桥梁维修加固中预应力加固技术的应用

桥梁维修加固中预应力加固技术的应用

戢斐

湖北省高速公路实业开发有限公司 湖北省武汉市 430051

摘要：预应力混凝土桥梁应用广泛，但由于设计、施工、运营不当等常造成桥梁出现病害，如裂缝等。对于开裂后的桥梁需进行检测与加固，但目前对开裂后桥梁检测与加固的分析较少，通过研究桥梁加固原则和方法、预应力桥梁的加固过程、桥梁加固后检测评定来说明桥梁结构开裂前后发生的变化。通过该内容的分析为以后桥梁检测与加固提供了新的研究方式和分析角度，为解决该类问题提供了理论依据。

关键词：预应力加固；桥梁；应用

引言

我国桥梁工程建设持续呈现增量化的发展态势，而受到运行环境、承受荷载以及运行时间等因素的影响，导致部分桥梁工程在运行阶段出现耐久力、承载力明显下降的问题。体外预应力加固技术的合理应用，可以在改善桥梁结构性能的同时，实现对桥梁工程抗裂、承载、耐久等能力的提升，通过对构件内压力的释放达到桥梁结构受力状态调整的目的。因此，如何在桥梁加固施工中进行体外预应力技术的合理应用，成为施工单位的关注重点。

1加固原则

桥梁在进行加固过程中应遵守一定的原则，具体原则如下。(1)桥梁加固过程中应采用先进的技术，保证加固过程中施工简单、安全可靠。(2)根据桥梁类型和加固要求合理选择加固方法。(3)桥梁在进行加固前应进行受力状态的推断，通过桥梁结构所处的状态合理选择加固方法，避免产生不合理的加固方式，这样可能会造成桥梁出现新的损伤或受力状态发生改变，使桥梁加固问题变得更加复杂。(4)桥梁在加固前应充分考虑会出现的状况，加固时可以通过多种加固方法结合运用来分析，改变桥梁的内力状态，达到加固补强的目的。(5)桥梁在进行加固时，应对加固方案进行可行性的分析，保证该方案安全可行，不会造成环境、交通等其他方面的影响。

2桥梁维修加固中预应力加固技术的应用

2.1放样定位

放样定位施工效果直接影响预应力加固施工质量，现阶段常用放样定位技术包括：（1）以滑块垫板、锚固支座位置为基准开展定位作业，具体施工中，在梁底位置进行垫块的测量，主要测量对象为垫块跨中、中心位置，以锚固中心投影点为测量起点向跨中方向进行测量作业，并于梁底两侧位置进行测量结果的标注，将垫块图案绘制在梁底面后进行螺栓孔洞的标记。为确保图纸绘制的精准性，可以借助垫板尺寸绘制。（2）以上锚固点为基准开展定位作业，在实际测量定位过程中，需依据对不同上锚固点位置的分析选择合适的定位方法。以梁端面、梁底位置设置上锚固点为例，可进行纵轴线的直接测量，以纵桥位置到锚固点位置为测量方向。若桥梁以梁端为载体进行锚固点的设置，需以梁底面垂直为基准开展测量作业，并在确定横向距离时参照横桥方向，在此基础上确保位置定位的精准性。需注意，桥梁钢筋结构可能会在不同程度上受到放样定位作业的影响，因此需依据实际情况，采取针对性措施进行放样的调整或规避，避免对桥梁钢筋结构造成影响。

2.2梁粘贴碳纤维布工艺

在实际进行施工的过程当中，如果混凝土存在钢筋锈蚀或松散的情况，要求技术人员能够对锈蚀的钢筋进行表面除锈处理。然后利用环氧树脂实现防腐工作，必要情况下可以依托环氧砂浆对混凝土表面存在凹陷的部位进行填补或缺损处理，确保整个混凝土结构的平整性。同时还要求技术人员能够准确地计算出碳纤维布的面积以及底胶的使用情况，必要情况下可以配合固化剂进行使用，并依托毛刷将配置好的树脂材料均匀地铺抹在混凝土表层当中，使整个构建的厚度符合预先设定的标准。在此基础上，设计人员还要按照预定的尺寸要求剪裁好碳纤维布，如果无法实现有效的搭接，那么必须要提前预留好一定的误差面积，使用滚筒等对其进行滚压，使内部没有气泡，确保树脂材料能够充分且均匀地浸透碳纤维布，以便于提升加固效果。

2.3转向装置

转向装置在预应力加固中是一个重要构件，其传载方式与自身性能同样也会对预应力实际施加效果造成很大影响。转向装置设计应达到以下要求：转向点处预应力筋所在位置必须准确无误，防止附加应力的产生；结构正常使用期限内，转向装置不能给预应力索造成任何危害。目前常见的转向装置包括：采用钢板与钢管通过组合而成或后加一个钢筋混凝土转向块。当待加固梁为矩形梁与T梁时，建议采用钢板与钢管通过组合而成的结构，而箱梁建议后加一个钢筋混凝土转向块。转向装置自身传载模式若按照作用形式可分成以下两种：第一种为承压型，采用压力把体外索荷载可靠传递至原结构，主要在矩形梁、T梁与箱梁中使用，可实现横向加固；第二种为剪切型，采用剪力的形式把体外索荷载可靠传递至原结构，通常在箱梁的纵向加固中使用。对承压型转向装置而言，在转向装置和预应力筋之间的接触区中，因受到摩擦力与横压力持续作用，若转向装置设计不当或所用构造措施不合理，则会使预应力索硬化与摩阻损失超标，使接触面部分应力大量集中，进而引起以下问题：一方面导致原结构部分被压坏；另一方面，接触点被剪坏导致加固失效。对此，对传载方式与自身性能进行研究是十分重要的，必须引起相关人员的高度重视。这种转向装置可借助计算机进行模拟。对剪切型转向装置而言，转向装置和原结构之间的接触面会受到由于体外索张拉而产生的剪力作用。然而，对该接触面的研究并不多，其问题也会对最终的加固效果造成影响。在以前的设计工作中，通常都将接触面上的应力视作均匀分布的，然而事实上并不是均匀分布。若设计不当，则会导致材料浪费或连接部位的安全储备较小，为结构正常使用造成很大的隐患。基于此，在设计工作中应建立一个良好的模型。

2.4加固后检测

桥梁在完成加固后应对结构和材料等各方面进行全面的检查，主要检查对象是用于加固的材料，新增加的构件，如植筋等以及病害处理部位，如钢板粘贴质量、混凝土缺损修补、裂缝修补情况等。通过对检测后的桥梁做出综合评定，保证加固后的技术安全以及技术状况，针对以后类似病害提出相关建议。

3应用前景

预应力加固技术在矩形梁与T形梁桥中的实际应用越来越完备。虽然预应力结构所需钢束数量多于其他方式，但因其能减少腹板厚度，能大量减少混凝土实际用量，因此降低工程量；而且采用该方法对桥梁进行加固，不仅速度快，而且费用低，更加经济。此外，通过对预制节块的组合拼接，上、下部结构可以实现同步施工；在结块之间设置接缝，能进一步加快施工速度，使施工更加方便，在保证施工质量的同时，缩短工期。成桥之后还能方便快捷地完成检测与维护，可以十分明确和详细地掌握桥梁实际使用状况，减少各项后期费用。通过逐跨施工，还能限制对环境造成的影响。不仅使施工场地十分洁净，不会对城市造成太大污染，而且不会对交通造成影响，对预制块件的运输也比较方便，对当下主流的城市高架与轻轨等都具有重要作用。

结语

提升预应力混凝土桥梁检测与加固的效率，不仅能够优化桥梁的使用性能，同时也能够确保交通安全。基于此，在进行实际的检测与加固处理过程中，要求技术人员能够依照桥梁的特性以及规模，选择合理的检测和加固技术，必要情况下可以配合一些机械设备或辅助材料提升检测与加固的水准，以此来延长预应力混凝土桥梁的使用寿命。

参考文献

[1]田红英.体外预应力加固技术在桥梁中的施工方法[J].中国科技纵横，2018（2）：114-115.

[2]何士芳.体外预应力加固技术在桥梁维修中的应用[J].交通世界，2016（12）：90-91.

[3]万会春，刘丽红.公路桥梁施工中体外预应力加固技术[J].交通世界，2018（33）：100-101.