浅析高速公路桥梁工程应急加固中的新型预应力技术

刘滨锐

【摘要】高速公路桥梁工程应急加固是近年来工程建设业内以及社会较为关注的问题，预应力在桥梁工程加固方面发挥较为出色。新型预应力技术的出现和应用，更是为高速公路桥梁工程应急加固的发展起到了推动的作用。本文就将对新型预应力技术进行技术内容的剖析，以及工艺流程和技术要点进行分析和阐述。

【关键词】预应力；高速公路；应急加固

一、预应力碳纤维板（CFRP）加固技术

1、技术简介

预应力碳纤维板加固技术是综合了两种技术优势，来对加固与体外预应力加固技术中的漏洞和不足进行的技术优化和改良。这种技术的应用，可以很大程度上强化桥梁的对力的承受限度，对结构的硬度和刚度也起到提升作用，有效的控制裂缝的出现，并且还可以避免过多的材料浪费，节省工程成本。采用预应力碳纤维板加固技术使施工操作更简单，只需保持混凝土表面的平整清洁，便再无过多复杂的操作，省去很多复杂的施工流程。这种技术被广泛的应用与高速公路桥梁工程应急加固当中，通常使用与局部的加固当中。

2、技术工艺流程

应力技术在高速上公路桥梁工程应急加固中，加固的效果会对施工工艺和工程质量造成直接的影响。因此要选用合理的施工工艺进行施工操作，这样才会对加固的效果有所提高。技术工艺流程主要是前期准备——损坏部位修复——底涂——填补——下层粘结树脂——碳纤维片粘结——贴片的加工处理。

3、施工技术要点

在工程施工建设前，要对施工现场现场进行细致的勘查，并且根据施工场地的具体情况进行施工设计工作。需要修补的部位要出去多于的混凝土部分，混凝土表面如有脱落、腐蚀、等部位要进行凿除作业。在凿除过后，利用水泥砂浆对其进行修补，修补时要保证修补部位表面没有其他杂质，倒角出要处理成圆弧状，方便修补操作。在进行底涂作业时，要将主剂和硬化剂按照一定的配额标准进行配比调试，底涂过后使其自然风干即可。填补作业是针对一些不平整的部位进行填补处理，使混凝土结构表面看起来更加平整完好。接下来要将环氧树脂涂抹在混凝土结构的表面，并且按照实际的尺寸对碳纤维布进行剪裁，碳纤维布粘贴要按照从上到下、从左到右的顺序进行粘贴，需要注意的是，所搭建的结构不得小于原有的混凝土结构的长度。再接下来是最后一道工序，在确保碳纤维片粘贴牢固后，要对碳纤维片进行滚压，在滚压的过程中要按照纤维的方向操作，为的是使碳纤维布与环氧树脂之间更加紧密。若发现有气泡的存在，要将纤维布用美工刀沿纤维方向切开，把气泡挤压出去，然后重新粘结。

二、体外预应力加固技术

1、技术简介

体外预应力加固技术是利用镀锌软钢丝束和氧化铝聚糖树脂砂浆对混凝土梁体施加一定的预应力，改善混凝土结构的加固方法，在自重增加较小时，能够有效地调整原结构的受力状况，完善原结构的刚度及抗裂性能，且施工简便，无需限制通行，对高速公路正常运营无大的影响，是当前旧桥加固中应用广泛的一种较新型的桥梁加固技术，特别适用于预应力混凝土连续箱梁和连续构箱梁桥的加固。但由于体外索布置在截面夕卜，防腐保护易受外界的影响，局部及转向区域容易产生应力集中，对锚固施工要求较高，体外索张拉力较小，对锚具及夹片要求高，且体外预应力筋与混凝土变形不一致，易造成预应力损失，正逐渐被更新型的预应力加固技术和预应力高强钢丝绳抗弯加固技术所取代。

2、技术工艺流程

体外预应力加固的方法有水平拉杆法、下撑式拉杆法和组合式拉杆法，以下撑式拉杆法为例，其工艺如图所示。

图1体外预应力下撑拉杆加固法

施工工序流程为：施工前准备—定位防线—预应力钢筋的制作与安装—端部锚板安装—张拉—预应力钢筋防火防腐处理。

3、施工技术要点施工前对需加固部位进行清洁处理，按照施工设计要求，测量定位放线，确定梁端转向块、拉紧螺栓及钢筋弯折点的位置；根据施工设计要求，将预应力钢筋调直后弯折成型，安装并锚固固定；对端部模板进行钻孔，并使用高压气流清孔后，使用结构胶灌注，埋人螺栓，安装锚板后拧紧螺母，使用结构胶嵌填锚板和混凝土连接界面；采用分级张拉的方法对预应力钢筋进行张拉，横向张拉前，先向外侧敲紧转折点处的支撑垫板，初步张拉后，再横向施加预应力。纵向张拉时，采用量测预应力筋中距的办法控制各跨预应力张力保持一致，应力达到要求后，固定螺栓；张拉完成后，使用涂刷防火防腐涂料的方法对表面进行防火防腐处理，并使用强度混凝土进行包裹。

三、预应力高强钢丝绳抗弯加固技术

1、技術简介

预应力高强钢丝绳抗弯加固技术是通过将锚具安装在梁板两端底部，再在锚具上张拉已安装成功的低松弛预应力钢丝绳，从而增强结构抗弯性能，达到加固混凝土结构的加固方法，是一种主动抗弯加固方法。包括待加固混凝土构件、加固系统、高强钢丝绳防护系统等，该技术通过对材料的合理应用，能够解决增大截面加固、粘钢加固等常用加固方法工期长、施工烦琐、增加结构自重等技术缺点，实现对混凝土梁的主动式抗弯加固。国内有关简支板桥梁应用预应力高强钢丝绳抗弯加固技术的动静态性测试表明，预应力钢丝绳加固可显著提高刚度、减小挠度。也有试验研究表明，预应力高强钢丝绳加固可较好地克服增大截面加固、体外预应力加固、粘钢加固、粘贴加固、高强不锈钢绞线网渗透性聚合砂浆加固等加固技术的诸多缺点，是少有的能在基本不增加结构自重、不减少建筑物空间的前提下，显著提高结构的刚度和最大承载力，且加固后仍能保持桥梁良好延性的技术，同时施工成本更低，在各类桥梁应急加固中有着广阔的应用前景。

2、技术施工工艺

该技术是利用锚固于梁底的钢丝绳将拉力传递到待加固混凝土上，从而提高混凝土梁的抗弯承载力，在施工中钢丝绳的锚固必须十分可靠，其施工工艺为：制作端部锚具—固定端部锚座—预应力钢丝绳下料与挤压锚头制作—开凿板端部槽口—端部槽口灌注端部锚固砂浆—张拉与锚固预应力钢丝绳—浇筑端部锚固砂浆和底部防护砂浆。

3、施工技术要点

制作端部锚具时，需综合考虑钢丝绳数、钢丝绳直径、其承载的拉力荷载及焊接需要等，锚具外侧为开口形式，开口一般较钢丝绳直径宽深度以有效锚固钢丝绳为宜，锚具的厚度、宽度和长度则分别以焊接需要、受拉力所需强度和梁底宽度确定。固定锚座前，根据设计相关要求对梁底板进行测量放线，确定锚具中心线位置，根据中心线位置刻槽后，将刻槽位置打磨成粗糙平面，钻孔并植人全螺纹螺杆。使用粘钢胶涂抹在锚固钢板结合面和混凝土表面，在预定位置粘贴钢板并固定，确保结构胶达到设计强度、钢板粘贴牢固后方可进人下一道工序。根据端部锚具间距和钢丝绳工作应力计算预估预应力钢丝绳下料长度，使用同一规格钢丝绳在无应力状态下进行现场测量后，确定钢丝绳精确下料长度。按照设计规格制作挤压锚头后，将钢丝绳穿入锚头内孔，进行强力挤压，使其与钢丝绳成为一体，挤压锚头如图所示。

图2挤压锚头不意图

四、结语

通过本文对新型预应力技术在高速公路桥梁工程应急加固中的应用探讨，对多种预应力技术进行分析和研究，从而得知新型预应力桥梁加固技术在提升结构硬度和刚度方面有着很突出的性能表现，并且能够江都工程造价，节省施工材料和设备的使用。是一项具有现代化标志的施工技术，在将来，预应力加固技术将会有更加广阔的发展空间。

参考文献：

[1] 闫世岗.高速公路桥梁工程应急加固中新型预应力技术研究[J].交通世界，2013（19）.

[2] 刘金林.高速公路桥梁工程应急加固中新型预应力技术的应用实践[J].企业技术开发，2014（8）.