公路桥梁施工中体外预应力加固技术

文 鹏

公路桥梁施工中体外预应力加固技术

文 鹏

（四川公路桥梁建设集团有限公司 四川成都 610000）

公路桥梁是我国道路交通的重要组成部分，其质量问题关系到国计民生和社会发展。采用体外预应力法对公路桥梁进行加固，改善公路桥梁的质量，增强承载能力，延长使用寿命，对国民经济的发展具有积极意义。本文分析了体外预应力加固方法的工作原理和特点，并将其应用过程和应用中的注意事项进行了介绍，采用该方法可以有效的提高公路桥梁的承载能力和使用寿命。

公路桥梁；体外预应力；加固；施工应用

作为我国道路交通的重要组成部分的公路桥梁，一直以来都是国家重点建设的目标，公路桥梁的质量问题是关系到国计民生和社会发展的重要问题。为了提高公路桥梁的使用寿命，对建设好的公路桥梁进行加固处理，可以提高公路桥梁的稳定性和安全性，有效的延长其使用寿命。体外预应力加固技术属于一种新型桥梁加固方法，通过对原有的公路桥梁进行体外加载，使其盈利性能得到改善，提高了公路桥梁的运行安全，对经济发展具有积极的促进作用。随着社会的进步和人民收入水平的提高，我国的汽车持有量逐年增加，是的公路桥梁的负载逐年增加，桥梁在长期运行过程中，在外载荷的作用下，会出现破损或裂纹的情况，导致承载力下降，给人们的出行和经济的发展带来安全隐患。因此，采用体外预应力法对公路桥梁进行加固，改善公路桥梁的质量，增强公路桥梁的受载荷能力，延长使用寿命，对国民经济的发展具有积极的意义。

1 公路桥梁的加固方法

目前主要通过以下几种方法对公路桥梁进行加固处理：（1）在原有的桥面上重新浇筑一层混凝土，形成桥面加强层，实现公路桥梁的加固；（2）增大桥面的横截面积，并加陪钢筋，提高原有桥面的抗拉强度，实现加固；（3）在原有桥面上加装钢板或碳纤维布等材料，改变原有前面的力学特性，达到加固的目的。（4）通过改变原有结构的受力状态，实现加固目的。（5）通过在需要补强的位置打入锚杆，然后再浇筑混凝土，使之同时承受外载荷的作用以实现加固。（6）通过增加桥梁的横向联达到结构强化的目的，实现加固等。以上技术都有各自的优缺点，也有各自的适用条件，在实际使用中受到一定的限制。采用体外预应力对公路桥梁进行加固，已经在实际应用中经受了考验，加固效果较好，能有效的改变公路桥梁原有的应力状态，提高公路桥梁的承载能力，从而延长公路桥梁的的使用寿命。体外预应力加固是通过在原有的公路桥梁上施加外载荷，使之产生一个与原有弯矩相反的弯矩，是两者抵消，从而改善桥梁的受力状态，减少了结构应力，提高了承载能力。

2 体外预应力加固技术的原理

体外预应力加固技术主要包含预应力钢筋，锚和转向装置三个部分。预应力钢索提供支撑作用，连接在桥梁两端的锚杆，并在中间位置设置转向装置，起到连接桥梁的作用。通过此种方法，可以使桥梁的一部分重力作用在预应力钢筋上，减轻了桥梁的结构应力，起到了加固的目的。也就是说，采用体外预应力，不仅仅能加固桥梁结构，还能分担桥梁重力，起到卸荷作用，提高桥梁的承载能力，在公路桥梁建设和养护中具有重要的推广价值。

3 体外预应力加固技术的特点

体外预应力法通过在桥梁上设置一个与原来桥梁弯矩相反的弯矩来实现卸荷和加固的目的，因此，在应用该方法之前，必须要先计算桥梁结构的受力状态。通过计算方可得知需要施加的预应力大小，方能保证加固效果。相较于其他加固方法，体外预应力法的优点主要体现在以下几方面：（1）施工对交通的影响较小。在施工过程中，可不中断交通或短时限制交通，并不会对交通产生重大影响，避免影响城市生活。（2）施工周期短，经济效益好。相比于其他的加固方法，该方法所需要的人员和设备要求较低，技术难度不高，施工周期短，经济效益较好。（3）该方法施工不抬高路面标高，对桥梁损伤小，对桥下净室的影响较小。（4）该法不会改变原有桥梁的截面，通过施加预应力索来提高原有桥梁的刚度和承载性能，对原有桥梁的结构改变较小。总之，体外预应力加固技术在中小跨度的简支结构桥梁和中大跨度的连续结构桥梁的建设、使用和维护过程中具有积极作用，能提高公路桥梁的安全使用性能，延长服役寿命，提高经济效益。

4 体外预应力加固技术的应用

在对公路桥梁进行体外预应力加固时，主要完成以下方面的工作：

4.1 放样定位

放样定位是体外预应力加固技术的重点工作之一，在具体的施工中可采用两种方法来进行。第一种方法是针对滑块垫板及锚固支座进行设置定位，首先确定梁跨中点和垫块中心点，然后设置锚固点，完成测量得到参数后在梁两侧面放样处打上定位标记。另外，为了保证桥面与垫板的贴合一致，需要预埋紧固螺栓的位置；第二种方法是根据锚固点进行定位。由于锚固点在预应力索上的定位位置是可以变化的，设置在不同的断面位置，所产生的加固效果是不一致的同理，锚固点处于不同的位置，测量的参数也是不同的。当锚固点位于梁顶部或者是桥梁的断面位置时，需分别测量桥梁两端点、桥梁顶点与锚固点的距离。当锚固点位置处于桥梁两端时，需要测量梁顶部与底面的高度和锚固点与两端的水平距离。由于在放样定位的时候，需要锚固点的位置，在锚固过程中可能会对原有桥梁的结构产生影响。因此，要尽量保证在设置施工的时候原有桥梁的钢筋结构不受破坏。

4.2 转向装置技术

转向装置是实施体外预应力加固时必须应用的一个重要构件，它可以改变预应力筋的方向，使预应力筋的结构形状满足使用要求。转向装置的载荷传递方式、自身的精度以及强度和刚度等性能，会对预应力施加产生一定的影响。尤其是在转向装置与预应力筋的接触位置，摩擦力和横向力会使转向装置内部产生较大应力，当转向装置设计不合理或性能不满足要求时，就会导致预应力施加的效果大打折扣，影响加固效果。另外，要确保转向装置和预应力筋的位置准确，高度合理，避免产生附加应力，保证预应力筋设置的准确性和稳定性。

4.3 预应力筋的安装与张拉

预应力筋的安装与张拉是加固工作的重要环节，预应力筋的形式是依据桥梁施工建设过程中的施工现状来选择的。在安装预应力筋前，首先要检查各种锚具是否能正常工作，确保满足施工要求。在安装过程中，首先进行斜筋和水平筋的位置布置及穿线。将斜筋与水平滑块进行连接，并固定斜筋的上锚固点，然后传穿入水平筋，并保证水平筋的中心与滑块锚孔的位置对中。然后进行水平筋收紧装置的设置。在梁端处的U型锚固板上焊接斜杆，并确保焊接角度与斜筋设计角度一致，完成斜杆焊接后，还需要安装立柱、撑棍和收紧器，完成锁紧装置的施工。在锁张拉过程中，为了保证桥梁两侧受力均匀，需要两侧同步张拉，在张拉过程中要注意预应力筋的受力状态，保证受力均匀稳定。

3 结语

公路桥梁工程是关乎国计民生和社会发展的基础工程，公路桥梁的质量和使用寿命直接影响交通运输安全和社会经济发展。为保证公路桥梁的正常通行，需要对路桥结构进行日常的维护与补强，采用体外预应力法就可以实现加固效果，对桥梁的质量安全和稳定运行具有积极意思，增大公路桥梁的承载能力，延长了公路桥梁的使用寿命，对现代化经济建设具有积极的促进作用。

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文鹏 男 （1986-11） 大专 助理工程师 主要从事特大桥，隧道，路基施工方面工作。

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