关于桥梁预应力加固技术相关要素之我见论文_宋占诚

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摘要:在公路桥梁的建设中,桥梁的安全和质量越来越受到人们的关注,桥梁预应力加固技术是桥梁建设的重要因素之一。本文主要是结合笔者在工作中的经验,对桥梁加固技术进行了分析,以供参考。

关键词:桥梁;预应力;加固技术

桥梁是交通的枢纽,对道路的正常运营起着非常重要的作用。随着交通流量的大量增长,桥梁受环境、荷载、施工等因素的影响导致其承载能力逐渐降低,这就需要对桥梁结构采取有效地加固措施,以提高桥梁结构的承载特性。研究发现,桥梁结构加固的措施主要有增大截面法、粘贴碳纤维、施加预应力筋、粘贴钢板法等,而施加预应力法可以明显提高结构的承载特性,提高桥梁结构的稳定性、安全性。

一、桥梁加固技术

在桥梁运营过程中,常发现梁板结构出现各种问题,如裂缝、钢筋锈蚀、挠度过大等。其中裂缝在桥梁结构中是经常发生的病害现象之一,在桥梁的长时间的运营过程中,经受车辆荷载的重复作用,很容易引起桥梁结构的荷载裂缝。此外,在桥梁施工阶段,可能由于各种原因,如混凝土拌合物的配合比不合理、水灰比不合理、浇筑施工工序不当、养护措施不当等,这些因素均可以导致梁体结构出现裂缝。若裂缝宽度超过一定的范围,将会大大降低桥梁结构的承载能力,在车辆荷载作用下,很容易出现失稳危害。

钢筋锈蚀。由于桥梁结构处于室外,结构长时间经受二氧化碳的作用,发生混凝土碳化,若混凝土碳化深度超过钢筋的保护层,则会破坏钢筋的碱性保护,造成钢筋发生锈蚀反应,降低钢筋与混凝土之间的粘接,这对桥梁整体结构的承载能力产生不可忽视的危害。因此,需要对桥梁结构进行有效地加固措施。

1. 预应力加固技术

通过对桥梁结构梁板布置预应力筋,并对梁板施加预应力形成体外预应力加固受力体系,以加固梁板结构。预应力加固技术,加固效果明显,且可以很大程度上提高桥梁结构的承载能力,约可以提高30%~40%的承载能力,并且可以减少结构中的裂缝与结构变形。此外,预应力加固施工作业对桥梁的运营影响较小,一般在不对车辆限行的条件下完成预应力加固施工。

2. 增大截面技术

此法广泛应用于受压建筑结构的抗震加固中,也可以用在受拉构件中,主要用于原杆件材料性能一致的杆件进行加固,如钢结构的加固中,增大受力杆件截面以后,可以大大增强构件的强度,提高结构的稳定性能。同时,也可以用钢筋混凝土包裹木杆件加固。

3. 粘贴钢板技术

此方法用建筑胶粘将钢板粘贴在结构受拉一侧的表面,从而充分利用钢板的粘结力使钢板与建筑结构有效的粘接在一起,组成二次受力构件。在粘接后的结构中,钢板起着受拉钢筋的用途,大大增加了结构的承载能力。

加固中应注意的问题:首先,去除混凝土结构表面的粉刷层,露出混凝土结构的基面,并清洗干净待加固混凝土构件表面的灰尘;其次,在粘贴钢板时,避免在外界空气较湿润的情况下加固,并确保加固环境的温度不高于60℃。

4. 植筋加固法

此方法主要应用在钢筋混凝土的受弯、受压构件中。其主要原理就是在原结构中进行钻孔、注胶,确保钢筋在钻孔内部固化生根。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于钻孔较浅的钢筋具有较大的锚固性能与抗拉性能。此方法是全新的结构坚固方法,且加固工艺较为简单,对结构的受力影响较小。采用植筋加固需要注意的事项:此方法,适宜在周围温度在5℃以上条件下加固操作,并不损伤胶结剂的性能;当加固环境低于5℃时,可以采取适当的增温方法,确保植筋加固的质量。

二、桥梁预应力加固的优点

桥梁预应力加固技术主要有以下几项优点:加固效果明显,可以有效地减小梁板结构裂缝,延长桥梁的使用寿命;预应力加固施工作业不影响车辆通行,可在未限行条件下完成加固施工;预应力加固施工周期短,需要的劳动力较少,经济性较高;预应力加固增加的桥梁自重较小,且维修方便。

三、我国桥梁预应力加固技术

1. 横向预应力加固技术

在桥梁结构中,若钢筋混凝土梁两端的间距较小,则无法在梁的两端进行预应力张拉作业,这时可以采用横向预应力加固施工方法。这种加载方法主要是在主梁下缘的对称中线处进行安装加固的预应力筋,且需要在距离梁端的合适位置弯起预应力筋,然后借助支点在主梁的端部的锚固钢板上进行有效地锚固,其呈“U”字形的锚固钢板套在主梁端部的下翼缘上。同时,在预应力筋的水平段内采用撑棍将预应力筋分成几段,且端部的撑棍可以当作支点,在预应力筋中点采用拉紧螺栓进行对称收紧,在预应力筋拉紧的过程中则产生预应力。研究发现,此种加固方法仅可以有效地减小梁中的正弯矩,无法减少梁端部的剪力。

2. 纵向预应力加固技术

纵向预应力加固技术,即在桥梁中沿着梁板纵向施加预应力筋加固施工的方法。在纵向预应力筋加固前,需要沿着梁板的纵向布置预应力筋,并在梁端部设置导向块的位置将纵向预应力筋弯起,然后将纵向预应力筋锚固在主梁的腹板或顶板上,再张拉预应力筋,从而有效地减小梁端的剪力。研究发现,纵向预应力加固的锚固构造主要为纵向锚固结构,主要分为梁顶锚固与腹板锚固。纵向预应力加固的优点是凿开桥面板适量的混凝土,即张拉施工在桥面作业。在预应力筋张拉作业时需要注意应对称中线进行张拉作业,且对于同一根梁的张拉作业应同步操作,确保梁两侧的预应力筋具有相同的应力状态。预应力的张拉程序与预应力混凝土梁的相同。

3. 竖向预应力加固技术

竖向预应力加固技术主要是在梁板的两侧对称布置预应力筋进行加固施工方法。根据笔者施工经验可知,竖向预应力加固技术多在梁的端肋侧锚固,在预应力筋中部向上竖直张拉,用小横梁在梁肋底部固定预应力筋。竖向预应力加固方法不仅具有张拉力小、张拉行程大,还可以有效地克服纵向应力过大的损失,比其他预应力加固技术具有明显的加固效果,并可以有效地减小原有桥梁结构中的裂缝。在竖向预应力张拉作业施工中,需要一片一片的进行,且张拉作业需要对称中线,以有效地减少弹性压缩损失的不均匀性。

四、结语

综上所述,桥梁随着交通流量的大量增长,以及受环境、荷载、施工等因素的共同影响造成其承载能力逐渐降低,这就需要对桥梁结构采取有效地加固措施,以提高桥梁结构的承载特性。而预应力加固技术,不仅可以有效地对桥梁梁板进行加固,提高整体结构的承载特性,且不改变桥梁结构的外形,同时施加预应力法可以明显提高结构的承载特性,提高桥梁结构的稳定性、安全性。

参考文献:

[1]周希茂,苏三庆,赵明,等.增大截面法加固钢筋混凝土框架的设计与展望[J].世界地震工程,2009(1):153-158.

[2]周泳涛,鲍卫刚,刘延芳,等.桥梁加固工程关键技术研究[J].桥梁建设,2010(6):49-52.

[3]尹道林.粘钢加固钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力计算分析[J].建筑结构,2010(5):29-30.

论文作者:宋占诚

论文发表刊物:《基层建设》2016年8期

论文发表时间:2016/7/5

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