桥梁体外预应力加固的施工技术
2015-07-09
目前我国经济在飞速发展，公路网大体建立，但公路网中一些桥梁还存在很多不足，比如承载力以及抗震性较弱，因老化和破损而承载力不足等，这严重不利于安全使用，因此必须通过加固手段加强承载力以满足交通要求。对旧桥进行加固是目前桥梁工程领域急需完成的工作。体外预应力能大幅提高旧桥承载力，且设备简单，施工快捷，经济效果好，不影响交通，对原桥结构，损伤小，是一种有效的加固方法。
1实例简况
有一单跨钢筋混凝土结构的T型梁桥，横向4片T梁，标准跨径为13米，以前设计规定的荷载是拖-60以及汽-10级,多年使用后由于老化及过载出现一些混凝土发生脱落且形成程度不一的裂缝,此外主钢筋也被大大损坏。拟加固后汽车荷载等级提高到汽-15级。
2施工方法
首先将不紧密的混凝土去除，再通过钢丝刷彻底清理锈，使用挂模及C40混凝土进行浇筑并修补齐全,然后通过增加一定的体外预应力筋实施加固。关于T型主梁，其翼缘厚度与宽度分别为12cm以及178cm,而梁肋具有18cm的宽度,受拉主钢筋级别是Ⅱ级,钢筋面积合计达到了44.272cm, 转向块L3和支点之间的距离是180cm,转向块之间的间距L2达到了840cm,转向快L1和端锚固点之间的距离是150cm,梁上以及梁下边缘yOu及y0d与中心轴之间的距离分别是19.14cm以及60.86cm，T型梁要和没有粘结作用的预应力钢绞线结合使用，每片T梁需要4根钢绞线,钢绞线合计有16根,为了使全部梁均匀受力,对两端分别张拉，及张拉端和固定端相互交替。其张拉控制应力要维持在855MPa。
3施工过程
3.1碳纤维和钻孔之间的粘贴
关于T型梁，在对其腹板钻孔进行施工时要避免损坏钢筋，这就必须在洞口附近粘贴大小为30cm×30cm的碳纤维,这有利于混凝土结构承载力的增强，避免一些结构质量问题的发生。
3.2预应力和穿索之间的张拉
施工人员要以无粘结钢绞线的实际情况为依据做好标签,接着在钢栓孔洞内依次放入钢绞线，使钢绞线的具体所在处和要求一致。然后安装妥当夹片外螺母以及锚杯,使用千斤顶作为结构的支撑后操作结束，使用千斤顶开展预应力张拉的操作。
张拉过程:首先是0%到10%σcon，其次是10%到100%σcon (持荷5分钟)，再次是100%σcon 锚固，对梁两侧的钢绞线开展对称张拉,在进行张拉时要对张拉力以及伸长量进行双重控制，与此同时要紧密观察桥梁结构以避免异常情况。
控制张拉过程的关键就是张拉力，要使用相关的应力检测方法。关于千斤顶活塞，初应力时其伸长量l1张拉只有实现了20%σcon后才能量取其伸长量l2,然后计算出二者差异就属于钢索的真实预计伸长量，通常来说，测量数据与真实数据二者的差异范围是+10%以及-5%，预应力张拉记录见表1。（建议将理论伸长都该为54cm，梁1"数值均改动）
FpLp/ApEp=ΔL,其中预应力钢绞线面积，弹性模量以及长度分别由Ap ，Ep以及L表示；平均张力由Fp表示。关于单根钢绞线，其张拉力为120kN；可以将刚开始时的应力规定为张拉力10%,也就是12kN。参照以上数据可以看出，其理论与实测值基本相符，这意味着得出的数据和实际一致。
4效果试验
桥梁加固完成后采用前后轴分别为55kN以及155kN的载重汽车,两辆载重汽车要在现场开展荷载试验, 图1是其现场布置图。要对钢筋，混凝土应力以及主梁跨中挠度进行认真分析，尽可能使加固效果符合规定。表2～表3是一些实测结果。
桥梁加固完成后采用前后轴分别为55kN以及155kN的载重汽车,两辆载重汽车要在现场开展荷载试验, 后轴布置于跨中，要取得钢筋，混凝土应力以及主梁跨中挠度的加载数值，以检验加固效果是否符合规定。从表格数据可以看出，主梁跨中挠度达到了5.43mm,满足桥梁施工要求的静活载挠度必须控制在(1/600)L范围中的规定,校验系数η也满足了0.6～0.9也就是旧桥规定, ,符合汽-15荷载规定。
