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路桥施工中体外索加固方式的初步探讨

2014-5-31 09:52| 发布者: dzly| 查看: 487| 评论: 0|原作者: 乔亮

摘要: 经济发展与科技进步有力促进了路桥工程项目的不断增多,这为路桥施工企业提供发展机遇的同时也带来了新的挑战。 路桥施工中不断应用先进技术,路桥工程中的体外索加固施工技术对于提升桥梁建设效率、提高施工质量都具有重要作用,但因 路桥施工体外索加固技术具有较高的要求,施工中也存在较多的影响因素,对施工质量造成不利影响。文章较深入地探讨了路桥 施工体外索加固方式,并结合实际应用中存在的问题提出有针对性地处置措施,对于提高路桥施工质量具有重要意义。
  1 路桥施工体外索加固方式
  公路桥梁施工中,体外索加固技术是一种比较安全的技术手段,目前国内路桥工程中应用比较广泛。桥梁受外力弯曲构件采用体外索进行加固时,能够依据偏心构件对梁的最大承载力进行计算;结合不具有粘结部分预应力的混凝土结构可知,若外力弯曲破坏截面时,梁内不具有预应力的钢筋可屈服,若预应力钢筋强度不能达到最极大值,应对使用阶段内应力及结构变形进行验算;依据组合的加劲梁结构,可对梁受力与使用性能分别进行分析,计算正在极限状态下应用的各项指标时,应根据协调整体变形的条件,对于预应力筋应计算其在外载力作用下的内应力增量。为达到旧桥加固后的承载力所需,通常采用折线形的体外索形状,而且还要达到梁正截面的抗弯与抗剪切强度标准,体外索材料一般都是采用组合的无粘结钢绞线与粗钢筋和槽钢形成。
  2 工程实例
  某T型大桥的结构采用一架标准三跨简支型,结构为钢筋混凝土,跨距是15米,设计荷载是汽15级与拖50级。因桥墩受到船体撞击,下缘混凝土发生破损且部分已经发生脱落,目前产生纵向贯通裂缝,主钢筋锈蚀比较严重,对该桥梁进行加固时,主要是将松散的混凝土进行全部凿除,并清理主钢筋产生的锈蚀,再应用C30挂模浇筑的混凝土,修补桥体下缘,并加固桥体外预应力后提高桥梁承载能力至汽20级。
  该T型主梁翼缘175厘米宽,12厘米厚,梁肋部21厘米宽。桥梁钢筋采用C27混凝土,支点与转向块具有170厘米的距离,转向块具有825厘米的间距,桥体端锚固点与转向块之间具有172厘米距离,心轴与梁上边缘具有19.5厘米距离,与梁下边缘具有60.5厘米距离,端锚固点与中心轴具有11厘米距离,转向块与中心轴之间具有6厘米距离。
  每根T型梁配有四根钢绞线,钢绞线不具有粘结预应力,为实现每片T 梁均匀受力,两端采用三次张拉,交叉布置固定端与张拉端,预应力钢绞线具有840兆帕的张拉控制力及620兆帕的有效预应力。桥梁加固后,前后轴分别采用50千牛与150千牛,并在现场采用两辆载重型汽车进行荷载试验,同时分析了主梁跨中、混凝土内应力及挠度钢筋,对加固效果进行了确认。
  3 桥梁施工
  3.1 钻孔与粘贴碳纤维
  T型梁腹板在实施钻孔时,要将梁中受力钢筋避开,并将30厘米见方的碳纤维粘贴在洞口周围,用于实现混凝土局部抗压力的增强。
  3.2 穿索与张拉预应力
  将编号标签贴在每根没有粘结的钢绞线上,再将钢绞线向钢栓孔洞中逐根穿入调至最佳位置,将锚杯与夹片外螺母进行安装,再安装完成千斤顶与张拉配件后张拉预应力。对梁两侧钢绞线张拉时可采用一端张拉法进行对称张拉,采用张拉力与预应力双重控制筋伸长量,张拉过程中对每片主梁裂缝闭合与跨中挠度情况进行观测。
  在张拉过程中,应用控制张拉力为主校验伸长值的方法,初应力作用下千斤顶活塞伸长量与初始伸长值张拉到20%时的活塞伸长量二者之差为钢索推算的实际伸长量,张拉应力达最大时,千斤顶活塞伸长量与初应力作用下千斤顶活塞伸长量二者之差为钢索张拉的实际伸长量,实际张拉和推算的伸长量之差与理论伸长存在不大于l0%或不小于5%的误差。计算预应力的张拉伸长量要根据规范要求采用平均张拉应力方法。
  4 相关技术的初步探讨
  4.1 张锚体系
  桥体外预应力受力索通常可采用不具有粘结的钢绞线,将油脂与塑料护套覆盖于钢绞线外,能够达到对其预应力受力索的保护作用,同时具有耐久性,采用玻璃丝布对张锚体系两端锚具及防松套进行缠包油脂,该方法也具有保护作用。
  4.2 防松套
  通常采用单孔夹片式锚具方式对桥梁工程体外索进行加固,并设计为110千牛与130千牛的控制索力,在张拉吨位上属于较小的,由于长期以来较大的振动荷载都需要桥梁进行承担,其产生的疲劳作用一定会导致锚具中夹片放松,严重的还会造成锚具失锚。为有效避免发生这类事故,在工程中应采用防松套作为夹片防松装置,并将弹簧垫圈放置于防松套与锚具夹片之间,弹簧垫圈具有减轻防松套对夹片均匀施力的减振作用。
  4.3 钢销栓与桥体转向块
  在施工过程中的转向块设计需要达到下列四个要求,一是一定要达到传力及张锚体系锚固的功能要求,将钢板焊接而形成转向块,用于实现对预应力有效传递的保证;二是承压局部混凝土结构的承载能力,体外索采用预应力张拉后在索力作用下,销栓对混凝土孔壁在拉索方向产生挤压力,销栓和混凝土洞口尺寸及混凝土强度等级三者之间应相符,用于达到局部混凝土的承压要求;三是锚下的栓体钢材承担的局部承载能力,受索力作用的影响,锚具的锚环会对钢栓产生压力,因此,要合理制作一个平面安置于其锚下栓体表面,此平面要确保锚的受力稳定,并与桥体外索保持垂直;四是销栓的抗弯抗剪承载与抗变形能力要满足设计要求,并尽可能降低其剪切变形与弯曲变形,其锚环安装确保稳定牢固后,要与预应力索受力方向保持一致。
  5 结束语
  综上所述,随着路桥施工技术的不断发展,路桥工程质量也不断提高,但在实际施工中因施工技术与现场复杂环境等原因,使路桥施工体外索加固技术也产生一些问题,对于路桥结构稳定性与安全性造成不利影响。所以,应针对路桥施工中体外索加固技术开展较深入地研究工作,并结合工程实际,提出科学合理的处置措施,对于路桥工程施工质量的提高具有重要作用。
  
  

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