勇早建,陳景艷

滬陜高速公路宛坪運營管理中心,河南南陽 474300

淺談橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

勇早建,陳景艷

滬陜高速公路宛坪運營管理中心,河南南陽 474300

目前，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在新時期的橋梁建設(shè)及加固過程中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的社會和經(jīng)濟效益。本文就橋梁體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)進行簡單的介紹并結(jié)合實際案例進行詳細的闡述。

橋梁；體外預(yù)應(yīng)力；概述；案例

體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)作為結(jié)構(gòu)加固最有效的手段之一，目前正廣泛地應(yīng)用于舊橋加固方面。體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的概念最早產(chǎn)生于法國，體外預(yù)應(yīng)力體系是后張預(yù)應(yīng)力體系的重要的分支之一，是一種使用完全位于構(gòu)件主體截面以外的預(yù)應(yīng)力束來對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)體系。

1 體外預(yù)應(yīng)力的特點

1.1 體外預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點

體外預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點有：簡化預(yù)應(yīng)力筋曲線，預(yù)應(yīng)力筋僅在錨固處和轉(zhuǎn)向處與結(jié)構(gòu)相連，減小摩阻損失，提高預(yù)應(yīng)力使用效率；預(yù)應(yīng)力布置靈活，根據(jù)橋梁病害可以全橋加固也可以進行局部加固；錨固構(gòu)件尺寸小，自重增加少，可有效的大幅提高結(jié)構(gòu)承載能力；與原結(jié)構(gòu)無粘結(jié)，應(yīng)力變化值小，對結(jié)構(gòu)受力有利；體外索可調(diào)可換，便于使用期間進行維護。

1.2 體外預(yù)應(yīng)力的缺點

體外預(yù)應(yīng)力的缺點有：體外索布置在截面外，防腐、保護相對較困難，易受外界影響；錨固及轉(zhuǎn)向區(qū)域容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，局部應(yīng)力大，對錨固施工要求高；體外索張拉力較小，不能充分發(fā)揮體外索強度高的優(yōu)點，對錨具及夾片的要求很高；體外預(yù)應(yīng)力筋的變形和混凝土的變形不一致，容易造成預(yù)應(yīng)力損失。

2 體外預(yù)應(yīng)力的組成

2.1 錨具

體外預(yù)應(yīng)力體系僅靠錨固端傳力，因此體外預(yù)應(yīng)力錨固體系的可靠性和安全性比一般體內(nèi)預(yù)應(yīng)力錨固體系要高，需使用專用的體外索錨具和夾片。體外預(yù)應(yīng)力的錨具的外觀尺寸較普通錨具更大，且還增加了一些輔助配件，如密封裝置、防松裝置、防護裝置等。

2.2 體外索

體外索主要有光面鋼絞線、無粘結(jié)鋼絞線、平行鋼絲、成品索等類型。體外索較多采用無粘結(jié)鋼絞線，環(huán)氧噴涂帶PE的單根鋼絞線具有良好的耐腐蝕性能，具有很好的適用性，目前廣泛適用在橋梁加固中。

2.3 錨固塊及轉(zhuǎn)向塊

體外預(yù)應(yīng)力體系僅靠錨固塊及轉(zhuǎn)向塊傳力，錨固塊和轉(zhuǎn)向塊必須和原結(jié)構(gòu)有效連接，傳遞應(yīng)力，錨固塊及轉(zhuǎn)向塊一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)型式。

張拉力大的錨固塊均采用鋼筋混凝土形式，鋼錨固塊適合施工空間開闊且應(yīng)力較小的小型錨固塊。

2.4 減振裝置

體外預(yù)應(yīng)力體系的減振裝置用于轉(zhuǎn)向塊與轉(zhuǎn)向塊或者錨固塊與轉(zhuǎn)向塊之間的體外索自由長度較大的位置，主要目的是減少體外索在動荷載作用下的振動。

減振裝置多為內(nèi)包橡膠的小型鋼結(jié)構(gòu)，通過種植螺栓與原橋相聯(lián)系。

2.5 施工機具

體外索的張拉機具根據(jù)張拉的要求分單孔千斤頂和整體千斤頂。單孔千斤頂用于施工空間狹小或單孔分絲張拉的體外索，整體千斤頂用于整體張拉的體外索，如圖1所示。

圖1 漂浮張拉體系

3 橋梁體外預(yù)應(yīng)力施工實例

3.1 T梁腹板索

在T梁腹板兩側(cè)對稱布設(shè)體外索。在T梁的梁端腹板加厚段設(shè)置張拉構(gòu)件，在T梁的中橫隔梁鉆孔作為體外束的轉(zhuǎn)向裝置。

張拉端采用鋼錨箱的結(jié)構(gòu)形式。利用結(jié)構(gòu)膠及8.8級高強螺栓固定在T梁腹板上。轉(zhuǎn)向裝置也采用鋼結(jié)構(gòu)。其特點是：

1）T梁腹板索施工較為簡單，注意穿索過程中對成品索的保護，注意監(jiān)控張拉過程中鋼錨固塊及轉(zhuǎn)向塊與原結(jié)構(gòu)錨固位置的受力情況；

2）由于錨固塊及轉(zhuǎn)向塊全部為鋼結(jié)構(gòu)，受錨固塊的重量及安裝空間的限制，安裝難度較高，且只能適用于張拉力較小的體外索；

3）此種體外索我們公司在吉林某松花江大橋加固施工中成功使用。

3.2 箱梁腹板索

在箱梁腹板新增截面內(nèi)增加預(yù)應(yīng)力。新增腹板通過種植鋼筋、澆筑新增混凝土的方式將預(yù)應(yīng)力傳遞原橋箱梁。

體外索采用普通光面鋼絞線，張拉強度可以取材料強度的70%。腹板索是最有效的體外索加固方式。

體外索可以連續(xù)通長布設(shè)，也可以僅在病害嚴(yán)重位置局部進行布設(shè)，其施工工藝流程如圖2。

圖2 箱梁腹板索施工工藝流程

3.3 箱梁底板索

在一些特殊結(jié)構(gòu)的橋梁中，使用了一些相對效率不是很高的底板索。

底板索不需設(shè)置轉(zhuǎn)向塊，順橋向在病害嚴(yán)重的底板頂面布設(shè)。施工較為簡單，質(zhì)量較為得到保證。但是受布索位置的限制，對結(jié)構(gòu)的加固效果沒有其它結(jié)構(gòu)形式的體外索有效，其施工工藝流程如圖3。

圖3 箱梁底板索施工工藝流程

3.4 箱內(nèi)頂板索

箱梁頂板索是一種應(yīng)用較為廣泛的體外索布設(shè)形式。體外索布置在箱內(nèi)頂板，經(jīng)轉(zhuǎn)向器（分絲/整體）和預(yù)埋鋼管穿過轉(zhuǎn)向塊，達到轉(zhuǎn)向和傳力的目的，通過錨固塊錨固，張拉完成后成空間曲線。其特點是頂板索可以在箱梁頂板靠近橫隔板的位置設(shè)置大尺寸的錨固塊，張拉大噸位的預(yù)應(yīng)力，可以很好的改善橋梁的工作狀態(tài)。

4 結(jié)論

體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)不僅可以應(yīng)用于新建工程，更適用于舊橋結(jié)構(gòu)的改造與加固。體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)布置靈活，安全可靠，施工方便，可以大幅有效的提高橋梁承載力，特別是在結(jié)構(gòu)可以正常工作情況下實現(xiàn)調(diào)索和換索，是其他加固方式所無法比擬的優(yōu)點。

[1]張鑫敏.體外預(yù)應(yīng)力加固在連續(xù)剛構(gòu)中的應(yīng)用[D].長安大 學(xué)，2009.

[2]王新武.公路梁橋延性抗震分析及設(shè)計方法[D].長沙理工 大學(xué)，2008.

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1674-6708（2010）24-0173-02