隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，公路網(wǎng)已基本形成，但公路網(wǎng)中部分橋梁抗震性能不良、承載力不足，施工不規(guī)范，影響其安全性和使用功能，需采用加固措施提高承載力以適應(yīng)交通需要，因此，舊橋加固將是橋梁工程界一個非常迫切的任務(wù)。體外頂應(yīng)力是一種有效的橋梁加固方法，簡單易行，不影響行車，受力途徑明確，能顯著提高結(jié)構(gòu)承載力和抗裂度，有效改善結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)。

1體外索加固橋梁設(shè)計方法

為了滿足加固后舊橋承載力的需要，體外索一般采用折線形，同時滿足梁正截面抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度的要求。體外索材料一般由無粘結(jié)鋼絞線、粗鋼筋與槽鋼組合而成。體外索加固橋梁受彎構(gòu)件時，可按偏心構(gòu)件驗算粱的承載力，按無粘結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，認(rèn)為截面受彎破壞時，梁內(nèi)的非預(yù)應(yīng)力鋼筋達(dá)到屈服，而預(yù)應(yīng)力鋼筋達(dá)不到極限強(qiáng)度，驗算使用階段的應(yīng)力及結(jié)構(gòu)的變形；按加勁粱組合結(jié)構(gòu)分別對其受力和使用性能進(jìn)行分析。在正使用極限狀態(tài)的各項指標(biāo)計算時，按整體變形協(xié)調(diào)條件計算在外載作用下預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力量。

2橋梁加固設(shè)計實例

某大橋為平均跨距為13m的鋼筋混凝土T型粱橋，原設(shè)計荷載為汽-10級、拖-60。由于船體的撞擊，下緣混凝土破損，部分混凝土脫落，已出現(xiàn)縱向貫通裂縫，主鋼筋已嚴(yán)重銹蝕。加固時，首先鑿除松散混凝土，用鋼絲刷清銹處理，采用掛模澆筑C40混凝土修補(bǔ)完整，然后施加體外預(yù)應(yīng)力加固，加固后橋梁承載能力耍求提高到汽15級。

T型主粱翼緣寬178cm，翼緣厚300px，梁肋寬I200px，受拉Ⅱ級，鋼筋面積為44.675px2，采用C25混凝土，支點距轉(zhuǎn)向塊為4500px，轉(zhuǎn)向塊的間距為21000px，端錨固點距轉(zhuǎn)向塊為150cm，中心軸距粱上邊緣為19.14 cm，中心軸距梁下邊緣為60.86cm，為端錨固點至中心軸距離，為轉(zhuǎn)向塊至中心軸距離每片T型梁配置4根無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，共16根。為了使每片梁受力均勻，采用兩端分2次張拉，固定端與張拉端交叉布置預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉控制應(yīng)力為855MPa，有效預(yù)應(yīng)力為62215Mpa。

加固后橋梁，采用前軸為55kN、后軸為155kN，兩輛載重汽車進(jìn)行現(xiàn)場荷載試驗。

主梁跨中撓度為543mm，滿足橋梁規(guī)范要求靜活載撓度不超過(1／600)L的要求，校驗系數(shù)滿足0.6-0.9舊橋鑒定的要求。結(jié)構(gòu)具有足夠的抗彎剛度，達(dá)到汽-15荷載標(biāo)準(zhǔn)作用的使用要求。

數(shù)據(jù)表明：施加預(yù)應(yīng)力，使主粱的上邊緣混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力和下邊緣混凝土產(chǎn)生壓應(yīng)力，則上邊緣混凝土總壓應(yīng)力值與下邊緣混凝土總拉應(yīng)力值都減小。鋼筋的校驗系數(shù)滿足0.4-0.8舊橋鑒定的要求。采用體外預(yù)應(yīng)力加固后，從加固前汽-10級荷載提高到加固后汽-15級荷載標(biāo)準(zhǔn)，加固效果是非常顯著。

荷載試驗表明：在汽-15荷載標(biāo)準(zhǔn)作用下，加固后橋梁的抗彎承載能力系數(shù)為1.51，達(dá)到加固要求，該加固方法是可行的。

3施工過程

3.1鉆孔與碳纖維粘貼

在T型粱的腹扳鉆孔洞時，避開粱中受力鋼筋。洞口周圍粘貼了750px×750px碳纖維，以增強(qiáng)混凝土的局部抗壓能力。

3.2穿索與預(yù)應(yīng)力張拉

首先對每根無粘結(jié)鋼絞線貼上編號標(biāo)簽，逐根將鋼絞線穿入鋼栓孔洞中，并調(diào)整至最佳位置，然后安裝錨杯和夾片外螺母，將千斤頂和張拉配件安裝就位，最后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

張拉過程采用以張拉力控制為主，伸長值校驗的方法。初應(yīng)力時量取千斤頂活塞的伸長量l1張拉達(dá)20%con時再量取千斤頂活塞的伸長量l2，二者之差為鋼索的實際推算伸長量。張拉應(yīng)力達(dá)100%con，再量取千斤頂活塞的伸長量l3，l3與l1之差為鋼索的實際張拉伸長量。實際張拉伸長量與實際推算伸長量之差，與理論伸長相比誤差不超過+10%，-5%。

注：粱1#1為1#粱張拉第一根預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其他以此類推。

頂應(yīng)力張拉的理論伸長量計算拄規(guī)范要求進(jìn)行，采用平均張拉應(yīng)力法即，式中，F(xiàn)p為平均張拉力，L，Ap，Ep分別為預(yù)應(yīng)力鋼絞線計算長度、面積和彈性模量

單根鋼絞線的張拉力分別為120kN（2片中梁）、100kN（2片邊粱），初應(yīng)力取張拉力的I0%，即分別為12 kN，10kN。

4結(jié)束語

1)綜上所述，體外索加固法是在使用過程中，具有加固、卸載及減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力的作用，值得推廣應(yīng)用。

2)體外預(yù)應(yīng)力加固法，加固后能達(dá)到荷載標(biāo)準(zhǔn)，加固效果是非常顯著。

3)體外索加固法有效改善了主梁在正常使用階段的工作性能，裂縫寬度變窄，撓度明顯減小。

當(dāng)前名稱：路橋工程體外加固技術(shù)淺析
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