路桥施工中加固技术的使用之我见
2015-06-09
一、体外索加固桥梁设计方法
1．理论
为了满足加固后旧桥承载力的需要，体外索一般采用折线形，同时满足梁正截面抗弯强度和抗剪强度的要求。体外索材料一般由无粘结钢绞线、粗钢筋与槽钢组合而成。体外索布置（如图1）所示。体外索加固桥梁受弯构件时，可按偏心构件验算梁的承载力；按无粘结部分预应力混凝土结构，认为截面受弯破坏时，梁内的非预应力钢筋达到屈服，而预应力钢筋达不到极限强度，验算使用阶段的应力及结构的变形；按加劲梁组合结构分别对其受力和使用性能进行分析。在正使用极限状态的各项指标计算时，按整体变形协调条件计算在外载作用下预应力筋的应力增量。
摘 要：随着我国交通事业蓬勃发展，公路路桥出现严重破损，承载能力下降。我国公路桥梁界的广大工程技术人员对公路路桥加固技术进行了大量的研究工作，并提出了许多切实可行的加固方法。实践证明，采用这种加固技术可大大提高公路路桥的承载能力，具有应用和推广价值。本文对体外预应力加固技术在桥梁中的施工方法作了简要的分析，以供参考。
关键词：路桥施工；体外预应力；技术加固；设计实例
一、体外索加固桥梁设计方法
1．理论
为了满足加固后旧桥承载力的需要，体外索一般采用折线形，同时满足梁正截面抗弯强度和抗剪强度的要求。体外索材料一般由无粘结钢绞线、粗钢筋与槽钢组合而成。体外索布置（如图1）所示。体外索加固桥梁受弯构件时，可按偏心构件验算梁的承载力；按无粘结部分预应力混凝土结构，认为截面受弯破坏时，梁内的非预应力钢筋达到屈服，而预应力钢筋达不到极限强度，验算使用阶段的应力及结构的变形；按加劲梁组合结构分别对其受力和使用性能进行分析。在正使用极限状态的各项指标计算时，按整体变形协调条件计算在外载作用下预应力筋的应力增量。
σL 为汽车荷载产生的应力；σp 为预应力产生的应力；σ为总应力。由表2、表3 数据表明：施加预应力，使主梁的上边缘混凝土产生拉应力和下边缘混凝土产生压应力，则上边缘混凝土总压应力值与下边缘混凝土总拉应力值都减小。钢筋的校验系数满足0.4-0.8 旧桥鉴定的要求。采用体外预应力加固后，从加固前汽-10 级荷载提高到加固后汽- 15 级荷载标准，加固效果是非常显著。
σL 为汽车荷载产生的应力；σp 为预应力产生的应力；σ为总应力。施加预应力，使主梁的上边缘混凝土产生拉应力和下边缘混凝土产生压应力，则上边缘混凝土总压应力值与下边缘混凝土总拉应力值都减小。钢筋的校验系数满足0.4-0.8 旧桥鉴定的要求。采用体外预应力加固后，从加固前汽-10 级荷载提高到加固后汽- 15 级荷载标准，加固效果是非常显著。荷载试验表明：在汽- 15 荷载标准作用下，加固后桥梁的抗量取千斤顶活塞的伸长量l1 张拉达20%σcon 时再量取千斤顶活塞的伸长量l2，二者之差为钢索的实际推算伸长量。张拉应力达100%σcon，再量取千斤顶活塞的伸长量l3，l3 与l1 之差为钢索的际张拉伸长量。实际张拉伸长量与实际推算伸长量之差，与理论伸长相比误差不超过+10%，-5%。
式中，Fp 为平均张拉力；L，Ap，Ep 分别为预应力钢绞线计算长度、面积和弹性模量单根钢绞线的张拉力分别为120kN（2 片中梁）、100kN（2 片边梁）；初应力取张拉力的10%，即分别为12kN，10kN。由表4、表5 数据可以看出，张拉时，跨中向上挠度实测值与理论计算值吻合较好，说明理论计算的正确和施工质量的可靠。
四、施工总结
1．防松套
本加固工程体外预应力索锚固体系中采用的是单孔夹片式锚具，设计控制索力为100kn，120kn，属于较小的张拉吨位。由于桥梁长期承受较大振动荷载，疲劳作用会引起锚具中的夹片放松，甚至导致锚具失锚。为防止此类事故发生，本工程采用了夹片防松装置――防松套。同时，在防松套与锚具夹片之间放置弹簧垫圈，使防松套对三夹片均匀施力，并起减振作用。
2．钢销栓和转向块
钢销栓和转向块是本次加固工程中的最关键构件之一，转向块设计与施工必须符合以下要求：
（1）满足张锚体系锚固及传力的功能要求。转向块由钢板焊接而成，保证有效传递预应力。
（2）结构混凝土局部承压承载能力。对体外索实施预应力张拉后，在索力作用下，销栓对混凝土孔壁具有拉索方向的挤压力，销栓的尺寸要与混凝土洞口尺寸、混凝土强度等级相符合，以满足混凝土的局部承压要求。
（3）锚下栓体钢材的局部承压承载能力。在索力作用下，锚具的锚环将对钢栓产生挤压力，应在锚下栓体表面加工合理的平面，此平面既要保证锚具稳定受力，又要保证与体外索垂直。
（4）销栓应有足够的抗弯、抗剪承载能力和抗变形能力。其剪切变形和弯曲变形尽量小，确保锚环安装牢固后能够与预应力索的索力方向相协调。
3．张锚体系的保护
选用无粘结钢绞线作为体外预应力索，外裹油脂和塑料护套可起到保护预应力索的作用，具有一定的耐久性.张锚体系两端的锚具和防松套采用玻璃丝布缠包油脂的方法加以保护。
