论桥梁体外预应力加固技术应用分析(2)

3.3 竖向张拉法

竖向张拉法是采用在梁肋两侧对称布置预应力筋,一般在梁端肋侧锚固,在预应力筋中部竖直向上张拉,在梁肋底部用小横梁固定预应力。横梁的作用在于固定竖向张拉产生的钢筋预应力,根据具体情况,横梁可以设计成锚固于梁肋上不能滑动预应力筋的固定支点或可以在梁底活动的活动支点。

3.4 预弯梁法

以上三种方法,主要是解决梁下缘开裂的问题,有时为了防止梁上缘的开裂,可以采用预弯梁法。以下举例说明此种方法:某简支钢板梁桥,由于荷载的增大,需要改善钢板梁的受力状态并提高桥面板的刚度,前者采用体外预应力筋加固,后者采用增厚桥面板的方法解决,为了抵消体外索张拉后在桥面板内产生的拉应力,缓和新增桥面板混凝土的收缩引起的拉应力,在浇筑之前,先搭设支架将主梁顶起,待新浇桥面板达到一定强度后再落下支架,让桥面板在主梁的自重下产生一定的压应力。然后再张拉体外预应力筋,对钢板梁和桥面施加轴力和弯矩。

4 体外预应力加固施工工艺

体外预应力施工工艺主要流程为:施工方案编制→施工机具准备→转向器安装→体外索穿索→穿入限位装置→安装锚头→单根张拉体外索→防松装置及保护罩的安装→ 保护罩及锚头内灌注防腐油脂防护。

5 工程实例

某连续刚构桥梁建于80年代由于养护不当,汽车超载等因素,下缘混凝土破损,部分混凝土脱落,已出现纵向贯通裂缝,主钢筋已严重锈蚀。随着交通量的增长,桥面已出现下沉,偏差原来桥面设计标高。为了保证不长期中断交通经过研究分析,采用体外预应力的方法对桥梁进行加固。加固方案如图2。

图2 体外临时预应力索示意图

5.1 恢复桥面设计标高

恢复桥面高程就是通过体外预应力作用桥跨跨中,给桥面一个向上的作用力,使得桥梁跨中应受力反弹复位,抵消或减小桥面下沉挠度,使得桥面恢复到原来的设计标高。通过采用临时横向钢桁架体外预应力索来恢复桥面标高。当首先采用横向排架支撑、体外预应力索对桥梁标高临时实施校正,即在病害桥梁体外、跨中截面的下侧和支点截面的上侧架设横向预应力转向桁架,通过这个临时措施,把需使得桥面抬高的力转接给桥墩,方便高效,通过调整预应力的大小,逐步把桥面抬高到原来设计标高。

5.2 截面裂缝修补

由于交通量的增长和偶然荷载的撞击,使得桥截面出现裂缝。由于刚桥跨中下挠较大,桥面裂缝出现在墩顶范围内,而在跨中裂缝则出现在梁的底板、腹板及翼板上。采用高强度粘接剂,对裂缝实施灌浆封闭,而后再利为保证裂缝普查精确,使用专门的检查仪器(25倍读数显微镜)进行裂缝普查,然后封闭所有大于0.3mm的裂缝,插入压浆嘴将高分子材料压入并填充裂缝。对于L/4处的腹板斜裂缝,还应当采用钢板进行加强。

5.3 转向结构施工

由于在梁内施加体外预应力钢索,为减少对原桥的破坏,,即根据加固设计要求确定体外预应力索固定点,以满足受力要求并确保施工质量,钢结构形成骨架后,将用两钢板将钢制构件之间浇筑钢纤维混凝土填实。同时遵照"墩顶靠上,转向贴底"为原则,将转向钢管经过试安定位,所有铁件外露部分需作环氧树脂防腐。

5.4 加固效果分析

由实践和数据证明,体外预应力是一种有效的加固技术,效果明显,同时还具有良好的防腐性及抗疲劳抗裂性。体外预应力受力图式安全可靠,并且在后期管理中易检查和更换,方便维修及调整索力。体外预应力能够较大幅度地提高旧桥承载能力,同时施工时可不中断交通或短时间限制交通。施工时所需的人力物力少、工期短,经济效益明显,不影响对结构物损伤小,不影响净空和标高,是一种理想的加固方法。

结语

随着社会发展, 在今后的若干年里, 会有越来越来多的旧建筑物有可能出现工程质量事故问题, 需要维修和加固。建筑物维修、改造和加固的费用将逐步增加。体外预应力加固技术施工简单, 加固效果良好, 定能得到极大的应用与发展。

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