體外預(yù)應(yīng)力加固橋梁工程應(yīng)用

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1、體外預(yù)應(yīng)力加固橋梁工程應(yīng)用摘要：體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)是一種靈活的主動加固技術(shù)，可以主動改善結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀況，大幅度改善結(jié)構(gòu)的安全性能，使得這技術(shù)和方法在橋梁加固領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常廣泛。本文結(jié)合工程實例，介紹了體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)實施加固維修的實例，對體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁加固中的應(yīng)用研究起到推動和參考作用。　　關(guān)鍵字：橋梁；體外預(yù)應(yīng)力；加固；技術(shù)　　1體外預(yù)應(yīng)力的概念及優(yōu)點　　1.1體外預(yù)應(yīng)力的概念　　體外預(yù)應(yīng)力，就是把預(yù)應(yīng)力索放在梁的主體結(jié)構(gòu)之外，只通過兩端的錨固以及梁中的轉(zhuǎn)向裝置與梁體相連。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)是后張預(yù)應(yīng)力體系的重要分支,它與體內(nèi)預(yù)應(yīng)力即傳統(tǒng)的布置于混凝土截面內(nèi)的有粘結(jié)或無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)相對

2、應(yīng)。采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固混凝土結(jié)構(gòu)時體外預(yù)應(yīng)力束一般采用折線形按在梁的跨中部分,體外預(yù)應(yīng)力束布置在腹板下緣,在離支座(1/3～1/4)L處,體外預(yù)應(yīng)力束向上彎起,錨固在梁的兩端?！　?.2體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的優(yōu)點　　1)施工簡單，快速，在施工過程中,無需封鎖交通，原結(jié)構(gòu)仍可使用,減少交通壓力?！　?)運用體外預(yù)應(yīng)力加固時，無需改變截面大小，不會增加結(jié)構(gòu)自重,使得荷載增加?！　?)由于預(yù)應(yīng)力筋與混凝土截面分離,提高了混凝土的質(zhì)量和耐久性，這樣便于對混泥土的加固和維修?！　?)預(yù)應(yīng)力束基本不占用結(jié)構(gòu)空間,不會因為預(yù)留孔的存在而降低結(jié)構(gòu)的承載能力,也避免降低結(jié)構(gòu)的使用功能?！　?)體外預(yù)應(yīng)力束

3、在工廠定制，質(zhì)量有保證。體外預(yù)應(yīng)力是后張預(yù)應(yīng)力體系的重要分支之一，由于無需后澆混凝土，可避免由此帶來的預(yù)應(yīng)力損失?！　?加固機理和常用方法　　體外預(yù)應(yīng)力加固的施力工具通常采用粗鋼筋、鋼絞線、高強鋼絲等材料,其機理現(xiàn)以橋梁為例來說,在體外對橋梁上部結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力,以預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的反彎矩部分抵消外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力,從而達到改善橋梁使用性能并提高承載能力的目的.如圖一　　　　圖一（a）未加固前　　　　圖一(b)體外預(yù)應(yīng)力加固后　　3體外預(yù)應(yīng)力加固常用方法　　根據(jù)施加預(yù)應(yīng)力的方式不同,橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固的常用方法有：橫向收緊張拉法、縱向張拉法、豎向張拉法等?！　?.1橫向收緊張拉法　　梁的兩端間隙很小

4、時,一般采用橫向收緊張拉法。此法是在梁的下緣對稱梁中線安裝預(yù)應(yīng)力筋,在距梁端適當(dāng)距離處彎起并通過支點錨于梁端的錨固鋼板上,錨固鋼板呈Ｕ形套在梁端的下翼緣上。水平段的預(yù)應(yīng)力筋用撐棍分成若干段,兩端的撐棍還起到支點的作用。在每段中點用拉緊螺栓將兩對稱筋收緊,拉桿即產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力?！　?.2縱向張拉法　　縱向張拉法是沿預(yù)應(yīng)力筋的軸線施加預(yù)應(yīng)力的方法。預(yù)應(yīng)力筋沿梁底布置,到梁的兩端設(shè)導(dǎo)向塊處彎起,錨固于梁的腹板或頂板上,再沿梁底或梁頂進行縱向張拉,以減小梁端的剪力?？v向張拉錨固構(gòu)造主要有兩種,梁頂錨固和腹板錨固。體外預(yù)應(yīng)力筋張拉方法與其構(gòu)造形式有關(guān),張拉位置可以在梁頂沿斜筋方向張拉,亦可在梁底沿水平方

5、向張拉。其張拉程序與預(yù)制混凝土梁的相同?！　?.3豎向張拉法　　當(dāng)采用縱向張拉法不便施工時,可采用豎向張拉法。此法采用在梁肋兩側(cè)對稱布置預(yù)應(yīng)力筋,一般在梁端肋側(cè)錨固,在預(yù)應(yīng)力筋中部豎直向上張拉,在梁肋底部用小橫梁固定預(yù)應(yīng)力。橫梁的作用在于固定豎向張拉產(chǎn)生的鋼筋預(yù)應(yīng)力,根據(jù)具體情況,橫梁可以設(shè)計成錨固于梁肋上不能滑動預(yù)應(yīng)力筋的固定支點或可以在梁底活動的活動支點?！　?體外預(yù)應(yīng)力加固施工工藝　　在該橋加固措施中,施加體外預(yù)應(yīng)力是難點,也是關(guān)鍵點,且體外預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量的好壞直接影響到全橋的加固效果。體外預(yù)應(yīng)力施工工藝主要流程為:施工方案編制→施工機具準備→轉(zhuǎn)向器安裝→體外索穿索→穿入限位裝置→安

6、裝錨頭→單根張拉體外索→防松裝置及保護罩的安裝→保護罩及錨頭內(nèi)灌注防腐油脂防護?！　?工程實例　　某連續(xù)剛構(gòu)橋梁建于80年代由于養(yǎng)護不當(dāng),汽車超載等因素，下緣混凝土破損,部分混凝土脫落,已出現(xiàn)縱向貫通裂縫,主鋼筋已嚴重銹蝕。隨著交通量的增長，橋面已出現(xiàn)下沉，偏差原來橋面設(shè)計標高。為了保證不長期中斷交通經(jīng)過研究分析，采用體外預(yù)應(yīng)力的方法對橋梁進行加固。加固方案如圖二　　　　圖二體外臨時預(yù)應(yīng)力索示意圖　　5.1恢復(fù)橋面設(shè)計標高　　恢復(fù)橋面高程就是通過體外預(yù)應(yīng)力作用橋跨跨中，給橋面一個向上的作用力，使得橋梁跨中應(yīng)受力反彈復(fù)位，抵消或減小橋面下沉撓度，使得橋面恢復(fù)到原來的設(shè)計標高。通過采用臨時橫向

7、鋼桁架體外預(yù)應(yīng)力索來恢復(fù)橋面標高。當(dāng)首先采用橫向排架支撐、體外預(yù)應(yīng)力索對橋梁標高臨時實施校正，即在病害橋梁體外、跨中截面的下側(cè)和支點截面的上側(cè)架設(shè)橫向預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)向桁架，通過這個臨時措施，把需使得橋面抬高的力轉(zhuǎn)接給橋墩，方便高效，通過調(diào)整預(yù)應(yīng)力的大小，　　逐步把橋面抬高到原來設(shè)計標高。　　5.2截面裂縫修補　　由于交通量的增長和偶然荷載的撞擊，使得橋截面出現(xiàn)裂縫。由于剛橋跨中下?lián)陷^大,橋面裂縫出現(xiàn)在墩頂范圍內(nèi),而在跨中裂縫則