公路橋梁工程應急加固中新型預應力技術的實踐應用
2015-05-29
在公路使用的過程中，由于多種因素的影響，需要對處于“差”工作狀態(tài)的橋梁進行應急加固處理，而由于應急加固處理工程本身的特殊性，在選擇加固技術時，不僅需要考慮技術本身的使用性能，還需要考慮到技術的便捷性，要求在不中斷交通的情況下，選擇能夠達到加固效果的技術。
一、預應力高強鋼絲繩抗彎加固技術
1、技術簡介
預應力高強鋼絲繩抗彎加固技術是通過在將錨具安裝在梁板兩端底部，再在錨具上張拉已安裝成功的高度低松弛預應力鋼絲繩，從而增強結構抗彎性能，達到加固混凝土結構的加固方法，是一種主動抗彎加固方法。該技術通過對材料的合理應用，能夠解決增大截面加固、粘鋼加固等常用加固方法的工期長、施工繁瑣、增加結構自重等技術缺點，實現(xiàn)對混凝土梁的主動式抗彎加固，大幅度提高混凝土梁開裂荷載和最大承載力，同時延性較好，且對原有結構影響小，二次受力構件加固效果明顯，同時施工成本更低，在各類橋梁應急加固中有著廣闊的應用前景。
2、技術施工工藝
該技術是利錨固于梁底的鋼絲繩的拉力傳遞到待加固混凝土上，從而提高混凝土梁的抗彎承載力，在施工中必須鋼絲繩的錨固必須十分可靠，其施工工藝如下：
制作端部錨具→固定端部錨座→預應力鋼絲繩下料與擠壓錨頭制作→開鑿板端部槽口→端部槽口灌注端部錨固砂漿→張拉與錨固預應力鋼絲繩→澆注端部錨固砂漿和底部防護砂漿
3、施工技術要點
制作端部錨具時需綜合考慮鋼絲繩數(shù)、鋼絲繩直徑、其承載的拉力荷載及焊需要等，錨具外側為開口形式，開口寬一般較鋼絲繩直徑寬0.04mm，深度以有效錨固鋼絲繩為宜，錨具的厚度、寬度和長度則分別以焊接需要、受拉力所需強度和梁底寬度確定；固定錨座前，根據設計相關要求對梁底板進行測量放線，確定錨具中心線位置，根據中心線位置進行刻槽后，將刻槽位置打磨成粗糙平面，鉆孔并植入全螺紋螺桿。使用黏鋼膠涂抹在錨固鋼板結合面和混凝土表面，在預定位置黏結鋼板并固定，確保結構膠達到設計強度、鋼板黏貼牢固后可進行下一工序；根據端部錨具間間距和鋼絲繩工作應力計算預估預應力鋼絲繩下料長度，使用同一規(guī)格鋼絲繩在無應力狀態(tài)下進行現(xiàn)場測量后，確定鋼絲繩精確下料長度。按照設計規(guī)格制作擠壓錨頭后，將鋼絲繩穿入錨頭內孔，進行強力擠壓，使其與鋼絲繩成為一體，擠壓錨頭示意如下圖1所示：
圖1 擠壓錨頭示意圖
按照設計要求，測量放線確定端部錨具在梁板上的中心位置后，沿跨度方向鑿出端部槽口，深度與混凝土保護層厚度大致相同；對端部槽口進行鑿毛、清理，使用高強度、粘結性能耗的高性能砂漿灌注端部槽口，保持砂漿面與加固構件底部相齊平；將預應力鋼絲繩一端穿入端部錨具開口，使用張拉器張拉另一端，從中間向兩側對稱張拉，張拉長度滿足兩端端部錨具間距時，將鋼絲繩嵌入錨具開口，錨固擠壓錨頭；使用高強度、高性能環(huán)氧砂漿和具有良好延展性的聚合物砂漿在鋼絲繩張拉完畢且可靠固定后，分別涂抹端部錨具和錨具間的鋼絲繩位置梁底，覆蓋錨具和鋼絲繩，完成砂漿涂抹后，使用與梁體顏色相近的涂料涂刷在砂漿表面，以達到美觀的效果。
二預應力預應力碳纖維板（CFRP）加固技術
1、技術工藝流程
公路橋梁應急加固中采用預應力CFPR技術時，施工工藝和質量與加固的效果有著直接的關系，合理的施工工藝和可靠的施工質量是保證加固效果的重要基礎，該技術施工時工藝流程如下所示：
施工前準備→損壞部位復原→底涂作業(yè)→補平作業(yè)→下層粘接樹脂作業(yè)→粘貼碳纖維片→貼片表面處理加工。
2、施工技術要點
施工前做好現(xiàn)場勘察、施工設計等，敲除需修補部位的混凝土水泥表面脆弱部分，鑿除混凝土表面剝落、空鼓、腐蝕等出現(xiàn)劣化現(xiàn)象的部位，劣質層較大的部位鑿除后使用水泥砂漿進行修復，去除需修補部位的表層污垢，對轉角粘貼處進行倒角處理，并打磨成圓弧狀，保證需修補部位表明的干燥清潔；將主劑、硬化劑按照一定的比例均勻調和后進行底涂作業(yè)，自然風干，1～2d后膠固化后進行下一工序施工；對于不平的部位使用膠進行補平作業(yè)，確?；炷帘砻嫫秸皇褂锰囟ǖ沫h(huán)氧樹脂直接均勻涂抹在混凝土下層表面，按照施工設計要求的尺寸和層數(shù)剪裁碳纖維布，由上而下、由左而右地粘貼碳纖維布。
三、體外預應力加固技術
1、技術工藝流程
體外預應力加固的方法有水平拉桿法、下?lián)问嚼瓧U法和組合式拉桿法，以下?lián)问嚼瓧U法為例，其工藝如下圖2所示：
圖2 體外預應力下?lián)卫瓧U加固法
施工工序流程為：施工前準備→定位防線→預應力鋼筋的制作與安裝→端部錨板安裝→張拉→預應力鋼筋防火防腐處理
2、施工技術要點
施工前對需加固部位進行清潔處理，按照施工設計要求，測量定位放線，確定梁端轉向塊、拉緊螺栓及鋼筋變折點的位置；根據施工設計要求將預應力鋼筋調直后彎折成型，安裝并錨固固定；對端部模板進行鉆孔，并使用高壓氣流清孔后，使用結構膠灌注，埋入螺栓，安裝錨板后擰緊螺母，使用結構膠嵌填錨板和混凝土連接界面；采用分級張拉的方法對預應力鋼筋進行張拉，橫向張拉前，先向外側敲緊轉折點處的支撐墊板，初步張拉后，再橫向施加預應力?？v向張拉時采用量測預應力筋中距的辦法控制各跨預應力張力保持一致，應力達到要求后，固定螺栓；張拉完成后，使用涂刷防火防腐涂料的方法對表面進行防火防腐處理，并使用C30強度混凝土進行包裹。
四、結束語
隨著科技水平的不斷提高，公路橋梁工程應急加固中的預應力技術也得到不斷的完善和發(fā)展，新型預應力加固技術不僅能夠恢復構件的整體性和剛度，保證橋梁的使用性能和耐久性，提高結構承載力，也有利于減少材料使用量，降低加固工程造價。
