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公路桥梁施工中体外预应力加固技术的应用要点分析

2020-07-15 208 上传者：管理员

摘要：随着市政公路交通流量不断扩大，公路桥梁的载重需求也在不断提高，致使原有公路桥梁的载重程度无法满足当前公路交通需求，因此，市政工程部门应采取有效措施对公路桥梁进行加固。其中预应力加固技术是当前比较先进的技术，在公路桥梁施工过程中的应用具有很大优势，其不仅能提升公路桥梁的载重程度，还能对破损的公路桥梁进行修复。针对公路桥梁施工中体外预应力加固技术的应用进行探讨，为类似工程提供借鉴。

关键词：
体外预应力
公路交通
公路桥梁
加固技术
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公路桥梁在长久的使用过程中不可避免会出现破损，或随着重卡的数量越来越多，对公路桥梁的载重需求不断增大等，为提高公路桥梁载重程度，须对公路桥梁进行加固处理。而体外预应力加固技术则是经过不断的科学试验及实际应用的一门加固技术，对公路桥梁的加固具有重要作用，在实际应用中具有良好的经济和社会效益。

1、公路桥梁施工中体外预应力加固技术应用优势

1.1 对交通现状影响小

传统的公路桥梁加固技术实施过程中须对施工路段进行封闭，又因加固施工的工期不同，严重影响了公路桥梁的正常交通，给人们的出行带来了很大不便。为改善这种情况，在公路桥梁加固施工中引进体外预应力加固技术，可大幅减少公路封闭施工的时间，当然，施工过程中还要结合实际情况具体安排封路时间长短。体外预应力加固技术的施工特点是周期短、施工速度快及对施工条件要求不高等，不仅能大幅缩减施工工期，并且对公路交通仅是短暂限行，很大程度上降低了对交通的影响。

1.2 技术水平高

传统的公路桥梁加固技术施工过程中，不仅施工工艺复杂，需要大量的人力、物力及机械设备等，而且工期时间较长，容易出现施工问题。而体外预应力加固技术在施工过程中对施工人员、物力及机械设备的要求不多，并且能根据施工现场的实际情况进行灵活调整，简单的施工工艺，少量的施工人员及机械设备配置，有效地降低了工程的施工成本，同时，加固完成的公路桥梁自身重量并未增加很多，比传统的公路桥梁加固技术更具有实用性。应用体外预应力加固技术，还能在现有桥梁结构的基础上简化原有的预应力筋的曲线结构，改善预应力筋与桥梁主体连接不到位的情况，提升桥梁整体安全质量。

1.3 具有良好的经济效益

基于体外预应力技术进行施工，整体施工周期较短，工法应用过程中设备操作便利，具有较高的性价比，能在确保施工质量的情形下，为施工企业创造更多的经济效益。在后期的桥梁维护工作流程中，在发现问题的环节，可采用单独更换预应力筋的形式进行处理，整体处理流程较为简单，人力物力消耗量较小，能尽量降低桥梁维护对正常交通运行体系的影响，具有良好的社会和经济效益。

2、公路桥梁施工中体外预应力加固技术应用流程

2.1 放样定位

放样定位是工程施工必不可少的环节，而在体外预应力加固技术应用中分为2种类型，即上锚固点及滑块垫板与锚固支座位置的放样定位。上锚固点的放样定位指在斜筋上方把锚固定位在梁顶或桥梁断面的位置，固定的基准线是单梁顶面的纵轴线，按照施工图纸精准定位后再进行放样施工，接着对称测量横桥上锚固点与桥梁之间的距离。在定位锚固点时必须避开顶板与腹板之间的钢筋，调整好锚固点的位置，并且不能把钢筋切断。而滑块垫板与锚固支座位置的放样定位是指桥梁底部从锚固投影点的位置向桥梁跨度中心位置与滑块垫板的中心部分进行测量，把测量位置标记在桥梁底部的两侧，并把平面尺寸测绘在桥梁底面位置上，标记出螺栓孔的位置，避免桥体挠度影响到垫板的放样施工。

2.2 设置锚点

在桥梁顶端设置锚固点时，必须把斜筋从锚点的固定位置穿出，给上锚的固定创造有利条件。首先，应清除桥面的铺装层即混凝土保护层，使钢筋裸露出来，确保桥梁结构完整、混凝土清除干净，然后在斜孔上安装凿孔架设备，在斜孔架凹槽内安装凿岩机的钻杆，使凿岩机的钻孔对准锚固点进行凿孔施工，做好凿斜孔的准备。凿孔结束之后，彻底清除梁顶面的混凝土，并在原先混凝土存在位置涂抹环氧胶液，确保锚固垫板的上表面与桥梁表面之间持平。

2.3 转向装置

转向装置对加固技术的有效性具有重要作用，影响预应力加固技术效果的关键因素是转向装置性能的发挥及传载方式，因此，转向装置的设置过程中必须符合科学性。在施工过程中，混凝土结构的预应力筋方向的转变是转向装置完成的，设计中预应力曲线应力形式起到关键性作用，而转向装置如果设置得不合理、不科学，就会造成预应力钢材局部硬化且摩擦阻力增大，对预应力钢材的发挥效果具有严重影响。在设置转向装置时严格按施工图及规范操作，在预应力筋折角顶点的位置必须确保精准，杜绝附加应力产生的不良作用及预应力钢结构造成损害，最大程度地降低施工成本。

2.4 预应力筋设置

预应力筋设置施工前，全面检查各种锚具是否能正常施工，检查粗钢筋的螺杆与螺母是否匹配，替换有故障的锚具，每个零件都保证能正常使用，避免影响施工整体进度。检查螺母时，在手动的情况下不再增加外力，每个丝头能轻松地将螺母拧至底部，就是匹配的螺母和螺杆。依据预应力筋的张拉位置，可把体外预应力筋的张拉方法分成2部分，应依据实际施工情况设置不同的张拉方式，如从斜筋方向在桥梁顶端进行张拉及从水平筋方向在桥梁底端进行张拉，确保桥梁两侧钢筋的预应力状态相等或相近。

2.5 压浆工艺

体外预应力加固技术施工的收尾工作是压浆工艺，在进行压浆施工工艺前，必须先进行模型试验，模型标准比例为1∶1，务必把压浆工艺在实际应用中的误差降到最小值，确保施工过程中压浆密实度符合施工规范及设计要求。为确保施工质量达到设计要求，在施工流程中，要采用手动压浆剂进行操作，施工程序的开展要在上一施工流程结束24 h之内进行，尽量控制压浆过程的均匀度。

3、公路桥梁施工中体外预应力加固技术应用要点

3.1 确保应用的合理性

体外预应力加固技术虽然具有多方面的优势，但是在实际应用过程中，首先需要对其技术应用的合理性进行评估。评估工作的开展包括3个方面：（1）预应力加固技术的应用与原有桥梁结构之间是否具有契合性，对桥梁局部结构产生的裂缝能否处理到位；（2）在处理过程中，能否确保客观因素的影响降到最低，对原有桥梁结构是否会造成负面影响；（3）桥梁建设的自然环境能否满足体外预应力加固技术应用的空间，各种施工设施能否准确布置到位。在确保这3方面技术要求都能满足的情形下，才能进行数据采集，科学设计加固方案。

3.2 做好加固方案设计

在桥梁运营的不同阶段，出现的问题也具有较大差异，体外预应力技术应用所针对的桥梁工程类型不同，要解决的细节问题也有所不同，这就要求在施工流程开始之前，必须做好现场勘察工作。尤其是对预应力束的现有性能进行准确测定，确保上缘和下缘在加固前的最大正应力能测定准确，从而为后续施工工作计划的制订提供数据支撑，不仅能提升现场施工速度，还能优化施工环节，提升整体施工效率。

3.3 提升现场操作便利性

体外预应力加固技术的应用对现场施工条件要求较低，但是为提升技术应用的整体质量，提升现场施工人员的安全性，提升施工现场的便利性，施工人员应根据现场施工情况，在桥梁解耦股内设置过人洞，方便施工人员作业。同时，在综合考虑预应力钢绞线材料等级选择、张拉锚固和支承方式等基础上，确定更加方便的预应力钢绞线防护方案。

3.4 做好数据记录与分析

在体外预应力加固技术过程中，需要用到锚具、张拉设备、配套设施等多种施工设备，不同施工设备在实际应用过程中，由于施工技术等方面的影响，使得各种数据之间不可避免地出现一定偏差。一般情形下，施工数据与理论计算误差范围应控制在5%以下，超出这一要求范围，就会对工程质量造成严重影响。这就要求技术人员对这些数据进行详细观察和分析，在单项施工流程结束之后，对于出现数据偏差的部位，要进行仔细核对和验证，及时查找问题并根据施工规范要求进行处理。

3.5 注重施工细节控制

在体外预应力加固技术应用过程中，由于施工现场形式较为复杂，在施工过程中必须对相关细节进行准确控制，以此才能确保各个流程中工程质量得以有效控制。如在施工T形构造的桥梁结构时，在钻孔施工时就应避免对受力钢筋造成破坏，在进行加固处理时，可在洞口贴上对应面积的碳纤维，尽量提升腹板钻孔的使用能力。在锚环与锚具安装过程中，应将千斤顶中轴线与预应力张拉束孔位中轴线进行准确定位。此外，在一些工序中，还应对可能裸露的部位进行防腐处理，从而确保加固作业效果更加持久。

4、体外预应力加固技术的效果监测

4.1 现场监测

现场监测是确保体外预应力技术实施效果能达到设计要求的基本环节，在施工环节完成后，对梁体进行监测，确保在体外索进行张拉时，测点的应变值是基于线性变化的，不会出现明显的突变情形，尤其是在桥墩顶部和跨中2个截面，要确保受压检测结果与理论值保持一致。现场监测工作的开展，对于施工流程也具有重要影响。预应力张拉结束后，要对裂缝的闭合效应进行观察，对中跨的实际上拱量进行计算，从而确保现场监测效果达到设计要求。

4.2 试验验证

试验验证包括静载荷试验和动载荷试验2种形式，在开展静载荷试验的过程中，需要严格按国家相关规范标准的要求，对挠度校验系数、应变校验系数等进行准确测定，确保结果符合评定标准的要求。对于动载荷试验，则应严格组织实施相关流程，对于加固之后的自振频率等结果进行准确测定，确保桥梁整体刚度在经过技术处理后能达到桥梁运营的要求，尽量提升桥梁的使用寿命。试验验证是对技术应用结果的准确判定，在试验结果各项数据都达到标准的情形下，才能结束全部施工流程。

5、结束语

总而言之，随着我国社会交通的快速发展，公路运输中出现的重型卡车越来越多，这对公路桥梁的承重能力具有很大考验。这就需要市政桥梁管理部门根据道路运行和桥梁结构等方面的特征，在尽量不使用拆除性施工的情形下，采用相应技术对桥梁进行加固处理。在体外预应力加固技术应用过程中，技术人员要根据桥梁初始设计的情况，严格按相关规范标准进行实施，在最新技术支撑下，尽量对桥梁结构进行升级改良，从而为桥梁主体发挥更大的作用奠定基础。

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