隨著我國經(jīng)濟建設的發(fā)展，公路網(wǎng)已基本形成，但公路網(wǎng)中部分橋梁抗震性能不良、承載力不足，施工不規(guī)范，影響其安全性和使用功能，需采用加固措施提高承載力以適應交通需要，因此，舊橋加固將是橋梁工程界一個非常迫切的任務。體外頂應力是一種有效的橋梁加固方法，簡單易行，不影響行車，受力途徑明確，能顯著提高結構承載力和抗裂度，有效改善結構的應力狀態(tài)。

1體外索加固橋梁設計方法

為了滿足加固后舊橋承載力的需要，體外索一般采用折線形，同時滿足梁正截面抗彎強度和抗剪強度的要求。體外索材料一般由無粘結鋼絞線、粗鋼筋與槽鋼組合而成。體外索加固橋梁受彎構件時，可按偏心構件驗算粱的承載力，按無粘結部分預應力混凝土結構，認為截面受彎破壞時，梁內的非預應力鋼筋達到屈服，而預應力鋼筋達不到極限強度，驗算使用階段的應力及結構的變形；按加勁粱組合結構分別對其受力和使用性能進行分析。在正使用極限狀態(tài)的各項指標計算時，按整體變形協(xié)調條件計算在外載作用下預應力筋的應力量。

2橋梁加固設計實例

某大橋為平均跨距為13m的鋼筋混凝土T型粱橋，原設計荷載為汽-10級、拖-60。由于船體的撞擊，下緣混凝土破損，部分混凝土脫落，已出現(xiàn)縱向貫通裂縫，主鋼筋已嚴重銹蝕。加固時，首先鑿除松散混凝土，用鋼絲刷清銹處理，采用掛模澆筑C40混凝土修補完整，然后施加體外預應力加固，加固后橋梁承載能力耍求提高到汽15級。

T型主粱翼緣寬178cm，翼緣厚300px，梁肋寬I200px，受拉Ⅱ級，鋼筋面積為44.675px2，采用C25混凝土，支點距轉向塊為4500px，轉向塊的間距為21000px，端錨固點距轉向塊為150cm，中心軸距粱上邊緣為19.14 cm，中心軸距梁下邊緣為60.86cm，為端錨固點至中心軸距離，為轉向塊至中心軸距離每片T型梁配置4根無粘結預應力鋼絞線，共16根。為了使每片梁受力均勻，采用兩端分2次張拉，固定端與張拉端交叉布置預應力鋼絞線的張拉控制應力為855MPa，有效預應力為62215Mpa。

加固后橋梁，采用前軸為55kN、后軸為155kN，兩輛載重汽車進行現(xiàn)場荷載試驗。

主梁跨中撓度為543mm，滿足橋梁規(guī)范要求靜活載撓度不超過(1／600)L的要求，校驗系數(shù)滿足0.6-0.9舊橋鑒定的要求。結構具有足夠的抗彎剛度，達到汽-15荷載標準作用的使用要求。

數(shù)據(jù)表明：施加預應力，使主粱的上邊緣混凝土產(chǎn)生拉應力和下邊緣混凝土產(chǎn)生壓應力，則上邊緣混凝土總壓應力值與下邊緣混凝土總拉應力值都減小。鋼筋的校驗系數(shù)滿足0.4-0.8舊橋鑒定的要求。采用體外預應力加固后，從加固前汽-10級荷載提高到加固后汽-15級荷載標準，加固效果是非常顯著。

荷載試驗表明：在汽-15荷載標準作用下，加固后橋梁的抗彎承載能力系數(shù)為1.51，達到加固要求，該加固方法是可行的。

3施工過程

3.1鉆孔與碳纖維粘貼

在T型粱的腹扳鉆孔洞時，避開粱中受力鋼筋。洞口周圍粘貼了750px×750px碳纖維，以增強混凝土的局部抗壓能力。

3.2穿索與預應力張拉

首先對每根無粘結鋼絞線貼上編號標簽，逐根將鋼絞線穿入鋼栓孔洞中，并調整至最佳位置，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，最后進行預應力張拉。

張拉過程采用以張拉力控制為主，伸長值校驗的方法。初應力時量取千斤頂活塞的伸長量l1張拉達20%con時再量取千斤頂活塞的伸長量l2，二者之差為鋼索的實際推算伸長量。張拉應力達100%con，再量取千斤頂活塞的伸長量l3，l3與l1之差為鋼索的實際張拉伸長量。實際張拉伸長量與實際推算伸長量之差，與理論伸長相比誤差不超過+10%，-5%。

注：粱1#1為1#粱張拉第一根預應力鋼絞線，其他以此類推。

頂應力張拉的理論伸長量計算拄規(guī)范要求進行，采用平均張拉應力法即，式中，F(xiàn)p為平均張拉力，L，Ap，Ep分別為預應力鋼絞線計算長度、面積和彈性模量

單根鋼絞線的張拉力分別為120kN（2片中梁）、100kN（2片邊粱），初應力取張拉力的I0%，即分別為12 kN，10kN。

4結束語

1)綜上所述，體外索加固法是在使用過程中，具有加固、卸載及減小結構內力的作用，值得推廣應用。

2)體外預應力加固法，加固后能達到荷載標準，加固效果是非常顯著。

3)體外索加固法有效改善了主梁在正常使用階段的工作性能，裂縫寬度變窄，撓度明顯減小。

當前名稱：路橋工程體外加固技術淺析
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