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【摘要】體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)是結(jié)構(gòu)加固的有效方法之一，現(xiàn)今已被廣泛應(yīng)用于新舊橋梁的加固方面。本文著重對(duì)體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的概念、特點(diǎn)和組成方面做闡述，并結(jié)合實(shí)例對(duì)體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在橋梁中的施工方法做簡要論述。

【關(guān)鍵詞】體外預(yù)應(yīng)力；實(shí)例；施工方法

在科技高速發(fā)展的今天，橋梁在交通中的地位日顯重要，而體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在橋梁加固方面的作用就更加不容忽視。

1 體外預(yù)應(yīng)力的概念簡介及其組成

1.1 概念

體外預(yù)應(yīng)力是指，在結(jié)構(gòu)物中，預(yù)應(yīng)力筋全部或部分采用置于結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面外部的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力。它主要是通過錨固端和轉(zhuǎn)向構(gòu)件將作用力傳送到結(jié)構(gòu)物。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)力技術(shù)屬于后張預(yù)應(yīng)力體系，是其重要分支之一，是無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)技術(shù)的一種。它主要是對(duì)位于混凝土截面之外的預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，通過體外筋端部錨具和轉(zhuǎn)向塊來實(shí)現(xiàn)將預(yù)應(yīng)力傳送至混凝土結(jié)構(gòu)的這一目的。

1.2 組成

體外預(yù)應(yīng)力主要是由錨具、體外索、錨固塊以及轉(zhuǎn)向塊、減振裝置和施工機(jī)具等組成。

1.2.1 錨具

錨具是錨和錨索及其配件的統(tǒng)稱，由于體外預(yù)應(yīng)力體系是僅靠錨固端傳力的，所以體外預(yù)應(yīng)力錨固體系在安全性能方面的要求就比一般的體內(nèi)預(yù)應(yīng)力錨固體系的要求高，因此需要使用專門的體外索錨具及夾片。體外預(yù)應(yīng)力的錨具在外觀尺寸的設(shè)計(jì)上和普通錨具相比要大很多，而且還有曾加了輔助配件，像放松裝置、防護(hù)裝置和密封裝置等。

1.2.2 體外索

體外索大體上可以分為成品索、光面鋼絞線和無粘結(jié)鋼膠線等類型。其中無粘結(jié)鋼膠線是在體外索中應(yīng)用最多的，因?yàn)榄h(huán)氧噴涂帶PE的單根鋼絞線其本身就具有良好的耐腐蝕的特性，所以被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)今的橋梁加固中。

1.2.3 錨固塊和轉(zhuǎn)向塊

錨固塊及轉(zhuǎn)向塊在體外預(yù)應(yīng)力體系中必須和原結(jié)構(gòu)有效連接，這樣才能確保傳力，錨固塊及轉(zhuǎn)向塊在傳遞應(yīng)力時(shí)主要是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)兩種形式。當(dāng)錨固塊的張拉力大時(shí)均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，而鋼結(jié)構(gòu)的錨固塊則主要適用于施工空間開闊且應(yīng)力小的小型錨固塊。

1.2.4 減振裝置

減振裝置顧名思義就是為了減少振動(dòng)，體外預(yù)應(yīng)力體系中的減振裝置一般主要是位于兩個(gè)轉(zhuǎn)向塊之間或是轉(zhuǎn)向塊與錨固塊之間的自由長度較大的體外索上，來達(dá)到減振的目的。

1.2.5 施工機(jī)具

根據(jù)張拉要求，體外索的張拉機(jī)具主要可以分為整體千斤頂與單孔千斤頂兩種。整體千斤頂主要是用于整體張拉的體外索，而單孔千斤頂則被用于單孔張拉的體外索或者是施工空間較小的體外索上。

2 體外預(yù)應(yīng)力的特點(diǎn)

2.1 體外預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)

首先，體外預(yù)應(yīng)力可以簡化預(yù)應(yīng)力筋曲線，由于預(yù)應(yīng)力筋僅在錨固處和轉(zhuǎn)向處與結(jié)構(gòu)相連接，所以可以減小摩阻損失，從而大大提高預(yù)應(yīng)力使用效率。其次，由于預(yù)應(yīng)力布置靈活，因此根據(jù)橋梁病害情況就可以實(shí)行全橋加固或是進(jìn)行局部加固，第三，因錨固構(gòu)件本身尺寸小、自重增加少的特點(diǎn)，可以使結(jié)構(gòu)承載能力得到大幅度的提高。第四，因?yàn)榕c原結(jié)構(gòu)沒有粘結(jié)，所以變化值就小，這樣對(duì)于結(jié)構(gòu)受力很有利。最后，由于體外索在使用期間可調(diào)可換，所以便于維護(hù)。

2.2 體外預(yù)應(yīng)力的缺點(diǎn)

首先，由于體外索是布置在截面外部的，所以在防腐方面易受外界影響。其次因?yàn)樵阱^固和轉(zhuǎn)向區(qū)域很容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成局部應(yīng)力大，所以對(duì)錨固施工就會(huì)要求高；再者，因體外索張拉力小，所以未能將體外索強(qiáng)度高這一優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮，所以，對(duì)于夾片和錨具的要求也很高。最后，由于很難達(dá)到體外預(yù)應(yīng)力筋和混凝土變形的一致性，這就容易造成預(yù)應(yīng)力的損失。

3 施工

3.1 設(shè)計(jì)實(shí)例

某鋼筋混凝T型梁橋，其平均跨距L為13m，原設(shè)計(jì)的荷載為汽 - 10 級(jí)、拖- 60 。由于長期的船體撞擊，導(dǎo)致了下緣混凝土的破損和部分混凝土的脫落，現(xiàn)已出現(xiàn)了縱向貫通的裂縫，而且主鋼筋也已遭到嚴(yán)重的銹蝕 。加固時(shí)，首先要鑿除已經(jīng)松散的混凝土，采用鋼絲刷清銹處理，用掛模澆筑C40 的混凝土來修補(bǔ)完整 ， 然后再施加體外預(yù)應(yīng)力加固 。在加固后，橋梁的承載能力預(yù)計(jì)提高到汽15 級(jí)。T 型主梁的翼緣寬度為178cm，翼緣厚度為12cm，梁肋寬度為18cm，受拉為Ⅱ 級(jí)，鋼筋面積為4.27sup2;cm， 采用的是C25 混凝土。體外索的布置：支點(diǎn)的位置距離轉(zhuǎn)向塊為180cm，轉(zhuǎn)向塊之間的間距為 840cm， 端錨固點(diǎn)距離轉(zhuǎn)向塊為 150cm， 中心軸距離梁的上邊緣為 19 . 14cm， 中心軸距離梁的下邊緣為 60 . 86cm，端錨固點(diǎn)與中心軸之間的距離 ，轉(zhuǎn)向塊與中心軸之間的距離 。每片T型梁配置了4根無粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，共計(jì)16根。為了能夠使每片梁都達(dá)到受力均勻 ， 所以采用了分 2 次對(duì)兩端進(jìn)行張拉，固定端和張拉端交叉布置。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的有效預(yù)應(yīng)力為 622 1 5Mpa，張拉控制應(yīng)力為 855MPa。加固后的橋梁，采用的是前軸為55kN、后軸為 155kN， 用兩輛載重汽車進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)，并對(duì)主梁跨中撓度以及鋼筋和混凝土的應(yīng)力進(jìn)行了分析，并要確保其加固的效果。

3.2 施工方法

3.2.1 是鉆孔與碳纖維粘貼

首先在T型梁的腹板鉆孔洞的時(shí)候，應(yīng)該避開梁中的受力鋼筋。在洞口周圍粘貼30cm×30cm的碳纖維，以此來增加強(qiáng)凝土局部的壓能力。

3.2.2 穿索與預(yù)應(yīng)力張拉

第一步要給每根無粘結(jié)鋼絞線貼上帶編號(hào)的標(biāo)簽，將鋼絞線逐根穿入鋼栓孔洞中，并調(diào)整為最佳裝置。然后再安裝錨杯以及夾片外螺母，將千斤頂與張拉配件安裝就位。最后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉?？捎靡欢藦埨▽?duì)鋼絞線在梁兩側(cè)各一根進(jìn)行對(duì)稱張拉。

3.3 施工要點(diǎn)

首先，由于橋梁長時(shí)期承受較大的振動(dòng)荷載，易產(chǎn)生疲勞而引起錨具中夾片松動(dòng)，甚更甚者會(huì)導(dǎo)致錨具失錨。為了防止此類事故的發(fā)生，本工程便采用了夾片的防松裝置 —防松套 。與此同時(shí)，還在防松套與錨具夾片之間放置了彈簧墊圈，這樣可以達(dá)到對(duì)防松套對(duì)夾片的均勻施力，并起到減振的作用。

其次，作為本次加固工程中最為關(guān)鍵的構(gòu)件之一的鋼銷栓和轉(zhuǎn)向塊，在轉(zhuǎn)向塊設(shè)計(jì)與施工方面必須要符合以下的要求：要達(dá)到張錨體系錨固及傳力對(duì)功能的要求；提高結(jié)構(gòu)混凝土局部抗壓承載能力；提高錨下栓體鋼材的局部承壓承載能力；要確保銷栓擁有足夠的抗彎、抗剪承載的能力以及抗變形能力。

最后，張錨體系的保護(hù)應(yīng)該選用無粘結(jié)鋼絞線作為體外預(yù)應(yīng)力索，而外裹油脂和塑料護(hù)套則可以起到保護(hù)預(yù)應(yīng)力索的作用，而且具有一定的耐久性。所以采用玻璃絲布來纏包油脂的方法對(duì)張錨體系的兩端的錨具與防松套加以保護(hù)。

總結(jié)

橋梁的加固在今天的發(fā)展中格外重要，而體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的應(yīng)用更好的解決了之一問題。體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在當(dāng)今橋梁中的施工應(yīng)用是當(dāng)今乃至以后很長一段時(shí)間橋梁加固技術(shù)發(fā)展的必然，所以，這項(xiàng)技術(shù)無論是其本身技術(shù)的革新還是在施工中方法的革新都是值得給與足夠重視與關(guān)注的。

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