摘要：随着我国公路桥梁工程行业的更进一步发展，预应力加固技术在公路桥梁工程建设中得到了广泛认可。由于公路桥梁建设工程的修建通常是一项复杂的系统工程，预应力在该过程中的应用技术质量问题是业界普遍关注的。预应力加固技术的应用得当会保障公路桥梁的使用质量，延缓其疲劳损伤寿命。鉴于预应力的技术优良性，设计技术研究人员有必要加强对设计过程中的预应力进行系统分析。
关键词：公路桥梁；预应力；加固新技术；设计
引言
随着社会的不断发展对道路交通的需求越来越多，近几年我国的桥梁建设发展十分迅速，在建设新桥梁的同时还要对原有的桥梁进行改造，很多老旧桥梁由于使用的时间长其稳定性已经存在严重的威胁，存在严重的安全隐患。通过预应力技术可以使增加桥梁的承载力，特别是对一些老旧桥梁而言，由于常年的使用其自身的承载力已经难以保证，通过预应力技术可以对桥梁进行改造，使其满足实际的承载需求，其对于道路桥梁的发展有着重要的影响。
1.桥梁加固案例
本桥梁工程原先设计荷载拖-60级、汽-10级。桥梁相邻桥墩之间间距为13m，桥梁的结构为钢筋混凝土T型梁桥。在桥梁的使用过程中发现由于轮船经常撞击桥体导致桥梁出现了不同程度的裂缝、部分混凝土脱落的问题。为了处理这一问题，施工单位决定凿出松散部位的混凝土，再将该处钢筋上的锈蚀部分处理干净。选择使用C40的混凝土修补完整。然后利用体外预应力技术对桥梁进行加固，将桥梁的承载能力提高到汽15级。
桥梁加固之后选择后轴为155kN，前轴为55kN的两辆汽车进行荷载试验。现场的具体布置情况见下图。
图1 跨中横向测点布置图 （单位：cm）
2.公路桥梁中预应力所存在的问题
2.1预应力张拉的时间问题
在设计过程中，为应对承载力支撑不够所导致的坍塌风险，必须对混凝土预应力的早期强度提升进行技术处理。具体措施就在于通过在混凝土介质中添加早强剂，当混凝土浇注达到3d的基础之后，借助该结果进行力度张拉。在进行相关张拉处理时，需要有一个等待的时间过程，目的在于通过张拉处理后等待混凝土强度达到一定级别。预应力张拉的时间掌控是进行设计质量保障管理的一个重要组成内容。该设计阶段在时间技术上的管理所针对的主体，通常是混凝土强度级别成型的过程。如若前期由于混凝土强度增加过快，相应的弹性模量增加过于缓慢，风险就会由此产生，主要在于预应力的损失有所增加，公路桥梁应对承载物的支撑力度就会不够，结构上会形成相应的裂缝，后期的跟进设计进程就无法制定与实施。相反，如果任由混凝土强度过快增加，那就会导致弹性模量增加的过程异常缓慢。具体预应力的张拉值计算公式如下：
Pp＝P[1－e－（kx＋uθ）]/（kx＋uθ）
Pp——预应力筋平均张拉力；
p——预应力筋张拉端的张拉力；
k——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；
μ——预应力筋和孔道壁的摩擦系数；
θ——张拉端面到截面曲线部分切线的夹角之和。
此外，通过其他应对策略，例如：采用早期强度的混凝土做检测试块来代替实际强度，也会带去相应的承载力问题。通过现有的实践资料表明，早期使用早强剂的混凝土都不能达到实际标准。公路桥梁混凝土中早强剂的使用应对措施，会对预应力张拉实施效果产生重要影响。另外，强调每一处理阶段早强剂的混合比例和时间均需要进行监控勘察，以实现设计质量的动态管控，该阶段的监控管理在处理公路桥梁工程的承载力方面起着决定性作用。
2.2预应力钢筋管道堵塞问题
在进行预应力承载支撑的技术应用过程中，方案中均先确定好设计流程和规范细则。考虑到公路桥梁所在区域地形地质复杂多变，在进行技术操作时需要进行严格方案设计和实地检测，这是确保预应力承载支撑设计有效的关键。但是，由于公路桥梁所在设计区域缺乏优良性，同时不可避免的存在设计人员的技术经验不足以及保护措施不够，导致在设计时预应力钢筋的管道出现堵塞，后果往往是张拉预应力的钢筋不能够顺利通过，从而影响张拉的实际效果，出现这样的问题就会促使工程造价成本提升，并且安全性也较低，因为预应力钢筋
的实际伸长值与理论值之间有着较大偏差。预应力筋理论伸长值△Lcp的计算公式如下：
△Lcp=0.9FpmLp/ApEp
0.9——系数（由10%～100%的伸长值折减系数）；
Fpm——预应力筋的平均张拉力（N）；
Lp——预应力筋的计算长度（mm）；
Ap——预应力筋的截面面积（mm2）；
Ep——预应力筋的弹性模量。
所以为了避免出现预应力钢筋管道堵塞问题，应当将过程中可能的障碍优先考虑在内，预先做好管道内部的精确定位。由于对于抽芯时间的控制性把握有利于孔道的设计，所以在工程方案设计的前期就应当对其对应路段的孔道带地质水文情况进行地质检测，以此作为抽芯时间确定的基础数据。如果遇到处理难度大的不良设计路段，尽可能的采取绕道减少穿越范围，防止管道出现弯折、扭曲等现象。在设计过程中应尽可能地制定详实的设计技术方案，采取必要的安全设计措施，应尽量避免非专业化操作，安排工程技术人员全程跟进设计过程。
3.桥梁预应力加固设计技术
3.1体外预应力加固
在桥梁加固中，体外预应力是比较有效的一种方法，透彻采用无粘结钢绞线、槽钢及粗钢筋组合作为体外索材料。体外索用于对桥梁上部结构加固，利用张拉体外索在梁下部受拉区，对梁体形成偏心预压力，梁体基于此作用发生上拱，减小荷载挠度，对梁体受力情况进行改善，进而实现对承载力的提高。此方法对线路正常运行或行车的短时限制几乎不产生影响，对原结构构造不发生改变，较小损伤原结构；明确体系传力，可实现显著的加固效果，特别是在抗弯加固中更为适用。
3.2粘结预应力加固
有粘结的预应力加固技术的方法是对部分的桥梁道路实施预应力，在喷入砂浆，砂浆具有很高的抗拉强度，从而结实的将预应力筋粘结到一起，构成了预应力的加固状态。喷入的砂浆可以有效地保护道路桥梁中的钢筋等有重要作用的物质，防止遭到腐蚀，提高了道路桥梁的稳固性和持久性。提高了建筑材料的利用率，更充分的发挥了材料本身的性能，这种粘结预应力的技术实施比体外预应力的加固技术的实施的更加安全可靠。采用粘结预应力的加固技术手段大大的提高了使用道路桥梁的年限，为我国道路交通领域又创造了堪称一大实验成果，带来了交通道路上的巨大的利益。
4.结束语
公路桥梁体外预应力工程的施工技术是公路桥梁施工技术发展的体现。在施工过程中需要不断的总结和创新，对新型材料的应用要实际测试。确保对材料的刚度完全掌握，方可采用。
参考文献
[1]葛霖新，徐增鹏，张海林.预应力施工工艺在桥梁工程中的应用[J].中国新技术新产品，2009，（08）：23-23.
[2]侯玉成.公路钢筋混凝土桥梁的体外预应力加固技术[J].中国新技术新产品，2011，（13）：01-01.
论文作者:马波,姜雄
论文发表刊物:《防护工程》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/23
标签：预应力论文; 桥梁论文; 混凝土论文; 公路论文; 技术论文; 体外论文; 承载力论文; 《防护工程》2018年第6期论文;