橋梁預應力加固新技術設計分析

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【摘要】當前我國交通體系中仍舊存在不少20世紀建設的橋梁，受當時橋梁建設技術、環境、材料等方面的影響，出現了各種病害問題，承載能力大大降低，而又無法進行大面積的推倒重建，因此，對橋梁進行加固改造技術的研究具有非常重要的意義。預應力加固技術作為較為先進的橋梁加固技術之一，能夠有效增加橋梁承載力，修復橋梁病害問題。論文闡述了橋梁預應力加固技術的基本原理及其應用優勢，對橋梁預應力加固新技術的設計進行了分析。

【關鍵詞】橋梁工程；預應力；加固技術

1引言

近年來，我國經濟社會發展迅速，人們的生活水平日漸提升，對于交通體系的要求也越來越高，而我國現有交通環境下相較于20世紀出現較大變化，橋梁作為道路交通的重要組成，使用過程中會受到多重因素影響，造成承載力下降，影響橋梁使用性能，甚至無法滿足使用要求，出現橋梁沉降、裂縫、鋼筋腐蝕等現象，嚴重影響橋梁感官體驗，破壞路網整體性能。為解決此類問題，需要采取有效措施對橋梁進行加固，預應力加固技術作為橋梁加固技術之一，其應用對于橋梁損傷程度較低，能夠預防裂縫問題的產生及擴大，在橋梁加固施工中應用較為廣泛。

2橋梁預應力加固技術概述

2.1橋梁預應力加固技術的基本原理。混凝土是橋梁工程建設不可或缺的材料，而混凝土結構抗拉性較差，會影響橋梁整體承載能力，針對這一現象，可以使用預應力技術進行加固，提升橋梁工程的穩定性、安全性，確保橋梁整體使用壽命。預應力加固技術屬于后張預應力體系的重要分支，其套管布置簡便，便于調整，將后張法的操作流程做了簡化，能夠有效縮短現場施工時間。而且，預應力筋布置不影響混凝土澆筑施工，所設置的預應力筋摩擦損失較少且更換便利。在預應力結構當中可以分為體內、體外2種情況，體外鋼索應力受結構整體變形影響，體內鋼索位于混凝土結構內部，與其完全黏接，能夠與結構形變進行有效協調。一般情況下，體內預應力筋不作為單獨構件進行研究，體外預應力筋位于混凝土外部，屬于相對獨立的構件類型。在進行橋梁預應力加固技術設計應用時，需要綜合考慮預應力筋與結構之間的關系，避免兩者形成共振，這主要是由于兩者一旦發生共振，容易出現錨具疲勞、轉向構件疲勞等方面的問題，嚴重影響橋梁整體安全性。因此，設計過程中必須采取有效措施消除共振，提升預應力結構抗震性能【1】。2.2預應力加固技術的優勢。2.2.1技術簡單、成效顯著。橋梁傳統加固技術工序較為復雜，所需的設計和施工周期較長，且存在大量因素影響加固效果。預應力加固施工技術相較于傳統加固技術類型，不需要大量設備、人員、工器具就能開展施工，而且現場施工工序較為簡單，能夠根據橋梁現場實際情況進行靈活調整，整體的加固設計、施工成本較低，而且能夠獲得良好的加固效果。預應力加固技術所使用的材料不存在大量附件，能夠有效降低橋梁加固后的重量。2.2.2對交通環境影響小。以往橋梁加固處理期間，多會對施工路段進行封閉，因橋梁損壞情況不同，相應的加固施工工期也有所不同，甚至較長時間才能完成加固的情況，而在施工期間會對周圍交通環境產生較大影響，給人們的出行帶來不便。而預應力加固技術能夠有效改善這一問題，現場加固過程中可以根據實際情況進行交通管制，必要情況下才會進行封閉施工，且施工速度快、效率高，相較于傳統封閉性的加固施工技術而言，預應力加固技術對交通環境的影響相對較小，只需短暫的封閉或限制即可完成現場主要工作項目【2】。

3橋梁預應力加固新技術的設計分析

3.1技術整體設計。橋梁工程設計期間，預應力加固技術是結構設計體系的重要組成部分，其中，包含了加固設計、受彎構件、鋼筋混凝土3個方面的內容。在橋梁加固設計過程中應用預應力加固技術，能夠系統、全面地處理橋梁缺陷，其中，包括橋梁構件、橋梁拉壓區等方面的防護【3】。隨著橋梁工程建設規模的不斷擴大，所能獲取的橋梁工程預應力加固技術經驗、信息不斷增多。各類新型材料的應用更為預應力加固技術的設計、應用提供了便利的條件。在橋梁設計期間需要考慮自身承載能力及構件加固、結構性能的提升，通過制定新型預應力評估方法，確保設計過程中能夠對安全性進行深入、客觀、全面的系統性分析，消除橋梁加固過程中可能出現的各類風險因素，延長橋梁實際使用壽命。3.2預應力加固設計。借助預應力加固技術設計，提升橋梁整體性能及承載能力，延長橋梁整體使用壽命，更好地滿足當前經濟社會的發展需求【4】。預應力加固設計的方法需要根據橋梁建設標準及工程結構特性進行選擇，如橋面補強加固、粘貼鋼板加固、體外預應力加固等多種方式應用較為普遍。針對橋梁構件施加預應力能夠降低混凝土結構設計初始應變量，是橋梁加固設計的重要方式之一，其核心在于緩解構件初彎矩作用，及其相互關聯的拉應變、壓應變等系統，通過完善的設計，建立完善的構件極限承載力應變能力，對橋梁結構進行加固控制，有助于降低橋梁工程建設期間存在的承載力風險。通過采取有效措施對工程節點的設計質量、安全風險進行管控，對預應力技術加固設計進行有效應用，能夠大大提升橋梁整體結構安全性和穩定性，為交通體系建設奠定良好的基礎。3.3預應力混凝土多跨連續梁的加固設計。預應力混凝土多跨連續梁在結構支座處經常存在負彎矩，而跨中處一般存在正彎矩。采用預應力加固設計，需要考慮不同混凝土路段的設計載荷，并根據各類混凝土的整體使用年限、結構幾何特性，以及后續物理臨界值等參數的具體變化，考慮建設過程中各類狀況的變化進行管控。同時，針對綜合性的聯動影響系統，對不同橋梁段位結構中的內力、位移等因素進行核查，掌握橋梁預應力加固設計過程中出現的變化及偏移量。將預應力加固設計工作應用到預應力混凝土多跨連續梁的處理當中，可以針對性地處理連續梁的正彎矩區、負彎矩區加固問題。此類加固處理設計方法的應用在橋梁工程建設期間的可行性較高，能夠獲得良好的收益，并合理控制相應的費用。借助預應力加固設計方法改變橋梁安全、性能方面的風險問題，努力消除各類風險因素，保護橋梁工程項目免受設計風險侵害。橋梁所存在的正負彎矩區域以及抗彎和抗剪承載力疲軟區域，特別是其中工程主體結構的抗壓物理性能必須借助預應力加固技術的高強度碳纖維對其進行加固處理，以此提高工程結構的承載力。

4結語

橋梁工程建設運營期間可能出現結構病害問題，若不能及時處理，會造成各類安全隱患的出現。隨著社會的快速發展，對于橋梁工程建設的要求越來越高，預應力技術作為橋梁加固的重要技術之一，必須確保其設計施工嚴格按照標準規范，才能獲得良好的加固效果，提升橋梁承載能力、延長橋梁使用壽命的同時，滿足當前經濟、社會發展對橋梁工程的整體需求，促進橋梁工程持續和健康發展。

【參考文獻】

【1】盧晨怡,祝向群,凌中水,等.某六孔預應力大懸臂箱梁橋體外索加固分析[J].黑龍江工業學院學報(綜合版),2019(9):55-60.

【2】徐志承,謝弘揚.橋梁維修加固中預應力加固技術運用[J].黑龍江交通科技,2019(8):257-258.

【3】楊杰,陳育廷.預應力連續剛構橋體外預應力加固設計實例分析[J].工程技術研究,2019(13):187-188.

【4】管會成.公路橋梁建設中的體外預應力加固技術[J].低碳世界,2019(6):221-222.

作者:袁家幸 單位:浙江省交通規劃設計研究院有限公司