论桥梁体外预应力加固技术的应用

　　摘 要：在经济建设和科学技术发展迅速的当下，预应力技术在桥梁施工中的应用越来越广泛，但是由于预应力张拉施工工艺复杂，专业性较强，在实际施工中出现许多质量问题。本文结合工程实例，主要阐述预应力技术在桥梁施工中的应用，介绍了其在工程应用中的优缺点， 以供参考借鉴。 

　　关键词：桥梁加固；施工技术；预应力；设计 

　　1 引言 

　　体外预应力筋布置在截面外，孔道防腐材料灌注质量容易检查，防腐质量可以得到保证，避免了体内布筋时腹板中由于波纹管较密，腹板不易振实的缺点，质量容易保证。可随时检查力筋状态，补拉应力损失，甚至替换失效钢束，可以全梁加固，也可局部加固。它不仅可以用来改善梁的受弯性能，还可以用来改善构件抗剪性能。因此，体外预应力技术是一种高效、经济且施工方便的结构形式，具有极大的发展前景。 

　　2 预应力加固桥梁施工技术案例 

　　2.1 连续箱梁桥 

　　2.1.1 工程概况 

　　某跨线桥全桥长748.4m，分为左右幅，每幅25跨4联，跨径组合为：左幅（29.88m+7×29.87m）+（20.63m+4×29.87m）+（6×29.87m）+（3×29.87m+29.88m+29.88m+29.91m）；右幅（30.12m+5×30.13m）+（6×30.13m）+（20.81m+6×30.13m）+（4×30.13m+30.12m+30.11m），标准跨为30m，论文格式上部结构采用部分预应力混凝土连续箱梁，为双幅单箱单室。桥梁下部结构为独柱与双柱式桥墩，钻孔灌注桩基础，桥台为肋板埋置式桥台，伸缩缝在中墩处采用SSF-160B型橡胶伸缩缝，桥台采用ABOSD-125橡胶伸缩缝。该桥设计荷载为：汽-超20级，挂-120级。 

　　2.1.2 加固前主要病害 

　　1）主要病害为桥梁体跨中、以及桥墩顶部位出现竖向裂缝，并且还有个别的墩顶附近会出现斜向裂缝。 

　　2）梁体局部有露筋、锈蚀等现象；梁体有局部破损及划痕。 

　　3）箱梁底板1/4跨—3/4跨横向裂缝与腹板竖向贯通裂缝有明显的发展，数量增加、宽度及长度增大，为“L”、“U”形裂缝。 

　　4）箱梁内部顶板也出现多条纵向裂缝与网裂。 

　　2.1.3 病害原因分析 

　　造成上述病害的主要原因主要是交通量过大、超载车多，使桥梁长期处于超负荷工作状态，结构承载能力不够；其次，原设计承载力对目前交通量的发展估计不足。 

　　2.1.4 体外索加固设计要点 

　　1）箱梁腹板两侧加厚并设置小股预应力束N1（7φs15.2）、N2（5φs15.2），边跨箱梁内腹板增设N3（7φs15.2）束，以提高正弯矩区极限承载能力，增加结构预应力度，具体布置如图1所示。 

　　图1 腹板加厚并设置小股预应力束布置图（cm） 

　　2）箱梁墩顶区桥面铺装层内设置小股预应力束（2φs15.2），以提高墩顶负弯矩区的抗弯承载能力及压应力储备，具体布置如图2、3所示。 

　　图2 负弯矩区预应力横断面图（cm） 

　　图3 负弯矩区预应力纵断面图（cm） 

　　2.1.5 体外预应力索加固效果 

　　荷载试验结果表明，试验效率系数满足规范规定要求，试验结果可用于评定；结构在卸载后基本能够恢复变形，相对残余变形和相对残余应变均小于20%，满足规范要求，说明加固后结构处于弹性工作状态；通过加固前后对比分析，说明结构刚度有明显提高。 

　　通过试验结果分析，腹板两侧张拉预应力钢束后，跨中截面的应力状况有明显改善；墩顶张拉预应力钢束后，墩顶截面应变有较明显的改善，截面应力状况得到较大改善。 

　　2.2 T型刚构桥 

　　2.2.1 工程概况 

　　某大桥桥梁为混凝土T梁桥，总长2024.321m，桥宽14.84m，桥跨组合为：10×16m+3×30m+（55m+80m+55m）+23×30m+（65m+2×100m+65m）+10×30m+16×16m。加固工程主要对该大桥两处T构进行维修加固：（55m+80m+55m）双T构带挂梁；（65m+2×100m+65m）三T构带挂梁。 

　　2.2.2 加固前主要病害 

　　1）T构箱梁内部腹板均有斜裂缝，裂缝距离悬臂端2.5～13m，缝宽在0.2mm左右，其中80mT构腹板斜裂缝宽度达到0.25mm，均属受力裂缝； 

　　2）T构箱梁内部顶板存在大量继续开展、宽度在0.15mm左右的纵向裂缝，分布密度大，且有新裂缝发展； 

　　3）100m跨T构箱梁内部靠近端横隔板6m处腹板有3个锚头外露锈蚀，27号墩南侧T构箱梁右室顶板有一处钢绞线外露锈蚀； 

　　4）41、42号T构桥端船撞后混凝土破损面积较大，42号T构有露筋及穿孔现象； 

　　5）T构箱梁悬臂端有较为明显下挠变形。