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橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù) 高文波 2009年11月 武漢二航路橋特種工程有限公司 1 橋梁體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)介紹2 橋梁體外預(yù)應(yīng)力施工實例3 結(jié)語 1體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)介紹 1 1概述1 2體外預(yù)應(yīng)力的特點1 3體外預(yù)應(yīng)力的組成1 4體外預(yù)應(yīng)力的布置形式 1 1概述 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)作為結(jié)構(gòu)加固最有效的手段之一 目前正廣泛地應(yīng)用于舊橋加固方面 體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的概念最早產(chǎn)生于法國 體外預(yù)應(yīng)力體系是后張預(yù)應(yīng)力體系的重要的分支之一 是一種使用完全位于構(gòu)件主體截面以外的預(yù)應(yīng)力束來對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)體系 1 2體外預(yù)應(yīng)力的特點 1 體外預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點1 簡化預(yù)應(yīng)力筋曲線 預(yù)應(yīng)力筋僅在錨固處和轉(zhuǎn)向處與結(jié)構(gòu)相連 減小摩阻損失 提高預(yù)應(yīng)力使用效率2 預(yù)應(yīng)力布置靈活 根據(jù)橋梁病害可以全橋加固也可以進行局部加固3 錨固構(gòu)件尺寸小 自重增加少 可有效的大幅提高結(jié)構(gòu)承載能力 4 與原結(jié)構(gòu)無粘結(jié) 應(yīng)力變化值小 對結(jié)構(gòu)受力有利5 體外索可調(diào)可換 便于使用期間進行維護 體外預(yù)應(yīng)力的特點 2 體外預(yù)應(yīng)力的缺點1 體外索布置在截面外 防腐 保護相對較困難 易受外界影響2 錨固及轉(zhuǎn)向區(qū)域容易產(chǎn)生應(yīng)力集中 局部應(yīng)力大 對錨固施工要求高3 體外索張拉力較小 不能充分發(fā)揮體外索強度高的優(yōu)點 對錨具及夾片的要求很高4 體外預(yù)應(yīng)力筋的變形和混凝土的變形不一致 容易造成預(yù)應(yīng)力損失 1 3體外預(yù)應(yīng)力的組成 1錨具 2體外索 3錨固塊及轉(zhuǎn)向塊 4減振裝置 5施工機具 1錨具 體外預(yù)應(yīng)力體系僅靠錨固端傳力 因此體外預(yù)應(yīng)力錨固體系的可靠性和安全性比一般體內(nèi)預(yù)應(yīng)力錨固體系要高 需使用專用的體外索錨具和夾片 體外預(yù)應(yīng)力的錨具的外觀尺寸較普通錨具更大 且還增加了一些輔助配件 如密封裝置 防松裝置 防護裝置等 2體外索 體外索主要有光面鋼絞線 無粘結(jié)鋼絞線 平行鋼絲 成品索等類型 體外索較多采用無粘結(jié)鋼絞線 環(huán)氧噴涂帶PE的單根鋼絞線具有良好的耐腐蝕性能 具有很好的適用性 目前廣泛適用在橋梁加固中 3錨固塊及轉(zhuǎn)向塊 體外預(yù)應(yīng)力體系僅靠錨固塊及轉(zhuǎn)向塊傳力 錨固塊和轉(zhuǎn)向塊必須和原結(jié)構(gòu)有效連接 傳遞應(yīng)力 錨固塊及轉(zhuǎn)向塊一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)型式 張拉力大的錨固塊均采用鋼筋混凝土形式 鋼錨固塊適合施工空間開闊且應(yīng)力較小的小型錨固塊 4減振裝置 體外預(yù)應(yīng)力體系的減振裝置用于轉(zhuǎn)向塊與轉(zhuǎn)向塊或者錨固塊與轉(zhuǎn)向塊之間的體外索自由長度較大的位置 主要目的是減少體外索在動荷載作用下的振動 減振裝置多為內(nèi)包橡膠的小型鋼結(jié)構(gòu) 通過種植螺栓與原橋相聯(lián)系 5施工機具 體外索的張拉機具根據(jù)張拉的要求分單孔千斤頂和整體千斤頂 單孔千斤頂用于施工空間狹小或單孔分絲張拉的體外索 整體千斤頂用于整體張拉的體外索 漂浮張拉體系 1 3體外預(yù)應(yīng)力的布置形式 體外索錨固的形式 頂板體外索 底板體外索 體外索布置在結(jié)構(gòu)上的位置 腹板體外索 混凝土結(jié)構(gòu)錨固的體外索 鋼結(jié)構(gòu)錨固的體外索 2體外預(yù)應(yīng)力施工實例 2 1T梁腹板索2 2箱梁腹板索2 3箱梁底板索2 4箱內(nèi)頂板索 2 1T梁腹板索 在T梁腹板兩側(cè)對稱布設(shè)體外索 在T梁的梁端腹板加厚段設(shè)置張拉構(gòu)件 在T梁的中橫隔梁鉆孔作為體外束的轉(zhuǎn)向裝置 張拉端采用鋼錨箱的結(jié)構(gòu)形式 利用結(jié)構(gòu)膠及8 8級高強螺栓固定在T梁腹板上 轉(zhuǎn)向裝置也采用鋼結(jié)構(gòu) OVM SIII型體外預(yù)應(yīng)力鋼索 對體外預(yù)應(yīng)力鋼索張拉及固定端進行剝皮 去油清洗處理 人工穿布體外預(yù)應(yīng)力鋼索 安裝成型的鋼錨箱 OVM TSK型體外預(yù)應(yīng)力錨具可以進行換索 可以調(diào)整索力 體外索錨具密封罩 體外索防振裝置 特點 T梁腹板索施工較為簡單 注意穿索過程中對成品索的保護 注意監(jiān)控張拉過程中鋼錨固塊及轉(zhuǎn)向塊與原結(jié)構(gòu)錨固位置的受力情況 由于錨固塊及轉(zhuǎn)向塊全部為鋼結(jié)構(gòu) 受錨固塊的重量及安裝空間的限制 安裝難度較高 且只能適用于張拉力較小的體外索 此種體外索我們公司在吉林某松花江大橋加固施工中成功使用 2 2箱梁腹板索 在箱梁腹板新增截面內(nèi)增加預(yù)應(yīng)力 新增腹板通過種植鋼筋 澆筑新增混凝土的方式將預(yù)應(yīng)力傳遞原橋箱梁 體外索采用普通光面鋼絞線 張拉強度可以取材料強度的70 腹板索是最有效的體外索加固方式 體外索可以連續(xù)通長布設(shè) 也可以僅在病害嚴(yán)重位置局部進行布設(shè) 施工工藝流程 管道放樣 種植鋼筋 綁扎鋼筋 張拉預(yù)應(yīng)力 澆筑混凝土 固定 封閉預(yù)應(yīng)力管道 安裝預(yù)應(yīng)力管道 穿布鋼絞線 安裝模板 封錨砼 管道壓漿 安裝錨具 體外索布置及張拉端示意圖 新增腹板截面內(nèi)的預(yù)應(yīng)力嚴(yán)格意思上是一種體內(nèi)索 具有造價低 效果顯著等眾多優(yōu)點 近期得到了較為廣泛的應(yīng)用 我們公司已經(jīng)成功的在安徽蕪湖 廣東深圳等多座30 50m跨度連續(xù)箱梁橋中成功使用這種加固方法 并取得了不錯的效果 2 3箱梁底板索 在一些特殊結(jié)構(gòu)的橋梁中 使用了一些相對效率不是很高的底板索 底板索不需設(shè)置轉(zhuǎn)向塊 順橋向在病害嚴(yán)重的底板頂面布設(shè) 施工較為簡單 質(zhì)量較為得到保證 但是受布索位置的限制 對結(jié)構(gòu)的加固效果沒有其它結(jié)構(gòu)形式的體外索有效 體外預(yù)應(yīng)力布置圖 施工工藝流程 安裝預(yù)埋鋼管 齒板混凝土澆筑 連接HDPE外套管 穿布鋼絞線 對稱張拉 安裝防振塊 管道壓漿 封錨砂漿 安裝預(yù)埋鋼管 安裝固定端 預(yù)應(yīng)力張拉 HDPE管及防振塊 2 4箱梁頂板索 箱梁頂板索是一種應(yīng)用較為廣泛的體外索布設(shè)形式 體外索布置在箱內(nèi)頂板 經(jīng)轉(zhuǎn)向器 分絲 整體 和預(yù)埋鋼管穿過轉(zhuǎn)向塊 達(dá)到轉(zhuǎn)向和傳力的目的 通過錨固塊錨固 張拉完成后成空間曲線 體外索張拉設(shè)備 預(yù)應(yīng)力鋼絞線 錨具 轉(zhuǎn)向器 施工工藝 1 施工準(zhǔn)備2 鋼絞線下料 編號 穿布3 錨具 夾片的安裝4 鋼絞線預(yù)緊5 預(yù)應(yīng)力張拉6 安裝防護裝置 封錨7 安裝限位索夾 放索 預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿布 錨具安裝 鋼絞線預(yù)緊 預(yù)應(yīng)力張拉 體外索采用對稱分級張拉 在張拉完一級時要仔細(xì)檢查每個錨固點及轉(zhuǎn)向點受力情況 如有不良病害出現(xiàn)立即停止張拉 查明原因并采取相應(yīng)的措施后才能繼續(xù)張拉 施工過程須有專業(yè)的監(jiān)控單位進行監(jiān)控 單根張拉 整體張拉 體外索張拉完成 減振裝置 特點 頂板索可以在箱梁頂板靠近橫隔板的位置設(shè)置大尺寸的錨固塊 張拉大噸位的預(yù)應(yīng)力 可以很好的改善橋梁的工作狀態(tài) 我們公司已經(jīng)在長江 珠江及黃河上多座大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋中成功使用頂板索加固技術(shù) 3結(jié)語 體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)不僅可以應(yīng)用于新建工程 更