㈠ 橋梁加固中體外預應力應用
體外預應力，就是把預應力索放在梁的主體結構之外，只通過兩端的錨固以及梁中的轉向裝置與梁體相連。體外預應力尤其適用於中小跨徑的橋梁，對於大跨徑橋梁，宜配合採用其他方法綜合加固。
1體外預應力的概念及優點
1.1體外預應力的概念
體外預應力技術是後張預應力體系的重要分支,它與體內預應力即傳統的布置於混凝土截面內的有粘結或無粘結預應力技術相對應。採用體外預應力技術加固混凝土結構時體外預應力束一般採用折線形按在梁的跨中部分,體外預應力束布置在腹板下緣,在離支座(1/3～1/4)L處,體外預應力束向上彎起,錨固在梁的兩端。.
1.2體外預應力加固技術的優點
1.2.1施工簡單，快速，在施工過程中,無需封鎖交通，原結構仍可使用,減少交通壓力。
1.2.2運用體外預應力加固時，無需改變截面大小，不會增加結構自重,使得荷載增加。
1.2.3由於預應力筋與混凝土截面分離,提高了混凝土的質量和耐久性，這樣便於對混泥土的加固和維修。
1.2.4預應力束基本不佔用結構空間,不會因為預留孔的存在而降低結構的承載能力,也避免降低結構的使用功能。
1.2.5體外預應力束在工廠定製，質量有保證。體外預應力是後張預應力體系的重要分支之一，由於無需後澆混凝土，可避免由此帶來的預應力損失。
2加固機理和常用方法
體外預應力加固的施力工具通常採用粗鋼筋、鋼絞線、高強鋼絲等材料,其機理現以橋梁為例來說,在體外對橋樑上部結構施加預應力,以預應力產生的反彎矩部分抵消外荷載產生的內力,從而達到改善橋梁使用性能並提高承載能力的目的。
3體外預應力加固常用方法
根據施加預應力的方式不同,橋梁體外預應力加固的常用方法有：橫向收緊張拉法、縱向張拉法、豎向張拉法等。
3.1橫向收緊張拉法
梁的兩端間隙很小時,一般採用橫向收緊張拉法。此法是在梁的下緣對稱梁中線安裝預應力筋,在距梁端適當距離處彎起並通過支點錨於梁端的錨固鋼板上,錨固鋼板呈U形套在梁端的下翼緣上。水平段的預應力筋用撐棍分成若干段,兩端的撐棍還起到支點的作用。在每段中點用拉緊螺栓將兩對稱筋收緊,拉桿即產生預應力。
3.2縱向張拉法
縱向張拉法是沿預應力筋的軸線施加預應力的方法。預應力筋沿梁底布置,到梁的兩端設導向塊處彎起,錨固於梁的腹板或頂板上,再沿梁底或梁頂進行縱向張拉,以減小梁端的剪力。縱向張拉錨固構造主要有兩種,梁頂錨固和腹板錨固。體外預應力筋張拉方法與其構造形式有關,張拉位置可以在梁頂沿斜筋方向張拉,亦可在梁底沿水平方向張拉。其張拉程序與預制混凝土梁的相同。
3.3豎向張拉法
當採用縱向張拉法不便施工時,可採用豎向張拉法。此法採用在梁肋兩側對稱布置預應力筋,一般在梁端肋側錨固,在預應力筋中部豎直向上張拉,在梁肋底部用小橫梁固定預應力。橫梁的作用在於固定豎向張拉產生的鋼筋預應力,根據具體情況,橫梁可以設計成錨固於梁肋上不能滑動預應力筋的固定支點或可以在梁底活動的活動支點。
4體外預應力加固施工工藝
在該橋加固措施中,施加體外預應力是難點,也是關鍵點,且體外預應力施工質量的好壞直接影響到全橋的加固效果。體外預應力施工工藝主要流程為:施工方案編制→施工機具准備→轉向器安裝→體外索穿索→穿入限位裝置→安裝錨頭→單根張拉體外索→防松裝置及保護罩的安裝→保護罩及錨頭內灌注防腐油脂防護。
5工程實例
某連續剛構橋梁建於80年代由於養護不當,汽車超載等因素，下緣混凝土破損,部分混凝土脫落,已出現縱向貫通裂縫,主鋼筋已嚴重銹蝕。隨著交通量的增長，橋面已出現下沉，偏差原來橋面設計標高。為了保證不長期中斷交通經過研究分析，採用體外預應力的方法對橋梁進行加固。
5.1恢復橋面設計標高
恢復橋面高程就是通過體外預應力作用橋跨跨中，給橋面一個向上的作用力，使得橋梁跨中應受力反彈復位，抵消或減小橋面下沉撓度，使得橋面恢復到原來的設計標高。通過採用臨時橫向鋼桁架體外預應力索來恢復橋面標高。當首先採用橫向排架支撐、體外預應力索對橋梁標高臨時實施校正，即在病害橋梁體外、跨中截面的下側和支點截面的上側架設橫向預應力轉向桁架，通過這個臨時措施，把需使得橋面抬高的力轉接給橋墩，方便高效，通過調整預應力的大小，逐步把橋面抬高到原來設計標高。
5.2截面裂縫修補
由於交通量的增長和偶然荷載的撞擊，使得橋截面出現裂縫。由於剛橋跨中下撓較大,橋面裂縫出現在墩頂范圍內,而在跨中裂縫則出現在梁的底板、腹板及翼板上。採用高強度粘接劑，對裂縫實施灌漿封閉，而後再利為保證裂縫普查精確,使用專門的檢查儀器(25倍讀數顯微鏡)進行裂縫普查,然後封閉所有大於0.3mm的裂縫,插入壓漿嘴將高分子材料壓入並填充裂縫。對於L／4處的腹板斜裂縫，還應當採用鋼板進行加強。
5.3轉向結構施工
由於在梁內施加體外預應力鋼索,為減少對原橋的破壞,，即根據加固設計要求確定體外預應力索固定點,以滿足受力要求並確保施工質量，鋼結構形成骨架後,將用兩鋼板將鋼制構件之間澆築C50鋼纖維混凝土填實。同時遵照「墩頂靠上,轉向貼底」為原則，將轉向鋼管經過試安定位,所有鐵件外露部分需作環氧樹脂防腐。
5.4加固效果分析
由實踐證明，體外預應力是一種有效的加固技術,效果明顯,同時還具有良好的防腐性及抗疲勞抗裂性。體外預應力受力圖式安全可靠,並且在後期管理中易檢查和更換,方便維修及調整索力。體外預應力能夠較大幅度地提高舊橋承載能力,同時施工時可不中斷交通或短時間限制交通。施工時所需的人力物力少、工期短,經濟效益明顯，不影響對結構物損傷小,不影響凈空和標高，是一種理想的加固方法。
6現狀與前景
我國體外預應力技術的研究工作和設計理論還未成熟，有關試驗研究也不多見，大量的問題需要進行試驗研究和理論分析,以便找到一種可靠、通用、准確、合理的計算理論和計算方法。因此研究體外預應力橋梁結構相關計算理論已成為當務之急，同時還應對所涉及的設計施工方面問題進行深入探討，創新施工新工藝。由於體外預應力相對於普通加固方式具有明顯的優越性，所以體外預應力在以後的工程中一定會得到推廣和改進。
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㈡ 如何對橋梁進行加固-橋梁加固的主要施工方法
如何對橋梁進行加固-橋梁加固的主要施工方法
隨著國民經濟的迅猛發展，公路橋梁等基礎設施也在發生著翻天覆地的變化，然而，隨著交通運輸 量的日益加大。公路橋梁負荷日趨加重，加上很多橋梁本身已經老化，病害嚴重，已不能適應現在運輸的發展，迫切需要對其進行加固改造，提高其承栽能力。下面，我為大家分享橋梁加固的主要施工方法，希望對大家有所幫助!
體系轉換加固法
體系轉換法是改變橋梁結構體系達到減少梁內應力，並且能夠提高承載能力的一種加固方法，這是一種平時所說的把被動加固為主動加固的一種有效方法。
改變結構體系加固法是指能夠增設附加構件或能夠進行技術改造，達到使橋梁的受力體系和受力狀況發生根本性的改變，並能夠起到減小其承重構件的應力作用，最終達到提高承載能力的目的效果。
目前最常用的體系轉換方式有：梁橋轉換為梁拱組合體系法，增加輔助墩法，多跨簡支梁轉為先簡支後橋面連續體系法等。
粘貼鋼板加固法
粘貼鋼板加固法是以粘貼鋼板加固應用。
採用粘結劑和錨栓並且把鋼板粘貼錨固於混凝土結構受拉麵或其它的薄弱部位，達到使鋼板與加固混凝土結構形成整體，最終實現提高結構承載能力的目的。
但是該粘貼鋼板加固法有自身的一些缺點，如在粘貼鋼板加固後還需進行必要的表面防護工作，如環氧砂漿或水泥砂漿保護層，鋼板的銹蝕程度較難估計，降低了加固構件的可靠性，增加了加固橋梁的後期養護費用。
但是該方法也經常使用在橋梁的加固中，而這樣的方法還是表現出一些不錯的優點。
如施工簡單、技術可靠、短期加固效果較好且工藝成熟並且基本不改變原結構的尺寸。
錨噴混凝土加固法
從隧道施工中轉化而來的加固方法，主要用於因支點截面尺寸偏小而導致的抗剪強度不足的混凝土梁的加固維修。
加大截面加固法
加大截面法，人們又把其稱為外包混凝土加固法。
其定義是指採取增大混凝土結構或構築物的截面面積，目的是用來提高其承重力和滿足正常使用一種有效的加固方法。
當鋼筋混凝土受到彎構件受壓區加混凝土現澆層時，可以增加截面有效高度，擴大截面面積，最終實現提高構件的正截面抗彎，並且其斜截面也抗剪能力和截面剛度，起到加固補強的作用。
這種加固的方法可以廣泛用於混凝土結構的梁、板、柱等構件，以及一般的構築物加固。
一般條件下，主要是採取加厚橋面板或加大主梁的梁肋寬度為主要方式方法。
體外預應力加固法
體外預應力加固法適用於高應力狀態下的結構，尤其更加適用於大型結構的加固等。
並且能夠提高承載力、剛度和抗裂性，而且在加固後所佔橋梁的空間小。
體外預應力法的加固原理是施工方在梁的下緣初的受拉區地點設置預應力材料，並且通過張拉的方式對梁體產生偏心預應力，使梁體發生上拱，抵消部分自重應力，從而減小了結構變形和裂縫寬度、改善了結構受力，提高承載力、剛度和抗裂性及加固後所佔用空間小的橋梁。
但是這種方法的缺點是局部布索效果明顯，錨頭增多，節點構造復雜，施工作業面要求高等原因使加固鋼桁架整體經濟效益不高。
該方法主要適用情況是高應力狀態下的結構，或者是大型結構的加固等情況，也或者是用於控制梁體裂縫及鋼筋疲勞應力幅等情況。
增加橫向聯系加固法
增加橫向聯系，也是近幾年採用較多的加固方法。該方法是通過增設橋梁橫向聯系，以改善上部結構的荷載橫向分布規律，從而達到提高結構整體承載能力的加固方法。
一般用於無內橫梁或少內橫梁的T型截面及工字形截面梁式橋，工程上常在相鄰主梁間增設現澆混凝土橫梁或鋼橫梁來提高橫向抗彎剛度。
該技術的缺點是會對原結構造成一定程度的損傷，對於配筋較為復 雜的.區域或構件，不宜採用該方法加固設計，以免增加加固後的安全隱患。
復合材料加固技術(FRP)
由纖維及網型樹脂兩部分構成。目前常用的復合材料有E一玻璃纖維、碳纖維、芳倫纖三種，其中又以碳纖維(CFRP)材料應用的最為廣泛。
採用碳纖維布加固修補橋梁和建築結構技術是一種新型的結構加固技術，它是以樹脂類膠結材料為基體，將碳纖維布粘貼固化於混凝土結構表面，利用碳纖維的高強度高彈性模量來達到對混凝土結構物進行補強和加固，並改善結構受力狀況的目的。
繞絲加固法
繞絲加固法是在被加固構件表面纏繞退火鋼絲使被加固的受壓構件混凝土受到約束作用，從而提高其承載能力和延性的一種直接加固方法。
該種繞絲加固法具有如下優點：一是提高鋼筋混凝土構件的斜截面承載力;二是提高軸心受壓構件的正截面承載力。
SRAP加固方法
SRAP加固方法是一種新的導入預應力概念的橋梁加固方法。
其利用SR增強材料的高強特性和AP樹脂砂漿防腐防水，粘合力強的特點，通過特殊的方法施加對SR高強材料施加預應力，從而達到對橋梁的加固。
預應力的施加，把膨脹螺栓錨固於梁底兩端，軟鋼絲的兩端用螺旋扣環固定於膨脹螺栓上，通過把絲扣反向的螺旋扣環旋緊施加預應力。
橋面補強層加固法
將原橋面鋪裝全都鑿除或鑿毛，然後加鋪一定厚度的補強層，以增大主梁有效高度及改善橋梁荷載橫向分布能力，從而提高單梁承載能力或橋梁結構整體承載能力。
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