■ 林成眾

（福建中諾信建筑工程有限公司， 福州 350108）

1 概述

在20 世紀(jì)90 年代至21 世紀(jì)初期， 大量預(yù)應(yīng)力橋梁在我國高速公路建設(shè)中得到運用。 然而由于設(shè)計荷載等級跟不上交通運輸?shù)陌l(fā)展要求，加上當(dāng)時設(shè)計理論的不完善和施工工藝的落后，部分預(yù)應(yīng)力橋梁出現(xiàn)承載力不足的情況。

采用后加預(yù)應(yīng)力是橋梁加固中常用的方案，分為體外預(yù)應(yīng)力和體內(nèi)預(yù)應(yīng)力兩種。 對于有粘結(jié)超長預(yù)應(yīng)力鋼束， 僅在建筑工程中超長混凝土結(jié)構(gòu)體系中有應(yīng)用經(jīng)驗[1]。 本文結(jié)合某連續(xù)箱梁橋加固工程項目，討論對于有粘結(jié)超長預(yù)應(yīng)力鋼束一次性張拉施工，以及質(zhì)量控制上需要注意的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2 工程概況

某大橋位于某沿海國家高速福建境內(nèi)，于1997年底建成通車。 橋梁全長235.42 m， 橋跨組合為（31.6+3×50+45.8）m 預(yù)應(yīng)力鋼筋砼連續(xù)箱梁， 橋面凈寬11.5 m。上部結(jié)構(gòu)采用等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，為單箱單室斜腹板箱型截面，箱梁梁高2.8 m，頂寬12.5 m，底寬4.2 m，斜腹板，翼緣板懸臂長度為3.55 m，橋梁結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。 該橋經(jīng)過20 幾年的運營，箱梁出現(xiàn)明顯的跨中下?lián)犀F(xiàn)象，最大下?lián)现禐?2.21 mm，且箱外梁體出現(xiàn)梁底橫向裂縫等病害。 經(jīng)評定，該橋的承載力能力明顯下降，已經(jīng)不能滿足目前交通荷載要求。

3 加固工程方案

結(jié)合該橋的檢測結(jié)果及專家評審意見，確定了采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固方案。

3.1 加固思路

采用上部結(jié)構(gòu)先減載，后加固，加固增加的恒載盡量小的原則。 該橋采用在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上腹板加厚，并在加厚層內(nèi)增設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼束，采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力是為了增強結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。

圖1 橋梁結(jié)構(gòu)立面圖

3.2 主要加固措施

在箱梁腹板外植筋、并加厚腹板，端部附近區(qū)域加厚50 cm，其余加厚18 cm，在加固在箱梁左右側(cè)腹板加厚層內(nèi)預(yù)埋塑料波紋管，各布置3 根預(yù)應(yīng)力鋼束， 鋼束規(guī)格為Φs15.2-15， 一次性張拉長度2276.091～227.781 m，下料長度為227.491～229.181 m。全橋共計14 處豎向反彎點，每跨墩頂位置布置在上緣，跨中位置布置在下緣，預(yù)應(yīng)力管道設(shè)計見圖2。張拉采用兩端一次性張拉的施工方法， 由下而上張拉腹板鋼束。 本工程所使用的高強度C55 無收縮自流密實混凝土和鋼材應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

4 張拉施工質(zhì)量控制關(guān)鍵點

根據(jù)規(guī)范[2]，對于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)，主要的質(zhì)量把控關(guān)鍵項目如表1 所示。 而對于超長預(yù)應(yīng)力鋼束， 為保證其鋼束預(yù)應(yīng)力有效性和耐久性，除了表中提到的關(guān)鍵項目外，還需要對以下項目進行質(zhì)量控制：

（1）預(yù)應(yīng)力張拉速度控制

由于本次超長預(yù)應(yīng)力鋼束為一次性張拉，且橋梁縱向存在14 處豎彎點，因此預(yù)應(yīng)力施加要均勻、對稱緩慢， 防止應(yīng)力集中而出現(xiàn)端部混凝土被拉裂[3]。 本工程預(yù)應(yīng)力施加分10 級加載，且每一級持荷不少于2 h，待30 min 內(nèi)伸長變化量小于上一級的5%時才可以施加下一級張拉力。

表1 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)后張法質(zhì)量控制項目

（2）錨下有效預(yù)應(yīng)力控制

在張拉后采用復(fù)張法進行錨下有效預(yù)應(yīng)力的檢查，并計算錨下有效預(yù)應(yīng)力的相對偏差、同斷面的不均勻度等是否滿足錨下有效預(yù)應(yīng)力和設(shè)計張拉控制應(yīng)力兩者的相對偏差不超過±5%，同一斷面中的預(yù)應(yīng)力束其有效預(yù)應(yīng)力的不均勻度應(yīng)不超過±2%[4]。

（3）壓漿飽滿度控制

在腹板加厚位置， 橋面上縱向每隔5 m 開直徑10 cm 的混凝土注漿孔。 在預(yù)應(yīng)力張拉錨固后48 h內(nèi)應(yīng)及時壓漿。 壓漿應(yīng)緩慢、均勻，直至漿液由最高點排出，且排出的漿體與壓入的漿體具有相同的流動度。 在壓漿施工時要對負(fù)彎矩頂板氣孔排氣完成后進行及時的封閉處理[5]。 通過灌入每個孔道的漿液總量與排出孔道的漿液總量計算壓漿飽滿度，評價壓漿施工質(zhì)量。

壓漿飽滿度=（灌入每個孔道的漿液總量-排出孔道的漿液總量）/孔道體積總量×100%

5 施工質(zhì)量監(jiān)測措施

對于有粘結(jié)超長預(yù)應(yīng)力鋼束的一次性張拉施工，目前并沒有較多的施工案例可以參考，因此在施工過程中需要加強對梁體施工質(zhì)量的監(jiān)測，保證施工過程的安全性和有效性，同時為今后類似工程提供借鑒。

5.1 位移應(yīng)力監(jiān)測

建立位移應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)，在新增混凝土主要控制截面積張拉錨固區(qū)預(yù)埋預(yù)應(yīng)力傳感器。 對每一級施加預(yù)應(yīng)力前后梁體應(yīng)力狀態(tài)進行量測，及時對測量數(shù)據(jù)進行分析，如有異常，應(yīng)暫停施工，及時反饋，分析原因。

5.2 線形監(jiān)測

線形監(jiān)測為采用水準(zhǔn)儀對橋面標(biāo)高進行定期監(jiān)測。以施工前橋面線形為初始值。施工時，每一級施加預(yù)應(yīng)力后橋面標(biāo)高都要進行線形量測，及時對測量數(shù)據(jù)進行分析，如有異常，應(yīng)暫停施工，及時反饋，分析原因。

5.3 預(yù)應(yīng)力孔道灌漿密實度的檢測

為保證足夠的預(yù)應(yīng)力孔道灌漿密實度，提升預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)力分布的均勻性和耐久性，需對灌漿密實度進行檢測。采用沖擊彈性波的檢測方法，在壓漿完成后7 d 以上進行。 采用定位檢測的方案，沿著預(yù)應(yīng)力管道， 間隔20 cm 布置定位測點，通過計算壓漿率來評價密實度情況[4]。

5.4 錨下有效預(yù)應(yīng)力的復(fù)測

利用沖擊彈性波分析技術(shù)，采用“等效質(zhì)量法”的方法對錨固段的有粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力筋有效預(yù)應(yīng)力進行復(fù)測。 通過對錨頭激振并測試錨頭的振動響應(yīng)，從而推算預(yù)應(yīng)力鋼束的張力。

6 結(jié)語

（1）采用附加預(yù)應(yīng)力的方法能夠有效解決預(yù)應(yīng)力不足引起承載力下降的橋梁運營困境。

（2）有粘結(jié)超長預(yù)應(yīng)力鋼束一次性張拉施工除正常規(guī)定外，還需對預(yù)應(yīng)力張拉速度、錨下有效預(yù)應(yīng)力、壓漿飽滿度等進行控制，進一步提升施工質(zhì)量。

（3）由于無較多同類工程借鑒，需加強施工過程中的監(jiān)測， 以及結(jié)果復(fù)測對施工過程的安全性、施工質(zhì)量的有效性、 施工成果的耐久性進行印證，對今后類似工程具有很好的參考意義。