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1、体外预应力桥梁加固技术探究 摘要：体外预应力，就是把预应力索放在梁的主体结构之外，只通过两端的锚固以及梁中的转向装置与梁体相连。体外预应力尤其适用于中小跨径的桥梁，对于大跨径桥梁，宜配合采用其他方法综合加固。关键字：体外预应力；加固；技术。中图分类号：TU472文献标识码：A文章编号：1体外预应力的概念及优点1.1体外预应力的概念体外预应力技术是后张预应力体系的重要分支,它与体内预应力即传统的布置于混凝土截面内的有粘结或无粘结预应力技术相对应。采用体外预应力技术加固混凝土结构时体外预应力束一般采用折线形按在梁
2、的跨中部分,体外预应力束布置在腹板下缘,在离支座(1/3～1/4)L处,体外预应力束向上弯起,锚固在梁的两端。.1.2体外预应力加固技术的优点1)施工简单，快速，在施工过程中,无需封锁交通，原结构仍可使用,减少交通压力2)运用体外预应力加固时，无需改变截面大小，不会增加结构自重,使得荷载增加。3)由于预应力筋与混凝土截面分离,7提高了混凝土的质量和耐久性，这样便于对混泥土的加固和维修。4)预应力束基本不占用结构空间,不会因为预留孔的存在而降低结构的承载能力,也避免降低结构的使用功能。5)体外预应力束在工厂定制，
3、质量有保证。体外预应力是后张预应力体系的重要分支之一，由于无需后浇混凝土，可避免由此带来的预应力损失。2加固机理和常用方法体外预应力加固的施力工具通常采用粗钢筋、钢绞线、高强钢丝等材料,其机理现以桥梁为例来说,在体外对桥梁上部结构施加预应力,以预应力产生的反弯矩部分抵消外荷载产生的内力,从而达到改善桥梁使用性能并提高承载能力的目的.如图一图一（a）未加固前图一(b)体外预应力加固后3体外预应力加固常用方法根据施加预应力的方式不同,桥梁体外预应力加固的常用方法有：横向收紧张拉法、纵向张拉法、竖向张拉法等。3.1横
4、向收紧张拉法梁的两端间隙很小时,一般采用横向收紧张拉法。此法是在梁的下缘对称梁中线安装预应力筋,在距梁端适当距离处弯起并通过支点锚于梁端的锚固钢板上,锚固钢板呈Ｕ形套在梁端的下翼缘上。水平段的预应力筋用撑棍分成若干段,7两端的撑棍还起到支点的作用。在每段中点用拉紧螺栓将两对称筋收紧,拉杆即产生预应力。3.2纵向张拉法纵向张拉法是沿预应力筋的轴线施加预应力的方法。预应力筋沿梁底布置,到梁的两端设导向块处弯起,锚固于梁的腹板或顶板上,再沿梁底或梁顶进行纵向张拉,以减小梁端的剪力。纵向张拉锚固构造主要有两种,梁顶锚固
5、和腹板锚固。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。其张拉程序与预制混凝土梁的相同。3.3竖向张拉法当采用纵向张拉法不便施工时,可采用竖向张拉法。此法采用在梁肋两侧对称布置预应力筋,一般在梁端肋侧锚固,在预应力筋中部竖直向上张拉,在梁肋底部用小横梁固定预应力。横梁的作用在于固定竖向张拉产生的钢筋预应力,根据具体情况,横梁可以设计成锚固于梁肋上不能滑动预应力筋的固定支点或可以在梁底活动的活动支点。4体外预应力加固施工工艺7在该桥加固措施中,施加体外预应力是
6、难点,也是关键点,且体外预应力施工质量的好坏直接影响到全桥的加固效果。体外预应力施工工艺主要流程为:施工方案编制→施工机具准备→转向器安装→体外索穿索→穿入限位装置→安装锚头→单根张拉体外索→防松装置及保护罩的安装→保护罩及锚头内灌注防腐油脂防护。5工程实例某连续刚构桥梁建于80年代由于养护不当,汽车超载等因素，下缘混凝土破损,部分混凝土脱落,已出现纵向贯通裂缝,主钢筋已严重锈蚀。随着交通量的增长，桥面已出现下沉，偏差原来桥面设计标高。为了保证不长期中断交通经过研究分析，采用体外预应力的方法对桥梁进行加固。加固
7、方案如图二图二体外临时预应力索示意图5.1恢复桥面设计标高恢复桥面高程就是通过体外预应力作用桥跨跨中，给桥面一个向上的作用力，使得桥梁跨中应受力反弹复位，抵消或减小桥面下沉挠度，使得桥面恢复到原来的设计标高。通过采用临时横向钢桁架体外预应力索来恢复桥面标高。当首先采用横向排架支撑、体外预应力索对桥梁标高临时实施校正，即在病害桥梁体外、跨中截面的下侧和支点截面的上侧架设横向预应力转向桁架，通过这个临时措施，把需使得桥面抬高的力转接给桥墩，方便高效，通过调整预应力的大小，逐步把桥面抬高到原来设计标高。5.2截面裂缝
8、修补7由于交通量的增长和偶然荷载的撞击，使得桥截面出现裂缝。由于刚桥跨中下挠较大,桥面裂缝出现在墩顶范围内,而在跨中裂缝则出现在梁的底板、腹板及翼板上。采用高强度粘接剂，对裂缝实施灌浆封闭，而后再利为保证裂缝普查精确,使用专门的检查仪器(25倍读数显微镜)进行裂缝普查,然后封闭所有大于0.3mm的裂缝,插入压浆嘴将高分子材料压入并填充裂缝。对于L／4处的腹板斜裂缝，还应当采用钢板进行加
