预应力加固技术在桥梁施工中的应用研究

【摘要】随着我国经济的迅速发展，我国的交通网络也日益健全，而桥梁在交通网络中充当着重要的角色，一座优秀的桥梁不仅能够满足人们的生产生活需求，也能够充当一个地区的地标，展示地区的发展水平。预应力加固体系是保障桥梁满足需求的重要基础，本文将简要概述桥梁加固应该遵循的原则和桥梁加固的类型，探讨各种加固类型的原理和方法，希望能够对桥梁施工的发展有所裨益。

【关键词】预应力;加固技术;桥梁施工;原则;

经济的发展带来的是公路交通网络的迅速扩展以及各型车辆的出现，而随着时代的发展，桥梁所肩负的交通任务越来越重，对于有些老化严重，难以满足现代交通运输需求的桥梁，应该研究相关的维修与加固方法并要求进行施工，提高桥梁的承载力，确保交通安全运输。预应力加固技术是在桥梁建筑之初或者完工之后对桥梁进行加固，提高其承载能力，使其满足更高的交通运输需求。具体说来就是在加固过程中建立永久的，与外部荷载作用相反的内力以及内应力，以达到消除结构或构件的小部分的外力，改善预应力在不同条件下的变形性能，提高公路、桥梁的坚固强度，从而提高承载力，确保结构安全地工作，达到加固的主要目的。

1公路桥梁加固应该遵循的原则

我国现有的公路桥梁设计标准颁布时间较长，而现代经济的发展对于公路桥梁的承载能力的要求也越来越高，仅仅满足公路桥梁设计标准的公路和桥梁有时候已经难以满足现代社会交通运输的要求，各种重型车辆以及超载车辆的出现使得公路桥梁的寿命急剧缩短，危及桥梁安全，影响使用者的安全。加固桥梁是提高其承载能力，使其满足更高的交通运输需求的重要措施，在对公路桥梁进行加固时，需要遵循两个原则：

（1）做好检测工作。加固前科学的检测能够指导加固工作的进行，加固前对于桥梁的损坏程度进行分析，分析损坏程度对于桥梁承载能力以及寿命的影响，并且根据新的承载能力的要求设计最合适的加固方式。

（2）合理选择加固方式。桥梁的加固工作是为了提高桥梁的承载能力，满足更高的需求，但是这并不意味着无视成本，无限制地消耗材料。而且要考虑施工对于交通运输的影响，尽量避免施工时间过长。当然，不同的桥梁要根据不同的根据实际情况作具体分析，再选择加固方式，在充分控制施工成本的同时充分发挥桥梁作用。

2桥梁加固概述

2.1 桥梁被动加固原理

经过严格计算之后再特定区域直接增加补强材料，如：补焊钢筋、粘贴钢板、粘贴高强复合纤维材料（碳纤维、芳纶纤维）等。这种加固方法是由补强材料被动承受来自桥梁的作用力，因而属于被动加固。

2.2 桥梁主动加固原理

补强材料有时候会出现应变滞后的现象，影响桥梁的正常使用，为了提高后加补强材料利用率，对补强材料施加一定的预应力，使得补强材料的预应力抵消桥梁自身的作用力，避免桥梁的结构产生变化的方法称为主动加固。

3常见桥梁加固体系

目前应用的桥梁加固体系有很多，从补强加固的部位来看可以分为上部结构加固和下部结构加固，从是否改变结构来看可以分为改变结构受力体系和不改变结构受力体系，而从补强加固中补强材料是否产生预应力来看可以分为主动加固和被动加固。下面简述桥梁结构中常用的预应力加固体系，即体外预应力加固体系、高强复合纤维预应力加固体系以及有粘结预应力加固体系。

3.1体外预应力加固体系

（1） 加固原理

以高强钢丝，钢绞线或高强度粗钢筋等作为施力工具，对梁体施加体外预应力，以预应力产生的反弯矩抵消部分外荷载产生的内力，从而达到改善桥梁使用性能和提高结构承载力的目的。体外预应力加固是目前公路桥梁改造工程中采用较多的加固方法，特别适用于大跨径预应力混凝土连续箱梁和连续T构箱梁桥的加固。

（2）加固方法

一般采用高强钢丝，钢绞线或高强度粗钢筋沿梁肋侧面按某种线形设置，对其拉伸使其产生形变，为桥梁提供体外预应力。在桥梁底部设置定位节点，对钢索进行定位和固定，通常会在钢索固定后用混凝土进行包裹，既可以加大强度，又可以防止其解除到水分产生锈蚀，影响整体性能。

（3）技术特点

优点：a.加固材料对于桥梁性能的提升比较明显，能够显著提高桥梁的承载能力.b.对桥梁本体影响小，无需进行大量开挖作业，保障桥梁本体强度;c.施工时可以保证正常通行。

不足：高强钢丝，钢绞线或高强度粗钢筋等受外界环境的影响较大，容易损耗，而一旦损耗就会影响桥梁整体的安全性能，因而需要频繁的检测和更换。而对于某些极端的气候条件，高强钢丝，钢绞线或高强度粗钢筋的脆性增加，增大了突然断裂的概率。

3.2有粘结预应力加固体系

（1）加固原理

利用锚固于被加固梁体的小直径预应力筋，对桥梁施加预应力，然后喷注具有较高抗拉强度的复合砂浆，将预应力筋与被加固桥梁粘结为一体，构成有粘结预应力加固体系。

（2）加固方式

有粘结预应力加固体系对于预应力筋和抗拉符合砂浆的要求较高。一般来说要根据加固的具体要求对预应力筋进行挑选，预应力筋产生的预应力要足够满足需求。抗拉复合砂浆是有粘结预应力加固体系的重要组成部分，预应力筋与被加固梁体成为一个整体需要抗拉复合砂浆的作用，因此抗拉复合砂浆必须具有较高的粘结强度，并且在自然条件下结构稳定，不容易受到外界环境的影响。

（3）应用范围

有粘结预应力加固体系，其施工技术简单，作用持久且不容易为外界环境所影响，因而逐渐受到国内外建筑业的重视。有粘结预应力加固体系自身加固方式的特点决定了其特别适用于中、小跨径的钢筋混凝土T形梁和空心板梁的加固。如对高速公路和城市立交工程中大量采用的连续箱体桥，因为其自身高度的限制，体外预应力加固应用困难，就可以采用在箱梁底部增设预应力筋，然后喷注高性能抗拉复合砂浆的方式来实现桥梁的加固。

3.3高强复合纤维预应力加固体系

（1）加固原理

高强复合纤维预应力加固体系主要是采用高强玻璃纤维、凯芙拉编织布以及特种环氧树脂锚固在梁体内部或者是表面，在外对其施加一定的预应力。施工的关键就在于锚固点的选定以及预应力纤维布（板）的张拉。

（2）加固方式

高强复合纤维是由高强玻璃纤维、凯芙拉编织布以及特种环氧树脂合成的高强复合材料。可以利用特种环氧树脂将复合双向纤维材料粘贴于混凝土表面，利用高强复合纤维材料产生的预应力来抵消桥梁自身受到的车辆的作用力，从而稳定桥体结构，增强桥体的承载能力，延长桥体的使用寿命。

（3）施工特点

作为一种新型的加固技术，高强复合纤维预应力加固体系具有诸多优点，其强度高、造价低，有较好的柔韧性、防冲撞性、防腐蚀性、耐久性，施工方便。当然，作为一种新型技术，高强复合纤维材料加固技术对于施工人员能力的要求较高，只有严格保证施工工艺才能保证最后的加固效果。

4小结

桥梁在交通网络中充当着重要的角色，一座优秀的桥梁不仅能够满足人们的生产生活需求，也能够充当一个地区的地标，展示地区的发展水平。但是更高的交通运输需求以及超载现象的出现对于桥梁的承载能力提出了更高的要求，为了满足建设时间较长的桥梁的承载需求，对桥梁进行预应力加固是较为有效地方法。公路桥梁加固应该做好检测工作，合理选择加固方式，唯有如此才能通过有效地加固措施最大程度上提升桥梁工程的质量以及其耐久性，为人民群众的生产生活带来便利，为国家的经济增长作出贡献。

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