1、路橋工程體外加固技術(shù)的探討0前言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)展,大路網(wǎng)已基本形成,但大路網(wǎng)中部分橋梁抗震性能不良、承載力不足,施工不規(guī)范，影響其平安性和使用功能,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(gè)十分迫切的任務(wù).體外預(yù)應(yīng)力是一種有效的橋梁加固方法,容易易行,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(jì)方法1.1理論為了滿意加固后舊橋承載力的需要,體外索一般采用折線形,同時(shí)滿意梁正截面抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度的要求.體外索材料一般由無(wú)粘結(jié)鋼絞線、粗鋼筋與槽鋼組合而成。體外索布置(如圖1)所示.體外索加固橋梁受彎構(gòu)件時(shí)

2、,可按偏心構(gòu)件驗(yàn)算梁的承載力;按無(wú)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(shí),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(yàn)算使用階段的應(yīng)力及結(jié)構(gòu)的變形;按加勁梁組合結(jié)構(gòu)分離對(duì)其受力和使用性能舉行分析.在正使用極限狀態(tài)的各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算時(shí),按整體變形協(xié)調(diào)條件計(jì)算在外載作用下預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力氣。2橋梁加固設(shè)計(jì)實(shí)例某大橋?yàn)槠骄缇酁?3m的鋼筋混凝土T型梁橋,原設(shè)計(jì)荷載為汽-10級(jí)、拖-60.因?yàn)榇w的撞擊,下緣混凝土破損,部分混凝土脫落,已消失縱向貫穿裂縫,主鋼筋已嚴(yán)峻銹蝕.加固時(shí),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

3、承載能力要求提高到汽15級(jí)。T型主梁翼緣寬178cm,翼緣厚12cm,梁肋寬18cm,受拉級(jí),鋼筋面積為44.27cm,采用C25混凝土,體外索布置如圖1所示,支點(diǎn)距轉(zhuǎn)向塊為180cm,轉(zhuǎn)向塊的間距為840cm,端錨固點(diǎn)距轉(zhuǎn)向塊為150cm,中心軸距梁上邊緣為19.14cm,中心軸距梁下邊緣為60.86cm,為端錨固點(diǎn)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(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線,共16根.為了使每片梁受力勻稱,采用兩端分2次張拉,固定端與張拉端交錯(cuò)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

4、汽車舉行現(xiàn)場(chǎng)荷載實(shí)驗(yàn)。由表1數(shù)據(jù)表明主梁跨中撓度為5.43mm,滿意橋梁規(guī)范要求靜活載撓度不超過(guò)(1/600)L的要求,校驗(yàn)系數(shù)滿意0.60.9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,使主梁的上邊緣混凝土產(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(yàn)系數(shù)滿意0.40.8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(jí)荷載提高到加固后汽-15級(jí)荷載標(biāo)準(zhǔn),加固效果是十分顯著。荷載實(shí)驗(yàn)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

5、是可行的。3施工過(guò)程3.1鉆孔與碳纖維粘貼在T型梁的腹板鉆孔洞時(shí),避免梁中受力鋼筋.洞口四周粘貼了30cm30cm碳纖維,以增加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(duì)每根無(wú)粘結(jié)鋼絞線貼上編號(hào)標(biāo)簽,逐根將鋼絞線穿入鋼栓孔洞中,并調(diào)節(jié)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,最后舉行預(yù)應(yīng)力張拉。張拉程序:010%con(讀初始伸長(zhǎng)值并作張拉程序:010%(測(cè)量伸長(zhǎng)值l3作記錄）con(測(cè)量伸長(zhǎng)值l3并作記錄)卸荷至零.采用一端張拉法對(duì)鋼絞線在梁兩側(cè)各一根舉行對(duì)稱張拉.張拉時(shí),采用張拉力和預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)量雙重控制.張拉過(guò)程中,跟蹤觀測(cè)每片主梁的跨中撓度和裂縫閉合狀況

6、。張拉過(guò)程采用以張拉力控制為主,伸長(zhǎng)值校驗(yàn)的方法.初應(yīng)力時(shí)量取千斤頂活塞的伸長(zhǎng)量l1張拉達(dá)20%con時(shí)再量取千斤頂活塞的伸長(zhǎng)量l2,二者之差為鋼索的實(shí)際推算伸長(zhǎng)量.張拉應(yīng)力達(dá)100%con,再量取千斤頂活塞的伸長(zhǎng)量l3,l3與l1之差為鋼索的實(shí)際張拉伸長(zhǎng)量.實(shí)際張拉伸長(zhǎng)量與實(shí)際推算伸長(zhǎng)量之差,與理論伸長(zhǎng)相比誤差不超過(guò)+10%,-5%.注：梁1#1為1#梁張拉第一根預(yù)應(yīng)力鋼絞線,其他以此類推.預(yù)應(yīng)力張拉的理論伸長(zhǎng)量計(jì)算按規(guī)范要求舉行,采用平均張拉應(yīng)力法即式中,Fp為平均張拉力;L,Ap,Ep分離為預(yù)應(yīng)力鋼絞線計(jì)算長(zhǎng)度、面積和彈性模量單根鋼絞線的張拉力分離為120kN(2片中梁)、100kN(2片邊梁);初應(yīng)力取張拉力的10%,即分離為12kN,10kN.由表4、表5數(shù)據(jù)可以看出,張拉時(shí),跨中向上撓度實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值吻合較好,說(shuō)明理論計(jì)算的正確和施工質(zhì)量的牢靠。4結(jié)束語(yǔ)1)綜上所述，體外索加固法是在使用過(guò)程中,具有加固、卸載及減