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胡世通1，陳國梁2,，謝樺潤2 （1?深圳高速公路股份有限公司,，廣東深圳 518000；2?武漢二航路橋特種工程有限責(zé)任公司,，湖北武漢 430071） 摘 要：針對世界范圍內(nèi)普遍存在的因車輛超載所致的公路橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的損壞現(xiàn)象,，提出對有缺陷的橋梁進(jìn)行安全評估和加固補強，結(jié)合深圳平湖編組站大橋加固工程實例,，系統(tǒng)介紹了預(yù)應(yīng)力加固錨固齒板的施工工藝,，總結(jié)出一套體外預(yù)應(yīng)力錨固裝置施工的關(guān)鍵技術(shù)，并且指出施工過程的重難點與解決措施,，以期為相關(guān)工程的設(shè)計與施工活動提供參考,。 關(guān)鍵詞：橋梁工程；加固維修,；體外預(yù)應(yīng)力,；錨固裝置 0 引 言近年來，隨著中國交通運輸事業(yè)的發(fā)展,，交通量大幅度提高,，超載現(xiàn)象較為嚴(yán)重，部分公路橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不同程度的損壞,，其中一部分已不能滿足使用要求,。故對有缺陷的橋梁進(jìn)行安全評估和加固補強，使其恢復(fù)正常運行，是交通建設(shè)中的重要任務(wù)［1?5］,。 就目前橋梁加固方法而言,，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)因具有減輕結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力束可更換,、運營期方便檢測維養(yǎng),、主動加固效率高等優(yōu)點倍受青睞［6?8］。體外預(yù)應(yīng)力加固法是對布置于承載結(jié)構(gòu)主體之外的鋼束進(jìn)行張拉,，從而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力并利用其加固橋梁的后張法［9］,。體外預(yù)應(yīng)力體系由體外預(yù)應(yīng)力孔管,、漿體,、錨固體系和轉(zhuǎn)向塊等部件組成［10］。這種加固技術(shù)能大大縮短施工工期,，主要由體外預(yù)應(yīng)力束,、轉(zhuǎn)向裝置及錨固系統(tǒng)組成。因錨固系統(tǒng)受力性能復(fù)雜,，在施工過程中對其安全和質(zhì)量要求都非常高［11?15］,；目前，行業(yè)內(nèi)尚未有體外預(yù)應(yīng)力錨固裝置詳細(xì)施工工藝的系統(tǒng)介紹,。 鑒于此,，本文結(jié)合既有體外預(yù)應(yīng)力加固工程，總結(jié)出一套體外預(yù)應(yīng)力加固錨固裝置施工關(guān)鍵技術(shù),，明確體外預(yù)應(yīng)力錨固裝置在施工過程中的重難點工藝與解決措施,，以期為業(yè)內(nèi)同行對相關(guān)工程的設(shè)計與施工提供參考。 1 背景工程1．1 橋梁概況 機荷高速平湖編組站大橋位于深圳市平湖鎮(zhèn),，左右分幅,，于1997年正式運營通車。2015年6月檢測單位對大橋進(jìn)行了系統(tǒng)檢測,，發(fā)現(xiàn)大橋存在梁體下?lián)?、箱梁底板多處開裂并延伸至腹板、箱內(nèi)體外預(yù)應(yīng)力松弛,、橋面鋪裝破損嚴(yán)重等多處病害,。檢測單位通過數(shù)據(jù)分析評估認(rèn)為：由于交通流量驟增，平湖編組站大橋承載能力下降,，已無法滿足目前運營要求,。為恢復(fù)其承載能力，采用在箱梁內(nèi)部增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力的方式進(jìn)行加固,。 1．2 體外預(yù)應(yīng)力加固 箱梁體外預(yù)應(yīng)力具體設(shè)置為：在箱內(nèi)增設(shè)4束12Φs15．2 mm規(guī)格的低松弛鋼絞線束,，單個箱梁左右側(cè)各設(shè)2束，鋼束在2個中跨范圍內(nèi)通長布置，全橋雙幅共8束,。體外預(yù)應(yīng)力布置如圖1所示,。 體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)由鋼鉸線、外護(hù)套,、防腐材料,、轉(zhuǎn)向裝置及錨固體系組成。其中鋼鉸線為OVM?S6環(huán)氧噴涂鋼鉸線,，單根外包PE保護(hù)套,，錨具型號采用OVM?TSK15?12體外預(yù)應(yīng)力錨具。外護(hù)套主要起防腐作用,，為高密度聚乙烯管（HDEP）,，在轉(zhuǎn)向塊處設(shè)置轉(zhuǎn)向鋼管，錨固體系采用可調(diào)索換索的錨具,。張拉應(yīng)力取鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強度的60%（1 116 MPa）,，12Φs15．2 mm鋼束的張拉力為187．48 t。 2 錨固裝置施工工藝體外預(yù)應(yīng)力加固成敗的關(guān)鍵在于錨固系統(tǒng)的施工,。通過背景工程的成功實施,，總結(jié)出施工工藝流程如下：錨固齒板放樣，剪力槽開設(shè),，鉆孔,，植筋，錨固齒板鋼筋骨架焊接及預(yù)埋件安裝,，澆筑錨固齒板混凝土,，養(yǎng)生［16?18］。 （1）剪力槽開設(shè),。為確保新增錨固齒板與既有結(jié)構(gòu)的可靠連接,，需在既有結(jié)構(gòu)上開設(shè)剪力槽口。 （2）在新增齒板與箱梁接觸面的底板（腹板）鑿出剪力槽,，按縱向中心每間距30 cm設(shè)置一道5 cm× 10 cm的橫向槽口（深5 cm,，寬10 cm）。 （3）為保證加固新澆混凝土與原結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)合良好并共同受力,，鑿除原構(gòu)件混凝土表面并露出骨料,，構(gòu)件結(jié)合面鑿毛凹凸差，1 cm厚的粗糙面在100 mm×100 mm面積中不小于3個麻點,。 （4）鉆孔植筋（圖2）,。采用電錘鉆孔，嚴(yán)格按照設(shè)計要求的植筋深度和鉆孔直徑控制鉆孔深度和大小,。為防止鉆孔碰到預(yù)應(yīng)力鋼筋波紋管,，鉆孔前采用探測儀避開原預(yù)應(yīng)力管道。鉆孔時應(yīng)特別小心，如碰到波紋管則調(diào)整鉆孔位置（適當(dāng)偏移避開）,，但需保證種植鋼筋植入深度滿足設(shè)計要求,。成孔后，孔內(nèi)灰塵等雜物采用空壓機清理干凈,。種植鋼筋要保證植筋深度,、植筋孔灌膠飽滿度（達(dá)到植筋孔2／3深度）、足夠的鋼筋搭接外露長度,。植筋前要做拉拔力檢驗,，植筋過程中要抽驗部分做抗拔力試驗，如圖3所示,。 （5）錨固齒板鋼筋骨架焊接及預(yù)埋件安裝,。按照設(shè)計圖紙安裝齒板鋼筋時，需預(yù)留出預(yù)埋件的位  圖1 體外預(yù)應(yīng)力布置  圖2 鋼筋種植  圖3 植筋拉拔試驗 置,。齒板鋼筋與植筋連接采取雙面焊接形式,，焊接長度、搭接長度要滿足規(guī)范要求,。預(yù)埋件安裝到位后，兩端開口必須進(jìn)行可靠的臨時封閉處理（防止混凝土進(jìn)入）,，并與植筋或鋼筋骨架進(jìn)行焊接固定,，以保證澆筑混凝土?xí)r不發(fā)生變形或移位，如圖4所示,。  圖4 鋼筋骨架安裝 （6）澆注錨固齒板混凝土,。由于振搗空間小，錨固齒板采用有良好和易性,、流動性及自密實性能的自密實混凝土,，澆注時采用在箱梁頂板開孔直接澆注的方式，開孔時需至少設(shè)置1個進(jìn)料孔,、1個出氣孔,，進(jìn)料孔徑為150 mm，排氣孔徑為18 mm,，開孔位置選在箱梁頂面最高點處,。自密實混凝土澆注過程中必須控制澆注速度，速度不宜過快,，但同時又要確?；炷恋臄U展度和流動性滿足要求，如圖5所示,。  圖5 齒板混凝土澆注 （7）混凝土養(yǎng)生,。在混凝土強度達(dá)到2?5 MPa時，拆除側(cè)模板，采用灑水的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù),，養(yǎng)護(hù)時間不得少于7 d,。在混凝土養(yǎng)生時限內(nèi)，應(yīng)確?；炷帘砻骈L期處于濕潤狀態(tài),，養(yǎng)生操作應(yīng)嚴(yán)格按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG／T F50—2011）有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。 3 加固效果評價為評價橋梁結(jié)構(gòu)的加固效果,，并判斷其與設(shè)計期望值是否相符,，在加固施工結(jié)束后對主橋進(jìn)行了靜載試驗。 3．1 主要檢測內(nèi)容 橋梁靜力荷載試驗主要是通過測量橋梁結(jié)構(gòu)在靜力試驗荷載作用下的應(yīng)力和變形,，并與加固前的橋梁荷載試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,，評估加固效果［19?21］。左右幅主橋均選擇與加固前荷載試驗相同的測試跨,，測試箱梁結(jié)構(gòu)控制截面混凝土最大應(yīng)力（或應(yīng)變）,。 在試驗中，觀測箱梁控制截面,、錨固齒板及其附近區(qū)域是否有新裂縫產(chǎn)生,，測點布置如圖6所示。  圖6 測點布置 3．2 主橋靜荷載試驗結(jié)果 左右幅主橋測試截面在各對應(yīng)工況試驗荷載作用下,，應(yīng)變和撓度校驗系數(shù)均小于1．0,，測試跨測試截面承載能力滿足設(shè)計荷載等級要求。靜載試驗結(jié)果如下,。 （1）跨中附近截面,、次邊跨3／4截面和中跨跨中截面混凝土的應(yīng)變和撓度均比加固前有明顯改善，應(yīng)變實測值比加固前減小了9%～21%,，撓度實測值比加固前減小了17%～19%,。 （2）靜載試驗前后，箱梁控制截面,、錨固齒板及其附近區(qū)域混凝土未發(fā)現(xiàn)新增裂縫,。 靜載試驗結(jié)果表明，通過體外預(yù)應(yīng)力加固的成功實施,，編組站大橋主梁結(jié)構(gòu)的強度與剛度得到明顯提高,，達(dá)到了加固設(shè)計的預(yù)期效果。 4 施工注意事項（1）新舊混凝土接觸面盡量用小功率鑿毛機鑿毛,，以免損傷箱梁,。 （2）鑿除區(qū)內(nèi)原結(jié)構(gòu)的構(gòu)造鋼筋不得剪除，澆注加固混凝土前務(wù)必按原樣予以連接恢復(fù),。 （3）鑿毛和鑿除面應(yīng)清刷干凈,，特別在腹板鉆孔植筋后,，應(yīng)重新清刷一次。 （4）在植筋過程中應(yīng)留出合適的鋼筋用于拉拔試驗,，該位置應(yīng)能夠使拉拔儀千斤頂部分順利穿入,。本次植入的鋼筋為HRB400Φ16 mm，植筋72 h后即可進(jìn)行拉拔試驗,，務(wù)必待抗拔試驗結(jié)果滿足驗收要求后,，方可進(jìn)行下一道施工工序。 （5）焊接過程中應(yīng)做好隔熱措施,，防止熱量傳遞到兩端影響植筋膠性能,。 （6）澆注過程中嚴(yán)禁采用振動棒直接振搗，防止混凝土離析,，可采用橡膠錘或木槌敲擊模板以保證混凝土的密實性,。 （7）當(dāng)混凝土的養(yǎng)護(hù)期不少于28 d且強度達(dá)到設(shè)計強度的100%后，方可進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力張拉,。 5 結(jié) 語本文以平湖編組站大橋增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力加固工程為依托,，詳細(xì)介紹了錨固齒板關(guān)鍵施工技術(shù)，并通過加固效果驗證,，得出如下結(jié)論,。 （1）通過在既有結(jié)構(gòu)上開剪力槽，有效解決了新,、舊混凝土之間的黏結(jié)問題,。 （2）鉆孔植筋時，孔內(nèi)是否清理干凈是影響拉拔試驗成敗的關(guān)鍵因素,。 （3）澆注混凝土選擇橋面開孔作為進(jìn)料口和出氣孔，依次循環(huán)澆注,，既方便施工又保證了澆注質(zhì)量,。 參考文獻(xiàn)： ［1］ 陳 亮，李 漪,，CHEN L,，等．公路混凝土橋梁評估與加固技術(shù)現(xiàn)狀研究［J］．交通運輸研究，2011（1）：70?74． ［2］ 方立志,，朱天熔．體外預(yù)應(yīng)力加固鋼梁的試驗與實施［J］．橋梁建設(shè),，1991（1）：24?38． ［3］ 賈宏強．體外預(yù)應(yīng)力加固梁的試驗研究［D］．上海：同濟(jì)大學(xué)，2001． ［4］ 戚家南,，王景全,，呂志濤．體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁受剪承載力計算方法研究［J］．建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2015,，36（1）：92?97． ［5］ 應(yīng)凌云．三跨變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋靜力性能仿真分析與試驗研究［D］．西安：長安大學(xué),，2013． ［6］ 柳惠芬,，李國平，冷金榮．三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁彎曲性能試驗研究［J］．土木工程學(xué)報,，2007,，23（2）：69?74． ［7］ 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were pointed out,，which provides reference for the design and construction of similar projects． Key words：bridge engineering,；reinforcement maintenance；externally prestressed,；anchor 中圖分類號：U445．4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1000?033X（2017）08?0102?04 收稿日期：2017?01?11 |
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