橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固的施工技術(shù)
2015-07-09
目前我國經(jīng)濟(jì)在飛速發(fā)展，公路網(wǎng)大體建立，但公路網(wǎng)中一些橋梁還存在很多不足，比如承載力以及抗震性較弱，因老化和破損而承載力不足等，這嚴(yán)重不利于安全使用，因此必須通過加固手段加強(qiáng)承載力以滿足交通要求。對(duì)舊橋進(jìn)行加固是目前橋梁工程領(lǐng)域急需完成的工作。體外預(yù)應(yīng)力能大幅提高舊橋承載力，且設(shè)備簡(jiǎn)單，施工快捷，經(jīng)濟(jì)效果好，不影響交通，對(duì)原橋結(jié)構(gòu)，損傷小，是一種有效的加固方法。
1實(shí)例簡(jiǎn)況
有一單跨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的T型梁橋，橫向4片T梁，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為13米，以前設(shè)計(jì)規(guī)定的荷載是拖-60以及汽-10級(jí),多年使用后由于老化及過載出現(xiàn)一些混凝土發(fā)生脫落且形成程度不一的裂縫,此外主鋼筋也被大大損壞。擬加固后汽車荷載等級(jí)提高到汽-15級(jí)。
2施工方法
首先將不緊密的混凝土去除，再通過鋼絲刷徹底清理銹，使用掛模及C40混凝土進(jìn)行澆筑并修補(bǔ)齊全,然后通過增加一定的體外預(yù)應(yīng)力筋實(shí)施加固。關(guān)于T型主梁，其翼緣厚度與寬度分別為12cm以及178cm,而梁肋具有18cm的寬度,受拉主鋼筋級(jí)別是Ⅱ級(jí),鋼筋面積合計(jì)達(dá)到了44.272cm, 轉(zhuǎn)向塊L3和支點(diǎn)之間的距離是180cm,轉(zhuǎn)向塊之間的間距L2達(dá)到了840cm,轉(zhuǎn)向快L1和端錨固點(diǎn)之間的距離是150cm,梁上以及梁下邊緣yOu及y0d與中心軸之間的距離分別是19.14cm以及60.86cm，T型梁要和沒有粘結(jié)作用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線結(jié)合使用，每片T梁需要4根鋼絞線,鋼絞線合計(jì)有16根,為了使全部梁均勻受力,對(duì)兩端分別張拉，及張拉端和固定端相互交替。其張拉控制應(yīng)力要維持在855MPa。
3施工過程
3.1碳纖維和鉆孔之間的粘貼
關(guān)于T型梁，在對(duì)其腹板鉆孔進(jìn)行施工時(shí)要避免損壞鋼筋，這就必須在洞口附近粘貼大小為30cm×30cm的碳纖維,這有利于混凝土結(jié)構(gòu)承載力的增強(qiáng)，避免一些結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題的發(fā)生。
3.2預(yù)應(yīng)力和穿索之間的張拉
施工人員要以無粘結(jié)鋼絞線的實(shí)際情況為依據(jù)做好標(biāo)簽,接著在鋼栓孔洞內(nèi)依次放入鋼絞線，使鋼絞線的具體所在處和要求一致。然后安裝妥當(dāng)夾片外螺母以及錨杯,使用千斤頂作為結(jié)構(gòu)的支撐后操作結(jié)束，使用千斤頂開展預(yù)應(yīng)力張拉的操作。
張拉過程:首先是0%到10%σcon，其次是10%到100%σcon (持荷5分鐘)，再次是100%σcon 錨固，對(duì)梁兩側(cè)的鋼絞線開展對(duì)稱張拉,在進(jìn)行張拉時(shí)要對(duì)張拉力以及伸長量進(jìn)行雙重控制，與此同時(shí)要緊密觀察橋梁結(jié)構(gòu)以避免異常情況。
控制張拉過程的關(guān)鍵就是張拉力，要使用相關(guān)的應(yīng)力檢測(cè)方法。關(guān)于千斤頂活塞，初應(yīng)力時(shí)其伸長量l1張拉只有實(shí)現(xiàn)了20%σcon后才能量取其伸長量l2,然后計(jì)算出二者差異就屬于鋼索的真實(shí)預(yù)計(jì)伸長量，通常來說，測(cè)量數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)二者的差異范圍是+10%以及-5%，預(yù)應(yīng)力張拉記錄見表1。（建議將理論伸長都該為54cm，梁1"數(shù)值均改動(dòng)）
FpLp/ApEp=ΔL,其中預(yù)應(yīng)力鋼絞線面積，彈性模量以及長度分別由Ap ，Ep以及L表示；平均張力由Fp表示。關(guān)于單根鋼絞線，其張拉力為120kN；可以將剛開始時(shí)的應(yīng)力規(guī)定為張拉力10%,也就是12kN。參照以上數(shù)據(jù)可以看出，其理論與實(shí)測(cè)值基本相符，這意味著得出的數(shù)據(jù)和實(shí)際一致。
4效果試驗(yàn)
橋梁加固完成后采用前后軸分別為55kN以及155kN的載重汽車,兩輛載重汽車要在現(xiàn)場(chǎng)開展荷載試驗(yàn), 圖1是其現(xiàn)場(chǎng)布置圖。要對(duì)鋼筋，混凝土應(yīng)力以及主梁跨中撓度進(jìn)行認(rèn)真分析，盡可能使加固效果符合規(guī)定。表2～表3是一些實(shí)測(cè)結(jié)果。
橋梁加固完成后采用前后軸分別為55kN以及155kN的載重汽車,兩輛載重汽車要在現(xiàn)場(chǎng)開展荷載試驗(yàn), 后軸布置于跨中，要取得鋼筋，混凝土應(yīng)力以及主梁跨中撓度的加載數(shù)值，以檢驗(yàn)加固效果是否符合規(guī)定。從表格數(shù)據(jù)可以看出，主梁跨中撓度達(dá)到了5.43mm,滿足橋梁施工要求的靜活載撓度必須控制在(1/600)L范圍中的規(guī)定,校驗(yàn)系數(shù)η也滿足了0.6～0.9也就是舊橋規(guī)定, ,符合汽-15荷載規(guī)定。
