摘要：桥梁在我国交通中发挥着重要的作用，特别是随着我国科学技术的进步和社会的发展，人们对桥梁的建设的质量提出了更高的要求，这就需要采取更多的措施来保障桥梁的安全性。预应力加固技术是桥梁加固中的核心技术，它可以延长桥梁的使用寿命，还能够提高桥梁使用过程中的安全性。基于此，本文从预应力加固技术的优势入手，首先分析了桥梁工程加固的原理，然后研究了预应力加固技术在桥梁加固中的应用，希望可以借此给相关的研究提供可参考的意见。
关键词：预应力；桥梁；加固
1 预应力加固技术的优势
预应力加固是指在桥梁架设的时候，对其结构施加一定的外力，这个外力就是预应力，可以使桥梁产生相应的反作用力，进而平衡桥梁整体的受力，把载荷尽可能均匀的分布在桥梁各处，以此来增加整个桥梁的稳定性，提高其承受载荷的能力。具体而言，预应力加固技术的优势主要体现在以下几点上：
（1）减少桥梁加固对正常运输功能的影响。桥梁加固不可避免的会影响到正常的交通运输，使桥梁的正常工程实现有所折扣。但是采用预应力加固的技术可以很好的解决这个问题，采用施加外力的方式稳固结构，可以最大化的降低桥梁加固对正常桥梁运输功能的影响。
（2）成本较低。采用预应力加固技术的成本较低，因为在施工过程中需要的人力与物力较少，机械设备使用的也不多，整体的机械布置方式比较简单。预应力加固所需要的原材料也较为廉价，多为钢筋与金属结构件，所以加固的成本较低。
（3）加固后的桥梁结构更为稳定。采用预应力加固技术，在施工中增加的载荷比较少，而且可以方便桥梁应力承受的调整。在施工完成后，桥梁的整体受力更为均匀，能够承受更大的载荷冲击，自身的抗压和抗震极限有一定提升，所以会使加固后的桥梁结构更为稳定。
（4）受到的限制较少。预应力加固技术在加固桥梁时受到的限制较少，对于使用中的桥梁也可以加固，这样就能最大化降低施工对桥梁交通功能的影响。另外，这种加固的方式还不需要采集桥面的标高，简化了加固的过程。不仅如此，预应力加固技术对桥梁的损害也较少，所以在当前的桥梁加固中十分常用。
（5）延长桥梁的使用寿命。预应力加固技术适用的构件截面积较小，这样就可以极大的降低桥梁设计高度，所以能够有效减少混凝土和钢筋等原材料的用量，再加上提升了桥梁的承受载荷能力，所以能延长桥梁的使用寿命。
（6）不影响桥梁的美观性。预应力加固不会使用太多的构件，而且构件的体积也较小，大多用于隐蔽处，所以不会影响到桥梁的设计外形，有利于提升桥梁的美观性。
2 桥梁工程加固的原理
桥梁加固分为主动加固和被动加固两种，两种加固方式的原理和效果有所不同，所以需要根据施工的实际需要进行选择，下文是主动加固和被动加固的具体分析。
2.1桥梁工程主动加固的原理
桥梁的主动加固是在其抗剪性较弱的地方增加补强材料，这样就会使结构承受载荷的能力更强，更加稳定。一般而言，主动加固用的材料为高强度复合纤维、钢筋和钢板等。从本质上来看，主动加固就是通过实际的受力分析，找出整个桥梁受力的薄弱点，然后通过焊接或者粘贴补强材料改善结构的缺陷。
在桥梁工程的主动加固中，需要根据设计和实际的情况进行全面的分析，以此来确定结构受力的保护点。在加固的过程中需要注意，要让桥梁承受自重而非加固件，加固之后的活载压力由组合截面承受。需要格外注意的是，在加固过程中要避免原梁出现变形，因为一旦变形，整体的结构受力分布就会相应的变动，降低桥梁加固的效果。
2.2桥梁工程被动加固的原理
桥梁的被动加固是指在加固施工时用后补加强材料，这一方面是为了提高材料的利用率，另一方面是利用预应力对桥梁进行加固。采用这种方法对桥梁进行加固，改变了桥梁原本的受力情况，所以就需要把预应力合理的施加在后补的材料中。在当前的桥梁加固中，大多采用被动加固的方式，这种加固方式可以全面提升桥梁的受力稳定性，延长桥梁的使用寿命。
3 预应力加固技术在桥梁加固中的应用
3.1体外预应力加固技术
体外预应力加固技术在桥梁加固中较为常用，主要是利用体外索等加固桥梁的上部，通过张拉体外索进而使下部受拉区域对梁体产生预压力，该预压力可以降低载荷的挠度，从而使梁体受力更为均匀，提高其承受载荷的能力。在实际的使用中，会在主梁体设置预应力锚索，然后将预应力锚索固定在桥梁墙体转向装置的链接处。对于受力分布不平衡的桥梁，还可以用钢绞线进行锚索的约束，以此来增加结构的稳定性，这种方法也适用于桥梁自重较大的情况。
从基本原理来看，体外预应力加固技术是利用钢筋等材料使桥梁受到预应力的作用，这样桥梁内部就会产生反作用力和外部的预应力相抵消，进而改善整体桥梁的受力状态，使其载荷的分布更加均匀，进而提升桥梁的整体承载能力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般而言，体外预应力加固技术多用于跨度较大的箱体桥梁中，它的优点主要有：
（1）不改变桥梁原本的结构。体外预应力加固桥梁不会改变桥梁的原本结构，对桥梁的整体损伤也较小，对于抗弯桥梁的加固，有着极其显著的效果。
（2）不影响桥梁的正常适用。体外预应力加固是在桥梁的上部进行加固，不会影响到桥梁的正常使用。整体加工需要的设备较为简单，工期较短，即使对桥梁限行，所需要的时间也较短。
3.2粘结预应力加固技术
粘结预应力加固技术常用于一些中小型的桥梁结构中，如城市中的立交工程等。和体外预应力加固技术相比，粘结预应力加固技术可以很好的实现补偿材料的时效性，而且粘结预应力加固技术还可以增强桥梁的抗腐蚀性，提升桥梁的整体性能。而且粘结预应力加固技术的耐久性也较好，整体施工工艺比较简单，在中小型桥梁的加固中十分常用。
粘结预应力加固用的是直径较小的钢筋，需要将钢筋锚固在桥梁加固体内，在这个过程中，钢筋本身就有预应力。在锚固完成之后，还需要向钢筋内注入复合型的砂浆，这是为了保证钢筋和桥梁的整体性。当施工完成后，粘结在加固体内的钢筋会由于自身的预应力而让桥梁产生反作用力，这个过程就会平衡桥梁整体的受力，有助于增加其承受载荷的能力。另外，由于粘结的需要，会在桥梁的外表喷射一层混凝土泥浆，这些泥浆可以起到很好的保护作用，有利于增加桥梁的使用寿命。当然，粘结预应力加固技术也有自己的缺陷存在，就是需要对桥梁加固的部分进行改变，喷射的混凝土原浆可能会影响到桥梁的美观性。
3.3高强复合纤维预应力加固技术
高强度纤维复合材料的优点较多，主要有以下几个：
（1）物理性能较好。高强度复合纤维材料有着极佳的物理性能，在一些桥梁的加固中，其高强度的支护可以有效起到预应力加固的作用。另外就是其抗腐蚀的能力较强，不论是雨水的冲刷还是温度的变化都不会影响到高强度复合纤维材料的物理性能。因此，采用高强度复合纤维材料对桥梁进行加固的稳定性较高，使用的时间较长。
（2）协调混凝土变化的能力较强。桥梁大多以混凝土为主要原材料，在温度发生变化后，混凝土会有一定的形状和体积变化，这时高强度复合纤维材料就可以发挥作用，与混凝土协调变化，保证预应力加固的效果。
（3）对桥梁的影响较小。高强度复合纤维材料和钢筋相比质量更轻，而且同等效果需要的材料体积也较小，所以在用高强度复合纤维材料对桥梁进行加固时，对桥梁原本的结构影响较小。对于一些老旧桥梁的修补，高强度复合纤维材料构件不会影响到原本桥梁的尺寸，也不会影响到桥梁的适用空间。另外就是，高强度复合纤维材料施工较为方便，由于其自身的质量较轻，所以一般用不到大型的机械设备，方便了桥梁预应力加工的工艺。
利用传统的钢筋材料对桥梁进行加固很容易出现腐蚀的问题，因为金属材料在空气中的氧化现象较为严重，随着时间的推移，钢筋材料的强度会逐渐降低，使得预应力加固的效果大打折扣。随着时代的发展和科技的进步，复合纤维材料的研究取得了长足的进步，一些高强度的复合纤维材料出现在了人们的生活中。这类复合纤维材料可以代替传统的钢筋，对桥梁进行预应力加固，取得的效果和钢筋是相同的，而且使用的时间更长，对于改善桥梁的应力状态有着较大的作用。但是高强度纤维复合材料在使用中也有一定的问题，就是处理纤维条锚固较为复杂，需要在实际的操作中针对性的选择。
复合纤维材料在桥梁加固中应用不仅仅局限于时候的修补和构件增加，在建设中就可以加入复合纤维材料，从本身上提升桥梁的性能，使其受力更为均匀。例如，在桥梁的原材料中就可以按比例增加高强度的复合纤维材料，并且使其在其中承受相应的预应力，这样在建成之后，桥梁就会把整体的载荷与受力均匀的分布在各处，进而提升其抗载荷的能力。同时复合纤维材料还可以减少自然环境变化对桥梁的破坏，例如温度变化引起的裂缝和酸碱环境的腐蚀等，都可以通过在增加高强度复合纤维材料实现。
4 结语
随着我国市场经济的不断深化，桥梁的建设会越来越多，因此整个桥梁工程的质量将成为建设的重中之重。基于此，桥梁的预应力加固就会应用的更加广泛，以此来提升桥梁的使用寿命和安全性。当然，在具体的施工中，技术人员要根据实际情况选择最合适的预应力加固技术，以此来保证施工的科学性。本文基于预应力施工技术展开研究，分析了预应力加固的优势，也针对性的研究了体外预应力加固技术、粘结预应力加固技术和高强度复合纤维预应力加固技术的特点，探究了他们在桥梁加固中的应用，希望可以给桥梁加固的相关研究提供一定的参考意见，推动我国预应力加固技术的发展。
参考文献：
[1]韦朝宁，彭先振.预应力加固技术在桥梁加固中的应用[J].江西建材，2015，21：147+152.
[2]张会礼.体外预应力技术在桥梁加固中的应用[J].中华民居（下旬刊），2013，01：291-292.
[3]刘胜高，石润民.体外预应力加固技术在公路桥梁施工中的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2016，06：14-15.
[4]聂良鹏，陈顺超，付振涛，邬灿，肖鹏.预应力加固在桥梁施工中的应用[J].建筑技术开发，2016，08：64-65.
论文作者:吴志昌
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/3
标签：桥梁论文; 预应力论文; 技术论文; 材料论文; 纤维论文; 载荷论文; 高强度论文; 《基层建设》2017年第21期论文;