基于高速公路桥梁体外预应力加固的设计及施工分析.doc

基于高速公路桥梁体外预应力加固的设计及施工分析 　　摘要：我国经济建设的步伐不断加快，而高速公路作为联通区域之间的资源流动有着重要作用。但是当前高速公路网中存在部分桥梁抗震性能不足的问题，对于高速公路的正常与安全使用有着非常大的影响，因此需要采用一定的加固设计与施工来提高高速公路的性能。文章对于体外预应力加固体系的设计理论与构造要求进行简述，对于高速公路桥梁体外预应力加固设计与施工进行分析，希望进一步提高高速公路桥梁的安全性。 　　关键词：高速公路 桥梁 体外预应力 加固 设计 施工 　　1.前言： 　　我国经济社会的高速发展离不开各项基础设施建设的完善，特别是高速公路网络的基本建成，促使我国区域之间的资源得以更加畅通的流通。但是当前公路网络中有部分桥梁的抗震性能不佳，承载力不足，对其安全使用以及功能发挥都是非常不好的影响。因此为了保障高速公路桥梁的正常使用，需要采用加固措施对于承载力进行提高，桥梁工程中旧桥的加固是一个非常迫切的任务，而体外预应力作为一种有效的桥梁加固方法，可以在不影响交通的情况下进行简单操作和维修，对于结构的承载力以及抗裂度都可以显著提高，对于结构的应力状态进行有效改善。文章将对体外预应力加固体系的设计理论与构造要求进行分析，对于具体的加固设计以及施工进行探讨。 　　2．体外索加固桥梁的设计方法 　　2.1设计理念 　　对于旧桥的承载力需求进行满足必须进行加固，作为一种采用折线形为主的方式，体外索一般以无粘结钢绞线作为主要材料，由粗钢筋和槽钢进行组合形成，根据偏心构件对于梁的承载力进行验算，如果属于无粘结部分预应力混凝土结构的，截面遭到受弯破坏的情况，而梁内的非预应力钢筋达到屈服，预应力钢筋达不到极限强度的话，对于使用阶段的应力及结构的变形进行验算。对受力以及使用性能根据加劲梁组合结构进行分析，对于正常使用极限状态下的各项指标进行技术的时候，计算应力增加应当在整体变形协调条件下进行计算。 　　体外预应力的适用范围非常广泛，不仅适用于各种新建工程，而且对于诸如桥梁的旧结构改造与加固有着非常重要的作用，在旧桥加固改造中，体外预应力计算有如下优点：首先，其受力明确，可以简化施工，对于正常交通不会产生影响。其次由于自重很小，对于原有的结构可以进行大幅度的更改，调整原有的受力结构，对于结构刚度以及承载能力进行有效提高；可以使得维护更加便捷，对于预应力筋可以进行随时更改；最后对于原桥的结构损伤较小，不会影响桥下的净空，也不会使得路面标高增大。 　　2.2加固设计的具体流程 　　一般采用虚功原理或者力法对于体外预应力筋面积进行估算，通过这种方法是将体外索的应力作为变量，这种结构力学原理根据一定的公式确定体外预应力钢筋的拉力增量，进而求导出体外预应力筋用量。 　　确定了设计张拉力以及体外预应力筋的用量之后，接着便是对加固后桥梁的各项使用性能指标进行验算，一般验算的内容包括如下几个方面：首先，混凝土应力、原梁内钢筋的应力、体外预应力筋、裂缝等内容的验算。一般来说不同的结构具有不同的工作状态，对于使用荷载作用的计算值以及材料的允许值进行计算与对比，对其是否满足相关标准进行判断。 　　对于实际的体外预应力筋配置情况通过极限强度验算进行分析，对于加固体系的极限抗弯强度以及抗剪程度进行计算，与相关标准进行对比分析，如果无法满足相关设计要求的，应当对于配筋进行重新计算。 　　2.3锚固端以及转向块的设计 　　在充分考虑结构的实际情况以及使用功能后对于体外预应力的加固技术以及锚固端构造设计进行分析，根据原结构横隔以及新增横隔对于锚固端以及转向块进行设计，与原有结构进行可靠连接的基础上，新增横隔根据其具体的梁截面形状进行确定。 　　链接拉索两端的锚具与梁体，锚固端可以起到非常显著的作用，梁体接受拉索的拉力传到，膨胀锚栓或者高强锚杆的使用可以对锚固端进行固定，但是对于原梁体的分布情况应当进行充分了解，原结构容易受到钻孔的影响，因此应当加以避免，通过钢筋探索仪器进行辅助施工，对于钢筋的实际摆放位置进行核实。 　　对于钢索的转向主要是由转向块进行负责的，应当根据工程的实际情况对于结构解雇工程形式进行设计。例如：梁侧力筋向下弯折处可采用钢吊棍作为转向装置，力筋向上弯折处可在梁侧加肋与力筋接触处设置支承垫板；在梁顶或梁底的转向装置可通过在梁体直接设支承垫板完成，但此时应能确保加固梁的混凝土的强度达标，不会在垫板处造成局部破坏。 　　3.施工过程 　　首先进行的事钻孔与碳纤维黏贴，应当谨慎的避开梁中的受力钢筋，在梁的腹板进行钻孔，通过一定面积的碳纤维对于洞口周围进行黏贴，可以有效的增强混凝土的局部抗压能力。 　　其次，是穿索与预应力张拉，在钢栓孔洞中将钢绞线在编号标签进行穿入，调整至最佳位置。接着对于锚杯进行安