摘要：在經(jīng)濟建設和科學技術(shù)發(fā)展迅速的當下，預應力技術(shù)在橋梁施工中的應用越來越廣泛，但是由于預應力張拉施工工藝復雜，專業(yè)性較強，在實際施工中出現(xiàn)許多質(zhì)量問題。本文結(jié)合工程實例，主要闡述預應力技術(shù)在橋梁施工中的應用，介紹了其在工程應用中的優(yōu)缺點，以供參考借鑒。
　　關(guān)鍵詞：橋梁加固；施工技術(shù)；預應力；設計
　　1 引言
　　體外預應力筋布置在截面外，孔道防腐材料灌注質(zhì)量容易檢查，防腐質(zhì)量可以得到保證，避免了體內(nèi)布筋時腹板中由于波紋管較密，腹板不易振實的缺點，質(zhì)量容易保證�？呻S時檢查力筋狀態(tài)，補拉應力損失，甚至替換失效鋼束，可以全梁加固，也可局部加固。它不僅可以用來改善梁的受彎性能，還可以用來改善構(gòu)件抗剪性能。因此，體外預應力技術(shù)是一種高效、經(jīng)濟且施工方便的結(jié)構(gòu)形式，具有極大的發(fā)展前景。
　　2 預應力加固橋梁施工技術(shù)案例
　　2.1 連續(xù)箱梁橋
　　2.1.1 工程概況
　　某跨線橋全橋長748.4m，分為左右幅，每幅25跨4聯(lián)，跨徑組合為：左幅（29.88m+7×29.87m）+（20.63m+4×29.87m）+（6×29.87m）+（3×29.87m+29.88m+29.88m+29.91m）；右幅（30.12m+5×30.13m）+（6×30.13m）+（20.81m+6×30.13m）+（4×30.13m+30.12m+30.11m），標準跨為30m，上部結(jié)構(gòu)采用部分預應力混凝土連續(xù)箱梁，為雙幅單箱單室。橋梁下部結(jié)構(gòu)為獨柱與雙柱式橋墩，鉆孔灌注樁基礎，橋臺為肋板埋置式橋臺，伸縮縫在中墩處采用SSF-160B型橡膠伸縮縫，橋臺采用ABOSD-125橡膠伸縮縫。該橋設計荷載為：汽-超20級，掛-120級。
　　2.1.2 加固前主要病害
　　1）主要病害為橋梁體跨中、以及橋墩頂部位出現(xiàn)豎向裂縫，并且還有個別的墩頂附近會出現(xiàn)斜向裂縫。
　　2）梁體局部有露筋、銹蝕等現(xiàn)象；梁體有局部破損及劃痕。
　　3）箱梁底板1/4跨—3/4跨橫向裂縫與腹板豎向貫通裂縫有明顯的發(fā)展，數(shù)量增加、寬度及長度增大，為“L”、“U”形裂縫。
　　4）箱梁內(nèi)部頂板也出現(xiàn)多條縱向裂縫與網(wǎng)裂。
　　2.1.3 病害原因分析
　　造成上述病害的主要原因主要是交通量過大、超載車多，使橋梁長期處于超負荷工作狀態(tài)，結(jié)構(gòu)承載能力不夠；其次，原設計承載力對目前交通量的發(fā)展估計不足。
　　2.1.4 體外索加固設計要點
　　1）箱梁腹板兩側(cè)加厚并設置小股預應力束N1（7φs15.2）、N2（5φs15.2），邊跨箱梁內(nèi)腹板增設N3（7φs15.2）束，以提高正彎矩區(qū)極限承載能力，增加結(jié)構(gòu)預應力度，具體布置如圖1所示。
　　圖1 腹板加厚并設置小股預應力束布置圖（cm）
　　2）箱梁墩頂區(qū)橋面鋪裝層內(nèi)設置小股預應力束（2φs15.2），以提高墩頂負彎矩區(qū)的抗彎承載能力及壓應力儲備，具體布置如圖2、3所示。
　　圖2 負彎矩區(qū)預應力橫斷面圖（cm）
　　圖3 負彎矩區(qū)預應力縱斷面圖（cm）
　　2.1.5 體外預應力索加固效果
　　荷載試驗結(jié)果表明，試驗效率系數(shù)滿足規(guī)范規(guī)定要求，試驗結(jié)果可用于評定；結(jié)構(gòu)在卸載后基本能夠恢復變形，相對殘余變形和相對殘余應變均小于20%，滿足規(guī)范要求，說明加固后結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)；通過加固前后對比分析，說明結(jié)構(gòu)剛度有明顯提高。
　　通過試驗結(jié)果分析，腹板兩側(cè)張拉預應力鋼束后，跨中截面的應力狀況有明顯改善；墩頂張拉預應力鋼束后，墩頂截面應變有較明顯的改善，截面應力狀況得到較大改善。
　　2.2 T型剛構(gòu)橋
　　2.2.1 工程概況
　　某大橋橋梁為混凝土T梁橋，總長2024.321m，橋?qū)?4.84m，橋跨組合為：10×16m+3×30m+（55m+80m+55m）+23×30m+（65m+2×100m+65m）+10×30m+16×16m。加固工程主要對該大橋兩處T構(gòu)進行維修加固：（55m+80m+55m）雙T構(gòu)帶掛梁；（65m+2×100m+65m）三T構(gòu)帶掛梁。
　　2.2.2 加固前主要病害
　　1）T構(gòu)箱梁內(nèi)部腹板均有斜裂縫，裂縫距離懸臂端2.5～13m，縫寬在0.2mm左右，其中80mT構(gòu)腹板斜裂縫寬度達到0.25mm，均屬受力裂縫；
　　2）T構(gòu)箱梁內(nèi)部頂板存在大量繼續(xù)開展、寬度在0.15mm左右的縱向裂縫，分布密度大，且有新裂縫發(fā)展；
　　3）100m跨T構(gòu)箱梁內(nèi)部靠近端橫隔板6m處腹板有3個錨頭外露銹蝕，27號墩南側(cè)T構(gòu)箱梁右室頂板有一處鋼絞線外露銹蝕；
　　4）41、42號T構(gòu)橋端船撞后混凝土破損面積較大，42號T構(gòu)有露筋及穿孔現(xiàn)象；
　　5）T構(gòu)箱梁懸臂端有較為明顯下?lián)献冃巍?
　　2.2.3 加固設計要點
　　為了提高該大橋主跨T構(gòu)的剛度及承載能力，在一定程度上改善箱梁應力狀態(tài)，需在箱梁內(nèi)部增設預應力鋼束（12φs15.2），每個T構(gòu)4根預應力鋼束（見圖4、5），張拉端均位于兩端牛腿錨固端。轉(zhuǎn)向處新增橫隔墻和縱梁，牛腿錨固端均采用C50混凝土。
　　預應力錨具采用OVM15-12型，鋼絞線采用標準強度1860MPa。
　　圖4 T構(gòu)預應力束布置圖（m）
　　圖5 斷面圖
　　T構(gòu)加固目標：維持橋梁原荷載標準的前提下恢復橋梁承載力，維持橋梁外形和結(jié)構(gòu)體系不變。主要通過兩方面措施來實現(xiàn)：
　　1）采用粘貼鋼板和碳纖維布的加固方法，對局部構(gòu)件承載力加強；
　　2）通過在T構(gòu)箱內(nèi)增加體外預應力束來改善線性和提高承載力、減少撓度。
　2.2.4 體外預應力索加固效果
　　1）靜載試驗結(jié)論：偏載情況下跨中截面最大正彎矩靜力荷載試驗效率為0.98，墩頂截面試驗效率為1.0，滿足規(guī)范要求；跨中截面、墩頂截面應變校驗系數(shù)分別為0.79和0.76，介于規(guī)定常值范圍（0.75～1.05），截面強度滿足要求；跨中截面實測彈性撓度最大數(shù)值為11.07mm<規(guī)范要求（50mm），剛度滿足要求。
　　2）動載試驗結(jié)論：脈動試驗測出結(jié)構(gòu)固有頻率值較理論計算值大，且各階振型與有限元計算結(jié)果吻合較好，橋梁整體剛度滿足要求；橋梁平均阻尼比為3.0%，無障礙行車試驗不同行車速度下?lián)蟿訉�應的動力系�?shù)為1.048，小于設計值1.075。
　　該大橋主跨加固完成后，橋跨結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)良好，承載能力滿足設計荷載標準（汽車-20，掛車-100）的要求，該次加固施工實現(xiàn)了加固設計意圖，達到理想的加固效果。
　　3 分析
　　橋梁體外索加固技術(shù)在橋梁加固施工中應用比較廣泛，在確保結(jié)構(gòu)的正常安全營運同時取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。
　　通過進行現(xiàn)場實際施工，對比以往常規(guī)加固方法，增設體外預應力加固法有如下優(yōu)缺點：
　　3.1 優(yōu)點
　　1）錨固構(gòu)件尺寸小，自身質(zhì)量增加少；
　　2）增加荷載效果明顯；
　　3）對橋梁損傷小，施工完成后不影響橋下凈空；
　　4）預應力布置方式可以根據(jù)橋型和病害情況而靈活選擇；
　　5）增設的預應力索可以安裝索力監(jiān)測器，及時掌控應力變化，了解結(jié)構(gòu)受力情況。
　　3.2 缺點
　　1）錨固及轉(zhuǎn)向區(qū)域局部應力較大，易產(chǎn)生應力集中，局部應力大，需嚴格控制該位置施工質(zhì)量；
　　2）體外索張拉力噸位較小，不能充分發(fā)揮體外索強度高的優(yōu)點，對錨具及夾片的要求很高；
　　3）預應力筋和橋梁結(jié)構(gòu)自身的變形不同步，易造成預應力損失。
　　如何在以后的施工和設計中發(fā)揮體外預應力加固方法的優(yōu)點、克服其缺點，找到其最佳結(jié)合點是今后一個重要研究方向。
　　4 結(jié)語
　　總之，體外預應力加固技術(shù)不但能提高舊橋抗彎、抗剪承載能力，還可以節(jié)省鋼筋，減少管道摩阻損失，具有其他結(jié)構(gòu)形式所無法比擬的優(yōu)點。隨著相關(guān)理論的不斷完善、技術(shù)體系的發(fā)展，體外預應力技術(shù)將有更大的發(fā)展前景。
　　參考文獻：
　　[1]熊學玉、王壽生.體外預應力梁振動特性的分析與研究[J].地震工程與工程振動.2005（02）.
　　[2]康葉銘、陳國剛、高立明.體外預應力連續(xù)梁的等效荷載計算[J].山西建筑.2006（02）.