摘要：公路桥梁体外预应力加固的施工技术施工简单，作用力大，其巧妙地运用体外预应力对旧桥梁进行改良加固，经济实惠，是一种主动加固的技术。在正常情况下可以调整，具有结构上的优势，使用材料易得易换，占了施工材料选择上的优势，加大了公路路桥的承载能力，应广泛地运用到公路桥梁施工中。
关键词：体外预应力技术；桥梁加固；运用
引言
体外预应力技术不仅可以应用于新建工程，更适用于旧桥结构的改造与加固。体外预应力结构布置灵活，安全可靠，施工方便，可以大幅有效的提高桥梁承载力，特别是在结构可以正常工作情况下实现调索和换索，是其他加固方式所无法比拟的优点。
1体外预应力加固技术的概念
桥梁的体外预应力加固技术是通过在桥梁的体外通过张拉钢绞线以及锚具锚固的方式来对桥梁进行加固，从而改善桥梁的受力情况，有效提升桥梁的受力能力，并且提升桥梁的承载能力与抗震能力。而体外预应力的加固技术可以让桥梁的整体强度以及耐久性都能够得到很大提升，而加固后的桥梁其性能会更加优越，并且安全性能变得更加出色。这也能极大地提升桥梁的使用年限，从而有效增加桥梁的使用效益。
2体外预应力技术在桥梁加固中的运用
某钢筋混凝土桥梁，共5跨，平均跨径16.21m。桥梁的上部结构为T型梁，长度160cm，高度110cm，对应各跨长度分别为30cm、41cm、18cm、41cm、30cm。桥梁落成于20世纪70年代，由于设计荷载等级低，并且在长期的重车荷载下，桥梁平度整已严重受损。检查发现：桥面磨损，混凝土骨料外露，并且在伸缩缝周围，出现明显破损；各孔主梁发现深度0.05～1mm的裂缝，延伸方向为翼缘板下方。以上桥梁病害，表明桥梁的抗弯性能已经严重降低，需要对主梁和其他缺陷部位进行加固维修。本桥梁的加固，有4种方法可供选择，分别为：增大截面法；黏贴钢板法、粘贴纤维材料加固法、体外预应力法。经过比对分析，体外预应力法比较适合本桥梁。
2.1体外预应力筋一般布置
本桥梁的体外预应力筋，锚固在梁端，为适应结构的受力，借助转向装置改变预应力筋的方向，见图1。
图1 预应力筋转向装置转向模式
转向装置布置在箱型梁的腹板和底板衔接位置，每个转向装置有3根钢索穿过，其中仅有一根转向钢索，这根钢索在转向之后，锚固在墩顶横隔位置。为便于后续转向钢索的布置，转向钢索需要与腹板保持一定的距离，但考虑到转向装置的体积不大，而钢索布置相对比较复杂，为避免影响腹板和底板的受力，笔者建议，将原方案中预应力筋转向模式，修改为内横隔梁转向布置方法，实现多根钢索转向的简单布索，并且钢索在转向后，基本都在同个平面线形之内。
2.2上锚固点设置
体外预应力索锚具，永久式和可换式是比较常见的两种类型，基于本桥梁的实际情况，使用永久式体外预应力索锚具。这种锚具的锚垫板和预埋钢管，在调整好索力之后，直接锚固在桥梁混凝土面上，锚固后灌注水泥砂浆和封锚处理，可避免水分的入渗。在整个体外预应力结构中，锚具是最为关键的部位，是反方向预加力传递至桥梁结构的“枢纽点”，但不排除失效的可能性，一旦失效，将影响整个体外预应力结构的作用。为此，我们需要谨慎选择、检验锚具组件，确保锚具的安全使用。至于上锚固点的设置，需在凿除桥面铺装层，并露出钢筋后，沿着斜孔的设计角度，布置供以放置凿岩机钻杆的凿孔架，对准理论锚固点凿孔，在上锚固孔形成之后，将环氧胶液涂抹在混凝土表面，然后用水泥砂浆铺平，最后在梁端的顶面，完成上锚固点的设置。
2.3滑块及垫板施工
在施工预应力阶段，进行张拉水平筋的布置，以控制值作为标准，在达到该值后，通过滑块锚固水平筋。没有水平滑块的情况下，斜筋与梁纵轴呈夹角，斜筋中形成的拉力增量，与水平筋拉力增量不平衡，见图2。
图3 以滑块作为隔离体后的受力情况
本桥梁所使用的滑块，材质为30mm厚钢板，将钢板焊接在斜杆之下，考虑到在斜筋竖向分力的作用之下，水平垫块会处于受压状态。笔者建议，在施工之前，在梁底凿除厚2cm的混凝土层，然后在其表面涂抹环氧胶液和找平环氧砂浆，将支撑板粘贴其上，必要时可用锚固螺栓辅助加固。本桥梁所使用的支撑板，为U型承托板，承托板用钢板热弯成型，然后两端焊接在防滑钢板之上。
3提升体外预应力技术在桥梁加固中应用的策略
3.1做好体外预应力索、锚具等的防腐保护以及检查工作
在桥梁加固工作中，必须要不断提升体外预应力技术的应用水平，尤其是部件的锈蚀性，必须要采取可靠的措施来进行预防。一般情况下，为了防止预应力索生锈，可以采取相关措施来隔绝索与空气的接触，从而阻止金属与空气中的水分和氧气接触，防止其发生氧化反应。例如，可以把预应力索包裹在塑料管内，也可以在预应力索上刷一层绝缘漆；除此之外，也可以把水泥混凝土包裹在预应力索的外表面，充分把预应力索保护起来，这样雨雪天气对预应力索的影响就会降至最低，不仅能够防止预应力索生锈，而且能够保证预应力索的拉力稳定性。另外，锚具也是金属性材料制作而成的，因而也需要关注锚具的防锈蚀工作，同样可以采用水泥混凝土把连接处的锚具包裹起来，防止锚具被破坏。做好预应力索和锚具的防锈蚀工作之后，还需要制定出相应的制度，让各项工作变得有条可依，保证各项工作的有序开展，例如，应当安排好相应的技术人员对拉索进行定期检查，同时检查锚具的稳定性；对于锚具脱落、变形或预应力索发生弯曲等现象，应当及时发现并解决，防止更严重的事故发生；必须要设定好奖惩机制，对于尽职尽责、忠于职守的员工，应当及时表扬和鼓励，对于偷工减料、不负责任的员工，应当及时警告批评。
3.2开发新型预应力结构材料，检查桥梁橡胶支座
橡胶支座是组成桥梁结构的重要组成部分。因此，企业必须要投入足够的人力和物力，研究和开发新型高强度钢筋以及其他预应力技术材料，从而提高预应力结构的各项力学性能，最终为工程的开展提供足够的安全保障。一般而言，体外预应力筋会受力较大，为了保证可靠度，必须严格控制预应力筋为高强度钢筋。要想保证钢筋的高强度，就应当采取特殊的生产工艺，并采用质量可靠的材料或者研发新型的高强度材料，从而提升钢筋的力学性能。例如，可以在钢筋生产过程中进行冷拉和冷拔，从而大幅增加钢筋的抗压性能和抗拉性能，同时节约钢材。只有不断地实践和改进，才能够生产出性能优异的钢筋。
结束语
在桥梁加固工作中，体外预应力技术得到了广泛的运用，应当格外关注体外预应力索和预应力锚的工作状态，并及时做好其防腐工作，定期进行检查，有效保障市政桥梁的安全，应当着重探索动态特性对于体外预应力结构的影响，并创新工作方法和工作思路，促进体外预应力技术得到更好的发展。
参考文献
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论文作者:陈立
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/15
标签：预应力论文; 桥梁论文; 体外论文; 锚固论文; 钢索论文; 结构论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2017年第17期论文;