预应力加固技术在桥梁工程中的应用

高 峰

(山西晋宇路桥工程有限责任公司，山西 太原 030006)

0 前 言

在桥梁工程施工阶段预应力加固技术具备一定的适用性以及操作性，并且施工效率高，能够解决传统加固技术存在的难点问题，对提高工程项目的承载能力以及安全性有着积极的作用。对预应力加固技术在桥梁工程中的应用要点进行分析，总结出科学有效的技术方案，以期对今后工程项目的开展能够起到促进作用。

1 工程概况

某桥梁总长度为785 m，桥梁主跨尺寸为636 m，设计为单跨钢桁梁悬索桥的形式，桥梁的上部结构设计为预应力混凝土先简后支连续T梁的形式。本次桥梁项目的主要维修范围如下：①桥面板结构的支座部分出现损坏的问题，要及时更换或者维修处理；②该地区的地表防水结构损坏严重，需要及时维修防水结构；③桥面排水部分损毁严重，要及时进行泄水管的修复处理；④锚室、鞍室的除湿机损坏，需要维修才能满足运行要求；⑤伸缩缝要及时清理，同时还要维修止水带的结构；⑥主塔以及锚碇的混凝土结构要进行维修处理；⑦桥面铺装的部分结构应该维修处理；⑧加劲梁、缆索以及支座螺栓部位要及时进行维修处理；⑨螺栓进行更新调整，表面再次进行防腐处理，修复损坏结构。

2 预应力加固技术的应用

2.1 预应力构造措施

分析本次桥梁项目的实际情况，在桥梁内部结构需要设置预应力设施以促进结构承载性能的提升，保证加固性合格，主要措施如下。

锚固结构选择使用C50混凝土齿板制作，将锚固结构、主梁部分存在的松散结构清理处理，然后使用直径22 mm的螺纹钢筋插入到锚固段加固处理，插入深度尺寸为30 cm，钢绞线则应用直径为14.52 mm的无黏结钢绞线的形式，抗拉强度为1 860 MPa，抗拉应力为1 131 MPa。通过单侧张拉施工方法进行钢束张拉试验，同时在张拉一侧、锚固一侧需要预留50、10 mm的长度，保证所有外露部分都进行防腐、防锈的处理。应用外径尺寸为110 mm的PE管道制作预应力钢束，并且加入必要的黄油实施防腐蚀处理，预应力钢束的中心距离和加固下端距离为15 cm，锚具中间隔5 m就要设置抗震结构，同时有防松脱设施[1]。

2.2 混凝土锚土块的应用

本次桥梁主要是混凝土进行施工，所以表面粗糙度较高，预应力加固前，需要及时打磨、凿毛处理，达到表面光滑度、平整性的要求，打磨以及凿毛处理环节，混凝土表面形成的泥石碎渣清理干净，达到整洁度的标准。应用钻孔机进行钻孔施工，按照技术标准进行横向剪切处清理与打磨处理，合格后才能进行其他结构浇筑施工。

2.3 钢锚块的应用

对于本次桥梁结构的新旧部分应该选择应用不同形式的钢锚块，可以使用摩擦力钢锚块或者剪力键锚块。如果桥梁的投入运营时间较长，需要使用摩擦力钢锚块的形式，而新建设运营的桥梁项目，使用剪力键锚块，钢锚块制作环节，经过标记后合理设置，然后是混凝土铺放，一般来说混凝土存放时间过长容易导致活性的丢失，然后利用凿毛、湿润等方式促进活性的提升，让其可以融入到原有结构内。凿毛处理结束后，混凝土表面还会存在较多的泥石碎渣材料，需要清理干净，静置一定时间后再湿润处理，保证混凝土湿度与活性达到技术标准的要求。为了保证钢锚块与桥梁截面的黏合性合格，应该植入钢筋以达到加固的效果，具体螺栓标准见表1。

表1 螺栓设计标准参数

2.4 预应力检测

预应力桥梁加固施工环节，其加固性能直接受到加固能力影响，由于该结构防腐蚀施工难度较高，外部环境的干扰影响因素严重；此外，索张力小，并不能达到规定强度的要求，并且锚具以及夹片要求高。索力是关键性因素，同时也是提升加固质量的关键指标，索力检测的方式，一般会测定磁通量，因为外部环境干扰会出现内力、电流频率的改变，此时可以确定索力参数，预应力检测时要结合不同工作条件、挠度、裂缝改变等方面确定[2]。

通过测定的数据分析发现，预应力张拉实施环节，主跨跨中截面压应力储备较大，张拉预应力施工达到加固的标准，主梁的断面挠度会不断变化，但是都能够满足安全性的要求，裂缝周边部位应力参数值变化是比较常见的，原有裂缝也没有发生二次开裂的问题，并未出现新的裂缝，所以效果较好。

3 预应力加固技术在桥梁施工中的质量控制

在桥梁工程项目实践环节，为了提升加固工程的质量需要按照预应力加固技术的工艺方案，对施工过程进行综合管控，保证各个施工环节的质量满足设计方案需求。

3.1 选择和布置预应力钢绞线

桥梁工程中通过使用预应力钢绞线的形式，减少钢材使用量，经济价值较高。选择预应力钢绞线非常关键，综合分析性能以及参数，钢绞线长度超过30 m，在合适的场地进行下料，然后把彩条布直接铺设到上部结构，并且垫上方木，从而可以防止钢绞线接触地面，也能够预防锈蚀等问题。

3.2 安装波纹管

严格执行设计方案和技术标准安装波纹管，确定曲线坐标参数，然后考虑到波纹管的底部情况，需要从一侧弹出曲线，保证波纹管安装质量合格。波纹管固定环节，应该使用钢筋支架直接和箍筋焊接。波纹管安装结束后，应防止出现重复弯曲的问题，否则将会出现开裂问题。同时，保证曲线形状质量合格，达到安装牢固的要求。为了有效预防出现破损缺陷，还要合理绑扎，确保施工符合工程要求。需要注意的是在安装波纹管时，需要考虑结构的稳定性，如果存在松动问题则需要采取固定方法提升整体管道强度[3-4]。

3.3 设置灌浆孔

灌浆环节，最为主要的工作就是灌浆孔的设置。从实际情况分析，设置泌水孔道曲线的预应力管道形式，灌浆施工质量较高。从实际情况出发，很多情况下都会在一根梁上设置三个点，然后把灌浆孔设置到低位上，比较高的位置上设置泌水孔，从而保证灌浆孔实施环节可以利用泌水孔排出空气、水。波纹管安装完成后，通过钢锥进行波纹管凿孔，上部需要设施海绵垫片、带嘴塑料弧形压板，利用铁丝绑扎固定，塑料管和嘴连接。

3.4 混凝土浇筑

预应力钢束施工结束后，对于安装好的各个部分进行全面的复核检查，确保和设计方案是完全一致的，然后才能进行浇筑作业。在该环节，振捣环节不能让振捣棒触碰波纹管，可以选择直径较小的振动棒施工，张拉端、梁、柱等节点，保证混凝土结构密实度合格，材料分布均匀性达标，防止发生蜂窝等缺陷问题，提高结构的质量性能。

3.5 预应力筋张拉

预应力筋张拉施工环节，混凝土强度符合设计标准，达到规定强度的要求。在张拉施工作业前，应该保证梁的侧模先行拆除，可以有效地降低张拉力影响。按照逐层浇筑、逐层张拉的标准进行，利用框架张拉施工的方式，每一层张拉都要选择对称的方式进行。由于很多因素干扰，极易出现滑丝、断裂等缺陷，影响预应力张拉效果。在发生质量问题后，及时停止张拉施工，检查存在的原因然后进行必要的处理。按照工程技术要求，做好张拉断裂、滑丝数量的记录和控制，如果超出规定要求，应及时更换处理，并且检查锚具部件的质量，确保没有任何质量问题之后，才能进行下一环节的施工[5]。

3.6 灌 浆

当预应力钢筋张拉结束后，需要立刻进行预应力孔道灌浆作业。一般情况下，灌浆作业不宜超过24 h。具体灌浆作业时需要根据灌浆工艺规范要求进行，首先进行下层孔道的灌浆施工，然后在进行上层管道灌浆操作。灌浆时需要严格控制灌浆的压力以及速度，按照实际情况做好加压处理，为了提升灌浆质量针对灌浆位置要进行2 min的稳压处理。需要注意的是在灌浆施工阶段，如果出现灌浆不通畅等现象，则需要按照工况需求做好调整，一般来说，可以增加灌浆压力，提升混凝土的流畅性。最为关键的是还需要控制好二次压降的间隙时间，二次压降时间宜控制在30～45 min，减少浆体下沉的情况出现。

4 结 论

预应力混凝土桥梁的应用是常见的桥梁结构形式，可以完成桥梁的加固与维修施工，如果选择使用预应力束的形式，不会对外形产生任何影响，可以保证桥梁承载性能合格。本文基于桥梁工程实际情况，分析预应力加固技术，做好各个环节的质量管理和控制，提高桥梁的运行性能和效果，为我国桥梁事业的发展奠定坚实基础。

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