为105mm，但要注意内径较大的波纹管应把钢管和内径较小的波纹管套在一起，本项目内径较大的波纹管与钢管接触长度为75mm，加之转向器钢管端部距离最近的钢板只有80mm，因此与内径较小波纹管接触长度为125mm。之后由内径较大波纹管两端向内部喷射
7、高强度化学膨胀剂，同时采用两个铁环套在内径较大波纹管两端并进行固定，最后需在内径较大的波纹管两端涂抹一层高强度植筋胶。4.2 体外预应力张拉本项目起初采用先张法进行张拉，且其预应力张拉后不需要孔道压浆，张拉后直接浇筑C50自密实混凝土能使其与钢绞线结合良好，预应力损失较小，但施工中发现其张拉力全部由锚固段承受，张拉过程出现锚固段混凝土开裂的情况，安全系数较低，且对钢束的质量要求高，增加了施工成本。其次张拉后的箱梁腹板正常段浇筑C50自密实混凝土后，其浇筑的混凝土不能承受张拉力，相当于张拉后给桥梁增加了上百吨的荷载，加固后的整体效果不明显。因此为了加强本工程桥梁受力情况，后改为后张法方式（工艺如
8、图1所示）。4.3 穿布钢绞线为保证施工安全和施工質量，先张法改成后张法后，其需要把钢绞线全部抽出，然后安装波纹管，但由于钢筋布置比较密集，安装波纹管需要从钢筋预留的空间穿布，而钢制波纹管弯曲性不好，所以应使用柔韧性较好的波纹管，并且还需把波纹管与转向器钢管的接口彻底密封，以防止在浇筑混凝土时浆液流入波纹管内部。其次采用穿束机穿布钢绞线容易将波纹管穿破，所以必须人工穿布，并采用抗拉强度较大的细钢丝绳围成一周，以使其与钢绞线两端捆绑在一起，之后钢丝绳需围绕在一个钢制的辘炉上，通过人工旋转辘炉，以将钢绞线从一端拉到另一端，最后需要安排人听音，以确定钢绞线的位置，一旦钢绞线被卡或顶住波纹管时，需及时
9、进行调整，直到所有钢绞线全部穿布完成。4.4 浇筑混凝土本工程在腹板新增段浇筑混凝土时由于没有输送混凝土的通道，因此需在箱梁翼缘板与腹板加厚段连接的范围内每隔1.5m，打长宽为10mm*20mm的通孔，但应注意保留原桥钢筋，且每两个通孔之间打直径为16mm的排气孔2个，以方便观测腹板混凝土是否浇筑完成，同时浇筑C50自密实混凝土理论上不需用振动棒振捣，但施工现场最好适当振捣，这样可使新旧混凝土接触良好，并能使混凝土更好的包裹钢筋，使其浇筑面较为平整。另外在浇筑混凝土前必须做塌落度实验，在确定混凝土塌落度达到要求后才能进行施工。5 结语总之，体外预应力加固可改善旧桥应力状况、提高承载能力、降低钢筋应力幅值及控制裂缝发展，因此加强对其技术的运用，可促进桥梁承载力提升，保障桥梁运行质量，且从工程的长远发展来看，其具有广阔的应用前景。参考文献1常海芹.体外预应力在旧桥加固中的应用J.交通世界（建养.机械），2009（06）.2赵爽.体外预应力在旧桥加固中的应用J.山西建筑，2008（27）. -全文完-
