王訓(xùn)昭

(石河子公路管理局花園鎮(zhèn)分局)

公路橋梁常用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)及其特點(diǎn)分析

王訓(xùn)昭

(石河子公路管理局花園鎮(zhèn)分局)

摘 要:介紹了公路橋梁預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)特點(diǎn)和施工要點(diǎn)以及幾種常見的預(yù)應(yīng)力加固法。

關(guān)鍵詞:公路橋梁;常用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù);特點(diǎn)

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，公路橋梁的建設(shè)也發(fā)生著日新月異的變化。由于橋梁的造價(jià)較為昂貴，所以在橋梁的建設(shè)過程中，人們總是想方設(shè)法采取各種措施來確保工程的質(zhì)量。但是盡管如此，由于橋梁長期在使用環(huán)境(結(jié)構(gòu)與材料的疲勞、荷載頻率與作用的增加)和自然環(huán)境(溫度、濕度變化、大氣腐蝕)的作用下，始終會(huì)逐漸地產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的損壞現(xiàn)象。因此，橋梁技術(shù)中的加固措施就成為了公路橋梁工程中備受關(guān)注的課題。而與傳統(tǒng)的路橋施工技術(shù)措施相比，預(yù)應(yīng)力技術(shù)雖然起步較晚，但其發(fā)展卻異常迅速。預(yù)應(yīng)力技術(shù)措施不僅應(yīng)用于公路橋梁的結(jié)構(gòu)，而且近年來公路橋梁施工中還越來越多地應(yīng)用到了預(yù)應(yīng)力加固法，相信其應(yīng)用前景還會(huì)與日俱增。

2 公路橋梁幾種常用的預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

2.1 橫向預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

當(dāng)鋼筋混凝土或者預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁兩端的間隙較小時(shí)，為了防止在主梁的端部進(jìn)行張拉，通?？刹捎脵M向預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)。該技術(shù)是在主梁下緣的對稱梁中線處進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的安裝，并在距梁端的適當(dāng)距離位置進(jìn)行彎起，然后通過支點(diǎn)來錨固在主梁端部的錨固鋼板上面，其錨固鋼板呈“U”字形套在主梁端部的下翼緣上面。其水平段內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋通過撐棍來分成若干段，同時(shí)兩端的撐棍還可起到支點(diǎn)的用處。在每段的中點(diǎn)通過拉緊螺栓來將兩對稱筋進(jìn)行收緊，而收緊的過程中即在拉桿產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，最終主梁由于受到錨固鋼板上傳來的預(yù)壓力，同時(shí)預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生的負(fù)彎矩由于預(yù)應(yīng)力筋多為水平的直線形，在梁的兩端向上彎曲不多，因而這種加固方法只能有效的減小梁中的正彎矩，而對減小梁端的剪力幫助不大。

2.2 縱向預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

所謂縱向預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)就是沿著預(yù)應(yīng)力筋軸線的方向來進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施加的技術(shù)。其預(yù)應(yīng)力筋沿著主梁底部布置，并在梁兩端設(shè)置導(dǎo)向塊的位置彎起，然后錨固在主粱的頂板或腹板上，再沿著主梁進(jìn)行縱向的張拉，以此來降低梁端的剪力。其錨固構(gòu)造為縱向張拉的錨固構(gòu)造，通常主要包括兩種，腹板錨固和梁頂錨固。其中，腹板錨固當(dāng)橋面的交通量較大而不能進(jìn)行交通中斷時(shí)，可以把預(yù)應(yīng)力筋錨固在主梁的腹板上，其具體的做法包括鋼銷錨固法和鋼板錨固法，其中鋼板錨固法有著傳力均勻、錨固力大、對梁體影響不大、進(jìn)行鋼板夾持的螺栓孔比較小等優(yōu)點(diǎn)。梁頂錨固在錨固之前，只在橫隔梁和橋面板上開鑿和斜筋傾斜的方向一致的斜孔，而穿過預(yù)應(yīng)力筋之后，在斜孔的周圍應(yīng)按鋼墊板尺寸把橋面板鑿出凹槽，并用環(huán)氧砂漿把墊板粘牢。而預(yù)應(yīng)力筋在張拉之后錨固在橋面板上，最后將錨頭封閉在橋面鋪裝混凝土內(nèi)。這種錨固方法的優(yōu)點(diǎn)是鑿開橋面板少量混凝土，即可在橋面進(jìn)行錨固施工。預(yù)應(yīng)力筋張拉方法與其構(gòu)造形式有關(guān)，張拉位置可以在梁頂沿斜筋方向張拉，亦可在梁底沿水平方向張拉。在張拉時(shí)應(yīng)對稱橋中線進(jìn)行，對于同一根梁張拉應(yīng)對稱同步進(jìn)行，使梁的兩側(cè)鋼筋具有相同的應(yīng)力狀態(tài)。預(yù)應(yīng)力的張拉程序與預(yù)應(yīng)力混凝土梁的相同。預(yù)應(yīng)力筋的張拉形式主要有手動(dòng)葫蘆張拉法、電熱法張拉法、千斤頂張拉法等。設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力可通過粘貼應(yīng)變片、千斤頂讀表、測量張拉預(yù)應(yīng)力筋的變形量以及測定預(yù)應(yīng)力筋的自振頻率等方法測量。

2.3 豎向預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

當(dāng)采用上述兩種預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)都不便施工的時(shí)候，還可采用豎向預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)。該技術(shù)通過在梁肋的兩側(cè)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的對稱布置，一般在梁端肋側(cè)錨固，在預(yù)應(yīng)力筋中部豎直向上張拉，在梁肋底部用小橫梁固定預(yù)應(yīng)力。這種方法克服了縱向應(yīng)力損失大而張拉行程短、張拉力大的缺點(diǎn)，減小了張拉力、增大了行程，也降低了張拉力損失，同時(shí)可以對預(yù)應(yīng)力筋施加較高的預(yù)應(yīng)力，能有效的彌合舊橋梁體原有的裂縫。預(yù)應(yīng)力張拉可以一片梁一片梁進(jìn)行，但必須對稱于中線張拉，這樣可以減小彈性壓縮損失的不均勻性。橫梁的作用在于固定豎向張拉產(chǎn)生的鋼筋預(yù)應(yīng)力，根據(jù)具體情況，橫梁可以設(shè)計(jì)成錨固于梁肋上不能滑動(dòng)預(yù)應(yīng)力筋的固定支點(diǎn)或可以在梁底活動(dòng)的活動(dòng)支點(diǎn)。橫梁位置最好在張拉點(diǎn)，這樣可以減小因橫梁固定點(diǎn)與張拉點(diǎn)不同而造成的張拉力損失。

3 公路橋梁常用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的特點(diǎn)分析

在公路橋梁施工中，預(yù)應(yīng)力加固法主要被用于包括連續(xù)體系梁、懸臂梁、簡支梁橋等在內(nèi)的梁式橋在其正常使用極限狀態(tài)出現(xiàn)超限情況下的的結(jié)構(gòu)加固。而通過對于已建路橋來進(jìn)行預(yù)應(yīng)力加固，不但可以達(dá)到降低或者消除裂縫的目的，還有助于減小梁體的撓度，并且使結(jié)構(gòu)各個(gè)截面的應(yīng)力狀態(tài)都可以得到有效改善。另外，采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)來對公路路橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)還有很多的優(yōu)點(diǎn):第一，在施工過程中，可以不使交通中斷或者是僅僅需要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行交通限制，所以對于路橋橋上的交通影響非常小;第二，其所需要的人員、設(shè)備較少，且布置簡單并可以調(diào)整，經(jīng)濟(jì)效益良好，施工周期也較短;第三，有利于維護(hù)修補(bǔ)，而且能夠隨時(shí)對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行更換;第四，因?yàn)榇朔椒ㄋ黾拥暮愫奢d不多，所以可以通過對原結(jié)構(gòu)當(dāng)中的應(yīng)力情況進(jìn)行能動(dòng)地調(diào)節(jié)，來達(dá)到有效加固路橋結(jié)構(gòu)的目的;第五，預(yù)應(yīng)力加固法還可以做到不影響其橋下凈室，而且無需抬高路橋表面的標(biāo)高，對路橋的損傷也非常小;第六，其還可以較大幅度地對已建路橋的結(jié)構(gòu)剛度和承載能力進(jìn)行有效的提高，并且能夠?qū)υY(jié)構(gòu)的撓度和裂縫進(jìn)行有效的控制，從而使裂縫能夠得到部分甚至全部的閉合，并使撓度得到大幅度降低。第七，預(yù)應(yīng)力技術(shù)不僅能夠被用在加固中小跨度、簡支結(jié)構(gòu)體系的路橋結(jié)構(gòu)當(dāng)中，還可以被用在加固大中跨度、連續(xù)體系的路橋結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語

在我國交通事業(yè)尤其是高速公路蓬勃發(fā)展的背景下，許許多多施工難度大、技術(shù)復(fù)雜、科技含量高的橋梁正在建設(shè)過程中或已經(jīng)建成，隨之而來的就是對于橋梁的加固工程提出的要求也越來越高，因此工程人員和相關(guān)部門都要進(jìn)一步地增強(qiáng)認(rèn)識，增強(qiáng)安全的意識，切實(shí)采取各種有效的加固措施，從而確保橋梁在施工和運(yùn)營階段的安全。

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中圖分類號:U416.1

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1008-3383(2011)06-0131-01

收稿日期:2011-03-15