馬孝軍

(貴州省遵義公路管理局)

1 預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，一部分橋梁由于自然災(zāi)害、使用時(shí)間較長(zhǎng)出現(xiàn)自然老化，以及設(shè)計(jì)和施工等的限制和影響，其承載能力不能滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的要求。經(jīng)過(guò)橋梁設(shè)計(jì)者及相關(guān)工作人員的反復(fù)研究和實(shí)踐顯示，合理的橋梁加固技術(shù)能夠有效的提高橋梁的承載能力，提升其的安全性能和耐久力，延長(zhǎng)了橋梁的使用壽命。其中，體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在保證構(gòu)架承載力和耐久性的基礎(chǔ)上，憑借著更換預(yù)應(yīng)力筋方面，需要的人力物力少，工期短，結(jié)構(gòu)自重輕等優(yōu)勢(shì)，受到橋梁工程設(shè)計(jì)者的青睞。

體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)屬于后張預(yù)應(yīng)力體系的分支，它對(duì)置于混凝土截面之外的預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，通過(guò)體外筋端部錨具和轉(zhuǎn)向塊將預(yù)應(yīng)力傳遞給混凝土結(jié)構(gòu)。相對(duì)于增加受力截面積的傳統(tǒng)被動(dòng)加固方法，體外預(yù)應(yīng)力加固梁不僅本身的重量增加較少，還能極大程度的改善橋梁原來(lái)的受力情況，進(jìn)而提升橋梁的耐久力、抗裂性和承載能力。與梁底增焊鋼筋的加固法相比，體外預(yù)應(yīng)力加固法不需要清鑿橋梁混凝土的保護(hù)層，對(duì)橋梁本身的損失較低，同時(shí)，在加固過(guò)程中基本不影響橋梁正常的交通運(yùn)行，因而經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。

2 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的構(gòu)造分析

體外預(yù)應(yīng)力是指由分布于受力構(gòu)件主體之外的鋼束張拉而產(chǎn)生的應(yīng)力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，僅需要在橋梁構(gòu)件本體內(nèi)設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束的錨固區(qū)域，而轉(zhuǎn)向塊則放在構(gòu)件體內(nèi)或體外都可以。體外預(yù)應(yīng)力體系主要包括漿體、管道、錨固區(qū)域以及轉(zhuǎn)向塊等部分。體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施加過(guò)程中，首先需要將斜筋和滑塊連接緊密，并將滑塊固定在斜筋的上面區(qū)域。在對(duì)水平拉桿進(jìn)行張拉過(guò)程中，橋梁地步兩個(gè)滑塊由于受到千斤頂?shù)耐屏ψ饔?，產(chǎn)生相向的滑動(dòng)，在滑動(dòng)的過(guò)程中，斜筋受力伸長(zhǎng)，此外滑塊和墊板之間會(huì)形成一個(gè)垂直方向的壓力和水平方面的摩擦力，水平筋在各個(gè)力的作用下最終達(dá)到控制值。其中斜筋形成的水平分力對(duì)橋梁施加一個(gè)偏心壓力，而斜筋形成的豎直分力則對(duì)橋梁施加一個(gè)負(fù)彎矩和負(fù)剪力。在這些預(yù)加壓力的共同作用下，橋梁內(nèi)部形成一定的抗力，這些抗力可以抵消部分外荷載形成的內(nèi)力，從而提升橋梁的承載能力。

而體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)受到活載作用時(shí)，梁體由于受力彎曲發(fā)生一定的形變，增加了水平筋拉力，同時(shí)斜筋對(duì)橋梁主體產(chǎn)生的正壓力以及對(duì)應(yīng)的摩擦阻力都會(huì)隨著活在作用發(fā)生變化。需要注意的是，各個(gè)拉桿內(nèi)力增量之間的平衡關(guān)系受到體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的構(gòu)造形式，尤其是滑塊構(gòu)造形式影響。

3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在加固橋梁中的應(yīng)用研究

3.1 體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的特點(diǎn)

(1)質(zhì)量檢測(cè)方便，在運(yùn)行過(guò)程中也可以對(duì)構(gòu)件進(jìn)行維修、養(yǎng)護(hù)。

(2)預(yù)應(yīng)力筋并沒(méi)有直接連接混凝土截面，因此，其施工較為方便，其施工質(zhì)量有保障。

(3)體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的束形較為簡(jiǎn)單，摩擦損失較小。

3.2 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的特點(diǎn)

(1)體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)具有明顯的加固效果，一方面能夠極大的提高橋梁的承載強(qiáng)度，另一方面還能增強(qiáng)橋梁的抗裂強(qiáng)度。

(2)該技術(shù)施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)交通的干擾較小，需要的人力物力投入低，工期短，極大的提高了工程經(jīng)濟(jì)效益。

(3)對(duì)橋梁的原結(jié)構(gòu)改變小，實(shí)現(xiàn)了不增加路面標(biāo)高的情況下，提高橋梁的承載力和耐壓力。

(4)防腐蝕效果顯著。

3.3 體外預(yù)應(yīng)力加固的適用條件

(1)適用于構(gòu)件正截面受彎出現(xiàn)承載力下降，或是正截面受拉力的地區(qū)鋼筋被腐蝕的情況。

(2)由于橋梁的抗彎曲韌性不夠，導(dǎo)致橋梁的撓度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，或是橋梁剛度不夠使得橋梁的受拉區(qū)出現(xiàn)大于設(shè)計(jì)允許的裂縫寬度的情況。

(3)橋梁的斜截面的承載能力不夠的情況也適合采用體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)。

4 預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在施工過(guò)程存在的問(wèn)題及對(duì)策

目前預(yù)應(yīng)力鋼材主要有預(yù)應(yīng)力鋼筋、矯直回火預(yù)應(yīng)力鋼絲、冷拉預(yù)應(yīng)力鋼絲、普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線低松弛預(yù)應(yīng)力鋇絲和低松馳鋼絞線等。其中，新一代預(yù)應(yīng)力鋼材低松弛鋼絞線憑借著施工方便、對(duì)施工工藝和設(shè)備要求較低，人力投入低以及性能優(yōu)越、使橋梁增加自重輕、美觀等優(yōu)勢(shì)，受到設(shè)計(jì)者的青睞，被廣泛的采用。

對(duì)于后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的防腐蝕以及預(yù)應(yīng)力筋和結(jié)構(gòu)混凝土之間共同作用的問(wèn)題，其通常采用的解決辦法是利用壓力灌漿方法將水泥漿充滿預(yù)應(yīng)力筋預(yù)埋孔道和各個(gè)預(yù)應(yīng)力筋間的空隙。如果后預(yù)應(yīng)力筋不是水平狀態(tài)，出現(xiàn)多跨度彎曲或是傾斜狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致水泥漿的泌水蒸發(fā)后，出現(xiàn)一個(gè)沒(méi)有水泥漿的空間，而在這個(gè)空間中的預(yù)應(yīng)力筋則會(huì)失去水泥漿的保護(hù)。由于高應(yīng)力狀態(tài)下的預(yù)應(yīng)力筋極容易受到腐蝕，從而導(dǎo)致該部分的預(yù)應(yīng)力筋被腐蝕，進(jìn)而出現(xiàn)斷面和缺損現(xiàn)象，降低預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的承受力，導(dǎo)致其安全性能減低，耐久性降低。由此可見(jiàn)，預(yù)應(yīng)力筋構(gòu)件的耐久性、安全性以及預(yù)應(yīng)力筋的防腐蝕性直接受到灌漿質(zhì)量的高低影響。因此，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力孔道灌漿施工過(guò)程，要重點(diǎn)解決一下問(wèn)題:應(yīng)力筋預(yù)埋孔道沒(méi)有充滿水泥，存在一定的空隙;水泥漿硬化之后由于其本身性能的影響，出現(xiàn)收縮，不能完全貼合孔道壁;水泥漿硬化之后的強(qiáng)度不符合工程需要。

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