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摘要:桥梁会随着时间的推移慢慢老化,届时将不能再满足交通的需要,为了解决这个问题的关键方法之一就是实施加固与维修桥梁。目前,桥梁的加固与维修已经变成项目的热点问题。在桥梁加固中体外预应力技术的运用效果越来越明显,本文针对体外预应力技术在桥梁加固中的运用做出分析,并提出可行性建议。
关键词:体外预应力技术;桥梁加固;应用思考
引言:桥梁项目是我们国家一项基本的项目建设工程之一,在推动经济发展,促进社会建设方面具备关键的意义。然而,随着桥梁项目被长期的运用,对其稳定性就提出了相对高的要求,所以,为了对桥梁实施高效地加固,体外预应力加固技术是种特别有效的加固技术,它是后张法预应力系统的关键分支之一。对比于被动加固法的增大截面加固法,体外预应力加固梁身自重增加非常少,然而可以大幅改善调整原有构造的受力状况,提升承载力与抗裂功能,对桥墩和基础影响也非常小,同时对桥梁交通影响不大,能节约维护成本。
1、体外预应力技术在桥梁加固中应用的积极意义
桥梁加固就是为了让要求得到满足,为了让桥梁的稳定性与应用性获得保证,经过一定的措施与方法让整个构造的承载能力获得提高,加固能够让桥梁的耐久性提高,能够使桥梁的使用寿命延长。随着当前经济的持续发展,越来越多的车辆,人们对于交通安全也越来越重视,因此怎样提升桥梁安全就变成了急需解决的问题。在桥梁加固中体外预应力技术的运用是一项新的技术,使桥梁加固中的问题得到有效的解决。体外预应力技术有非常多的优势,简单布置预应力筋套管,调整也相对容易,能够使施工时间大大的缩短,体外预应力因为预应力筋在腹板外面布置,让浇注砼能够更加方便。然而现在中国对于体外预应力技术的研究是特别少的,因此特别有必要实施进一步的研与探讨体外预应力技术。体外与体内预应力结构在结构构造上有非常大的不同,体外预应力技术在桥梁加固工程也更适合应用所以体外预应力技术在桥梁加固项目中有着特别关键的积极意义。
2、常用的体外预应力加固方法
2.1下撑式预应力拉杆(粗钢筋)加固法
2.1.1横向收紧张拉法
钢筋混凝土或预应力混凝土梁的两端非常小的间隙时,为了防止在梁的端部张拉,通常使用横向收紧张拉法。这法是在梁的下缘对称梁中线安装预应力筋,在距梁端合理距离处弯起并经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。水平段的预用撑棍把应力筋分成若干段,两端的撑棍还起到支点的功能。在每段中点用拉紧螺栓收紧两对称筋,收紧的时候拉杆就形成预应力,结果梁受到锚固钢板传来的预压力与预应力筋新车的负弯矩因为体外索多为水平的直线形,在梁的两端向上弯曲不多,所以这种加固技术只可以使梁中的正弯矩有效的减小,而对减小梁端的剪力帮助不大。
2.1.2纵向张拉法
纵向张拉法是沿着预应力筋的轴线对桥梁施加预应力,经过在桥梁底部布置预应力拉杆粗钢筋,钢筋两端都弯起,并在梁的腹板或顶板上锚固,再沿着梁底或梁顶实施纵向张拉,这样就能够以减小梁两端的剪力,然后提升了桥梁的抗剪能力。
2.1.3桥梁体外竖向顶撑张拉加固法
桥梁体外竖向顶撑张拉加固法是在梁端底设U形锚固钢板,同时拉杆设在梁底,并优良的焊接拉杆两端和锚固钢板,把梁四等分同时在等分点设张紧夹具给拉杆施加预应力,施加的预应力达到设计值后,楔紧拉杆与梁底面,一般用钢筋砼块儿固定拉杆部位以求持张拉力,最后对拉杆做防锈层。
2.2桥梁体外预应力钢丝束加固法
桥梁体外预应力钢丝束加固法是把钢丝束依照指定的曲线方式,沿着桥梁的受力梁的侧面实施张拉,设置预应力,同时为了使钢丝束依照特定的曲线方式实施传力,钢丝束线型固定措施还需要设置在梁底面,一般使用间隔为50到100公分的箍筋圈实施线形固定。之后在梁的梁端固定锚固钢丝束,同时要对钢丝束实施管道防锈蚀方法来保护钢丝束,让其长期有效。
3、体外预应力技术在桥梁加固中的应用
3.1工程实例
建于80年代的某连续刚构桥梁因为养护不当,汽车超载等原因,下缘混凝土破损,一些混凝土脱落,已发生纵向贯通裂缝,主钢筋已严重锈蚀。随着增长的交通量,桥面已发生下沉,偏差之前桥面设计标高。为了确保不长期中断交通通过研究分析,使用体外预应力的方法对桥梁实施加固。
3.2恢复桥面设计标高
恢复桥面标高的体外预应力技术,就是经过运用临时的横向钢桁架体外预应力索作用于桥跨跨中,给桥面一个向上的作用力,让桥面标高获得恢复。首先应用横向支撑排架与体外预应力索实施校正桥面的标高,再在桥梁的体外、跨中与上侧架设横向的预应力转向桁架,经过预应力转向桁架把桥面太高的力转给桥墩,经过持续的调整预应力,渐渐的把桥面抬到原始设计标高部位。
3.3截面裂缝修补
因为交通量的增加、一直超负荷与偶然相对强荷载的撞击,桥梁的截面常常会发生裂缝。因为桥梁的刚度大,钢桥跨中下的挠度大,桥面裂缝通常发生在墩顶区域之内,而桥梁跨中部位的裂缝常常会发生在梁的底板、翼板与腹板上。经过体外预应力技术修补截面裂缝,先实施检验截面裂缝,应用25倍读数显微镜实施检验裂缝,对于大于0.3mm的截面裂缝所有都应用高强度的粘结剂封闭,之后插入压浆嘴把高分子材料压入并填充裂缝,对于发生在桥梁1/4处的腹板斜截面裂缝,用钢板实施体外预应力加强。
3.4转向装置
体外预应力混凝土构造的预应力筋一定要经过转向装置改变方向,然后产生设计的预应力筋曲线方式。在转向装置和预应力筋的接触范围,因为摩擦与横向力的挤压功能。假如不合理的转向装置设计或不当的结构措施,预应力钢材容易形成部分硬化与摩阻损失太大。转向装置的设计要求在折角点的部位预应力筋一定要高度正确,防止形成附加应力,转向装置在构造应用期内也不会对预应力钢材有什么损害。
3.5预应力筋的安装与张拉
在安装预应力筋以前,要检验各类的锚具可不可以正常工作,特别是粗钢筋螺母与螺杆匹配状况,要逐一试拧,确保在不加力状况下每个丝头,用手拧动能把螺母拧到全程。对斜筋与水平筋分别使用斜杆或者两根粗钢筋为型钢,第一把水平滑块与斜筋固定在一块,固定斜筋上锚固点,第二穿过水平筋,保证滑块锚孔与水平筋中心对照。张拉体外预应力筋的方法有2种,在梁顶沿着斜筋方向张拉与在梁底沿着水平筋方向张拉。尽量做到相同梁两侧的预应力筋可以一起张拉,保证梁两侧钢筋的预应力状态相等或者类似。
3.6加固效果分析
由实际证明,体外预应力是一种有效的加固技术,明显的效果,同时还具备优良的防腐性和抗疲劳抗裂性。可靠安全的体外预应力受力图式,而且在后期管理中容易检验与更换,便于维修和调整索力。体外预应力可以相对大幅度地提升旧桥承载能力,同时施工时能不中断交通或限制短时间交通。施工时所要的人力物力少、工期短,明显的经济效益,不影响对构造物损伤小,不影响净空与标高,是一种理想的加固技术。
结语
体外预应力技术作为桥梁加固项目施工建设的关键技术之一,只有标准施工程序,才可以提升其施工技术水平,才可以提升项目整体质量,并可以为桥梁项目经济效益最大化的完成提供可靠保证。通过对体外预应力技术的持续发展和实际应用,体外预应力技术已经趋于完善,相信在以后的桥梁建设和旧桥的加固项目中,体外预应力技术会获得越来越普遍的运用,为中国桥梁项目带来新的发展希望。
参考文献:
[1]孙家庆.体外预应力技术在桥梁加固中应用的思考[J].施工技术,2013(8).
[2]郭晓飞.浅析公路桥梁施工中体外预应力加固技术[J].中小企业管理与科技(中旬刊).2015(04)