体外预应力加固桥梁工程应用探析

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1、体外预应力加固桥梁工程应用探析摘要：文章简要介绍了体外预应力加固法的特点、原理及施工要点，并结合具体工程实例探讨了体外预应力加固桥梁工程的应用。关键词：桥梁；体外预应力加固；施工近年来，随着各种重型车辆的不断出现，公路桥梁负荷日趋加重，而且旧桥部分老化、破损，已经不能适应现代交通运输的要求。因此，对桥梁结构的维修、加固和补强的研究及应用，是目前和今后面临的主要任务。1体外预应力加固法的特点1.1体外预应力加固的优点体外预应力是后张无粘结预应力体系的分支之一。将预应力钢筋布置于混凝土截面之外的技术己在工程中得到了应用，并成为加固既有桥梁的有效方法之一。采用体外预应力技术加固桥梁结构有很多优

2、点：①预应力布置简单，可以调整，简化了后张的操作程序。所需设备、人员少，施工周期短，经济效益好；②对桥上交通影响小，可不中断交道或短时间限制交通；③增加恒重不多，可以能动地调节原结构中的应力状态，达到有效加固的目的；④维护修补方便，可以随时更换预应力筋；⑤对桥梁损伤小，可做到不影响桥下净室不抬高路面标高；⑥能够较大幅度地提高旧桥的承载能力和结构刚度，能够有效的控制原结构的裂缝和挠度，使裂缝部分或全部闭合，使挠度大幅度减小。1.2体外预应力加固的缺点但体外预应力加固也有如下缺点:①体外预应力索容易受到意外的破坏。②体外预应力索不能参与局部裂缝的控制。③由于转向装置和锚固点受到约束，行车时容

3、易引起体外索的振动，预应力索的自由长度受到限制。④从力学特性上来讲体外预应力索与周围结构主体在同一截面上的变形是不协调的。2体外预应力加固原理体外预应力结构的预应力筋布置在主体结构之外，固体外预应力索通常为由多根钢绞线组合成的集中钢索，故称为体外预应力索。体外预应力加固通常采用粗钢筋钢绞线、高强钢丝等材料作为施力工具。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，起到卸载的作用，从而较大提高桥梁结构的承载能力。对于钢筋混凝土桥梁，可考虑采用体外预应力进行加固，该法具有加固，卸荷改变结构内力的三重功效。体外预应力混凝土结构的基本组成主要包括：体外预应力索、管

4、道和灌浆材料,体外预应力索的锚固系统，体外预应力索的转向装置3体外预应力加固施工要点3.1放样定位3.1.1滑块垫板及锚固支座位置的放样定位沿梁底从锚固实际中心（投影点）向跨中方向量取滑块垫板的中心位置及跨中位置，分别标记在梁底的两侧，并将垫板的平面尺寸绘在梁底面上，标出有关螺栓的孔位，在垫板放样中可以不计梁的挠度影响。3.1.2上锚固点的放样定位（1）斜筋上锚固点位于梁顶或梁端面时，以单梁顶（端）面的纵轴线为基准，沿纵桥向测量锚固点距梁端的距离；（2）锚固点位于梁端时,应量取锚固点距梁底或梁顶面的垂直距离，再沿横桥向对称量取上锚固点的横向距离，标出锚固点的理论位置。由于梁的顶板和腹板中

5、均有钢筋存在，特别是受力钢筋，在进行锚固点放样时，可将锚固点位置适当调整以避开这些钢筋，切记不应将其切断。3.2±锚固点设置当上锚固点设在梁顶及梁端顶面时，需要按设计的斜筋穿出位置，在桥面板或梁顶面凿穿二个具有与斜筋角度相同的斜孔。首先把桥面铺装层凿去，将梁顶面混凝土保护层凿去，露出钢筋，再将锚固垫板处的混凝土进行细凿。按斜孔的设计角度做一个凿孔架，将凿岩机的钻杆放入凿孔架的槽内，使钻头中心对准理论锚固点，然后再进行凿孔，以便凿好斜孔。上锚固孔凿完之后，将梁顶面混凝土清理干净，除去混凝土碎渣。然后，在开凿后的混凝土表面涂一层环氧胶液，再用环氧水泥砂浆铺平。最后将上锚固设在梁顶时，应保证锚

6、垫板的上表面与梁顶面平齐，或略低一点，以确保锚固点上有尽可能厚的混凝土保护层。3.3转向装置转向装置是实现体外索加固的重要构件，其传载方式和自身性能也是影响预应力施加效果的关键。体外预应力混凝土结构的预应力筋必须通过转向装置改变方向，从而形成设计的预应力筋曲线形式。在转向装置与预应力筋的接触区域，由于摩擦和横向力的挤压作用。如果转向装置设计不合理或构造措施不当，预应力钢材容易产生局部硬化和摩阻损失过大。转向装置的设计要求预应力筋在折角点的位置必须高度准确，避免产生附加应力，转向装置在结构使用期内也不应对预应力钢材有任何损害。另外，转向装置的加工应在加工厂进行，严禁在现场加工，现场安装中，

7、要严格按图纸进行，在运输及焊接过程中，应采取措施防止焊接变形，穿束前应拉线确定安装是否合适。3.4预应力筋的安装和张拉在安装预应力筋前，首先要检查各种锚具是否能正常工作，特别是粗钢筋的螺杆和螺母的匹配情况，逐个试拧，均应达到每个丝头在不加力的情况下，以手拧动就可将螺母拧至全程。对于水平筋和斜筋分别采用两根粗钢筋或斜杆为型钢的情况，首先将斜筋与水平滑块固定在一起，并将斜筋的上锚固点固定。用临时支架将滑块定位在其垫板的位置上，然后再穿入