厂学术 ＬＡＣＡＤＥＭＩＣ／ ］ 体外预应力加固技术在桥梁加固中的应用 ◎谢金齐李静黄镇武汉二航路桥特种工程有限责任公司 摘 要：由于服役多年的连续刚构桥梁大多表现出跨中下挠过大、主梁混凝土普遍开裂等病害 本文结合工程实例对体外预应力加固技术在桥梁加固中的具体应用进行介绍分 为类似桥梁加固工 程设计、施工提供参考。 关键词：体夕 应力张拉 殳力１３固 １．体外预应力体系 １．１体外预应力加固技术的特点 体外预应力加固技术就是利用增 加设置在原有混凝土结构外部的预应 Ａ 茎匐 Ａ 力筋泰 －冉 （ｄ）体内力稿珥ＩＩ越方式 ＿力筋给混凝土施加额外的预应力（如 图１）。在桥梁加固中该技术的优点主 要体现在： （１）预应力筋布置简单，结构受 力清晰，预应力筋仅通过锚固块和转 向块与桥梁结构连接，预应力损失小。 一 图１预应力加固施Ｉ示意图 （２）可根据需要灵活布置预应力 筋，既进行全桥加固，也可进行局部 加固。 钢丝、成品索等。无粘结钢绞线，环 套管内，张拉结束后，在套管内灌注水 （３）体外预应力锚固结构一般尺 氧喷涂钢绞线耐腐蚀性能好。预应力 泥浆进行防护；对钢丝绳（网），在张 寸较小，相对增加截面加固法整个体 筋作为体外预应力体系的主要构成部 拉锚固完成后，常用喷涂水泥砂浆进 系自重轻，桥梁加固后带来的自重载 分，应具备高强度及低松弛、优良的塑 行防护；而对喷涂环氧钢绞线及成品 荷小，结构承载能力提高空间大。 性和使用性能、可靠的耐腐蚀性及耐 体外索，一般不需进行额外的防护。 １．３体外预应力筋的张拉 ２．加固实例 （４）新型体外索可进行整体更 久性能等特性。 换，便于维护，同时了降低再次更换的 费用。 针对不同的体外预应力筋材料类 ２．１桥梁简介 （５）与其它加固技术相比较，需 型及布置形式，有不同的张拉收紧方 浙江某大桥全长３０４．８６ｍ，跨径 要的人力物力资源更少，需要的设备 式。根据张拉收紧的机具不同可分为 布置：３×２０ｍ＋（２０＋４０＋６０＋４０＋２０） 较少，成本低。 千斤顶张拉法，电热张拉法，手拉葫芦 ｍ＋３Ｘ２０ｍ，横向布置：２Ｘ（护栏０．５＋ （６）对于现有桥梁结构的负面影 张拉法，横向收紧张拉法。对于常用的 非机动车道３．ｏ＋护栏０．２５＋行车道８．５＋ 响较小，不仅适用于简支梁桥梁结构， 也符合大型连续桥梁结构施工要求。 １－２体夕ｈ预应力体系的组成 常规体外预应力体系包括：预应 钢绞线通常采用千斤顶张拉法。根据 隔离带２．５／２）＝２７ｍ。桥型布置见 锚具的不同及具体的要求，又可分为 图２。 单根钢绞线张拉法和整体张拉法。 １．４体外索的防护 两侧引桥上部结构均采用三 孔Ｔ型截面连续梁，横向由五片预 力筋，锚具，锚固、转向装置，减震装 采用体外预应力加固一旦体外索 应力混凝土Ｔ梁组成，梁高１．４５ｍ， 置，防护体系。预应力筋包括钢丝绳 出现破坏情况，桥梁将出现不能承受 梁间中心距为５．３ ｒｎ。每个腹板纵 （网）、预应力钢筋、光面钢绞线、无 的破坏。体外索对结构的安全显的尤 向设６束７ １５．２４高强低松弛钢绞 粘结钢绞线、环氧喷涂钢绞线、平行 为重要。对于普通钢绞线，常设置在ＰＥ 线，Ｒｂ ＝１ ８６０ＭＰ ａ，张拉控制力 Ｑｎ ｛）１７年（）６月＝刚 ／Ｕ ｗＷＷ １ Ｙｚｚ ｝＇ １ １３６８．７ＫＮ，锚具型号为ＯＶＭ１５－－７。 Ｔ梁采用４０＃混凝土。经过多年运 营、引桥腹板、翼板都存在较多裂 缝，其中腹板裂缝以竖向、斜向为 主，在Ｔ梁端部和中部均有分布，长 １ ２ ３ ４ ５ ６ 度介于２５ｃｍ￣１５８ｃｍ之间，宽度介于 Ｏ ０３ｍｍ￣０．２６ｍｍ之间。 图２某桥桥型布置 ２．２＃Ｅｌ固方案 位置，承受较大的压应力和剪切应力。 压浆应持续进行直至完成注浆。注浆 本项目采用体外预应力技术加固 该位置钢筋、植筋布置较为密集，混 时在排水孔、排气孔有与注入浆液同 引桥上部结构，每片Ｔ梁两侧各增加２ 凝土浇筑、振捣时应尤其注意控制混 浓度的浆液流出后封闭排气孔，稳压 束９ ，１５．２４—１８６０级钢绞线，张拉控 凝土的密实度，不得出现孔洞、蜂窝现 不少于２ｍｉｎ后完成注浆。 制应力１３９５ＭＰａ，锚具采用ＯＶＭ１５— 象。浇筑过程中有漏浆、涨模情况时应 ９。钢绞线沿Ｔ梁侧面按设计曲线线形 及时处理。 （８）锚头防护。体外索张拉完成 后，按照设计要求浇筑封锚砂浆以保 护锚头。 布置。预应力筋３跨连续布置。通过张 拉新增加的预应力筋实现桥梁体外预 （３）管道安装。采用ＨＤＰＥ管道， 安装时应利用定位箍筋固定牢固。管 应力加固。为保证曲线线形并固定钢 道对接时接口应密封。 绞线位置，在Ｔ梁侧面跨中梁底位置 （４）预应力筋准备。下料长度应 ４．加固效果 施工完成后对桥梁进行了检测， 设置－４＂转向块。钢绞线的两端头穿 考虑工作长度，千斤顶长度，张拉施 通过与加固前对比发现，桥梁整体性 过梁端新增的齿板进行锚固。张拉时 工长度等。应用钢筋切断机截断应力 能得到了改善，梁体强度和刚度得到 采用两端分级张拉的方式进行，以减 筋，不得使用电弧焊烧断预应力筋。 小预应力损失。 了提高，达到了加固目的，加固届桥梁 （５）预应力束安装。为提高安装 满足使用要求。总结体外预应力加固 效率，单根钢绞线通过工装固定为整 技术，其优点如下： 束，工装上设置牵引吊耳。对钢绞线 ３．加固施工工艺 （１）施工简单，受力明确，经济合 （２）能有效的加固桥梁，混凝土 加固施工工艺流程如下：齿块、转 进行编号，并对两端的锚具孔进行编 理，适用于大多数桥梁。 向块放样一种植钢筋一齿块、转向块 号。在钢绞线安装完成后按照同样的 混凝土浇筑一安装ＨＤＰＥＣ￣ｂ套管一预 对应关系安装锚具，以避免出现钢绞 裂缝发展得到了抑制甚至宽度减小、 应力筋准备一安装预应力筋一安装预 线交叉、打搅的情况。在Ｔ梁端部设置 Ｔ梁扰度明显减小，桥梁耐久性得到 应力锚具一张拉预应力筋一管道压浆 一封锚。 １ｔ卷扬机，钢丝绳通过导向穿过金属 增强。波纹管后，连接工装上的牵引吊耳。启 （３）体外索转向块、齿块的设计、 免体外索断丝、锚固失效的关键。 （１）种植钢筋。在外预应力锚固 动卷扬机，通过卷扬机牵引整束钢绞 施工是体外索加固技术的重点，是避 齿块及转向块锚固钢筋位置设计时应 线穿过预应力波纹管。 避开桥梁现有的预应力管道的位置。 （６）预应力束的张拉。钢绞线长 （４）根据选用的材料不同，体外 可参考桥梁竣工图纸或者进行现场 度为５６ｍ，且为曲线布置，张拉过程中 索的防护是体外索加固体系耐久性的 探查以确定现有预应力钢筋的位置。 采用两端同时张拉的方式，张拉以应 关键，应根据不同的材料选用合适的 防护方法。 在施工时应随时注意钻孔情况，发现 力控制为主，以钢绞线伸长量为校核。 梁体内的预应力应及时停止施工并汇 本项目张拉控制应力为１３９０ＭＰａ，单 报。梁体上钻孔完成的孔，应及时进 束张拉力为２２８９ＫＮ，施工中采用３００ｔ 行清孔、植筋施工，避免梁体上同时钻 液压千斤顶采用漂浮体系进行整体张 孔过多。对钻孔过程遇到钢筋而导致 拉。通过现场测量，伸长量与理论值偏 参考文献： 深度不够产生的废孔，应尽快使用高 差为２％，满足规范６％的要求。 强环氧胶进行填塞，封堵。 （２）齿块、转向块混凝土浇筑。 ［１］ＧＢ５０３６７—２０１３．混凝土结构加固设计规 范［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社．２０１３． （７）管道注浆。注浆在预应力筋 张拉完成后４８ｈ内进行。在预应力管道 ［２］尚守平，张宝静，吕新飞．预应力碳纤维板加 浇筑前应检查齿块、转向块模板安装 每个波峰位置安装排气阀，在每个波 固梁桥长期徐变性能的试验研究［Ｊ］．公路交 ２０１５。３２（５）：６８－７４． 情况。齿块为体外预应力体系的锚固 谷位置安装排水阀。同一预应力孔道 通科技，八¨ ： ｊ９１
