齐双甲

（邢台路桥建设总公司，河北邢台 054001）

0 引言

加固后没有对桥梁原有基础结构进行任何改变，但加固后桥梁的承载能力得到有效提升，这是体外预应力技术在加固桥梁方面区别于其他技术措施的主要优势，加固效果显著。我国幅员辽阔，江河湖泊众多，为了加快国内经济建设，我国已经建设了诸多桥梁，有些桥梁建设年代较为久远，在动荷载长期影响下，桥梁或多或少带着病害运转，使得桥梁使用功能下降。体外预应力技术以其特有的加固效果，保证了加固后桥梁的安全使用年限，受到了桥梁实际加固工程建设者的青睐。

1 基本设计原则

1.1 检测的实际应用

根据被加固桥梁结构的具体情况，可以将桥梁结构的加固划分为3种基本情况。第一种是针对桥梁结构使用功能的加固，第二种是针对桥梁结构承载能力的加固，第三种是针对桥梁耐久性的加固。被加固的桥梁属于哪一种加固情况不能靠简单的判断来定，要认真细致地进行现场勘测，检查桥梁受损害的程度和桥梁危害情况，并对检查结果进行科学分析，综合判断桥梁加固目的，采取有针对性的加固措施。

1.2 桥梁加宽设计与桥梁加固设计同步进行

如果不考虑新加宽的桥与原桥之间的衔接问题，那么桥梁加宽设计与桥梁加固设计要尽可能同步进行。但是大多数情况下，考虑到新桥与原桥衔接问题，桥梁加宽部分的宽度不是很大，尽可能促使桥梁和加宽部分完整结合，达到分散桥梁上部动荷载的最终目的，继而实现桥梁加固目的。还是要强调注意新加宽桥与既有老桥之间的衔接问题。

1.3 采用多种加固方法同步设计

加大桥梁截面尺寸和增加桥梁截面钢筋配量以及改变桥梁结构支撑体系来优化桥梁受力情况继而降低桥梁受到的荷载负担是桥梁结构加固常用的两种方法。加大桥梁截面尺寸和增加桥梁截面钢筋配量主要是针对桥梁承重结构薄弱板块进行加固，改变桥梁结构支撑体系主要是针对降低桥梁荷载为目的采取的补强措施。

2 体外预应力加固技术的基本原理

加固的方法从宏观角度来讲分为主动加固和被动加固，桥梁体外预应力加固技术属于主动加固。体外预应力加固技术是指将原有桥梁的旧混凝土与新混凝土通过一定的技术措施进行加固补强，达到加固桥梁的最终目的，继而改变桥梁承担动荷载的能力。此外，体外预应力技术不仅可以通过新旧混凝土结合来补强既有桥梁的稳定性，还可以约束桥梁上部结构在长时间应力作用下而产生的变形。充分考虑既有桥梁混凝土结构是桥梁体外预应力加固技术的重中之重。当既有桥梁的混凝土结构出现变形时，采取体外预应力技术进行桥梁加固需要满足一个前置条件，这个前置条件是不能改变既有桥梁的结构和既有桥梁的混凝土结构，在此前置条件下再增加一部分新混凝土材料。新增混凝土构件与既有混凝土构件的变形能力是不同的，当连接在一起的新旧混凝土受到应力作用时，旧混凝土发生破坏，新混凝土还没有达到极限状态，随着新混凝土的不断加入，既有构件的应变能力也在不断增加，最终加强了新旧混凝土的整体性能。通过力学分析可知，桥梁体外预应力技术的应用整体来看是增强了新浇筑混凝土的抗剪切强度，但是当新浇筑混凝土与旧混凝土刚结合时，接触面的抗剪切能力是较弱的，所以要对桥梁截面的配筋情况进行精确计算，才能确保桥梁体外预应力加固技术行之有效地提高桥梁的承载能力和桥梁的稳定性。

3 施工工艺特点

在不改变既有加固桥梁的结构或者对桥梁结构改变很小的基础上，能有效增加桥梁承载能力和保障桥梁结构安全性性能是桥梁加固采用体外预应力技术区别于其他加固技术的主要优点。体外预应力技术在加固桥梁方面的效果之所以如此明显，是因为桥梁结构的应力状态在体外预应力技术作用下是主动改变的。

3.1 体外预应力技术的主要特点

桥梁结构的损伤与桥梁结构损害程度是采取何种桥梁结构加固技术的主要选择依据。因此可操作性强，可布置性灵活是选择桥梁结构加固技术的首要标准，与此同时采用的加固措施也要根据桥梁结构的实际情况而灵活应对。应用在桥梁加固体外预应力技术的机械设备必须具有一定连贯性，在加固作业的连接结构中起减少摩擦阻力以及将桥梁上部传来的动荷载分布到预应力配筋上的主要部件是将体外索与锚固位置进行有机连接，通过体外索与锚固位置有机连接组成的结构所产生的应力变化值会降低，这对加强桥梁受力结构的稳定性和提高体外锚索的利用率都有很大促进作用。在桥梁加固工程中，为了尽最大限度去保护既有桥梁原来的净空以及不破坏桥梁原有设计的美观性，需要尽可能在桥梁加固工程中多设置一些能根据加固工程特点灵活变化的构件，而锚固与转向功能构件之间的结构符合这一要求。体外预应力技术加固桥梁结构的另外一大优势是其自身重量比较小，无需单独针对桥梁下部结构采取相应的加固措施，这既提高了加固工程的成本投入又大大提高了加固工程的施工效率，在加固过程中要依据锚索的受力情况增减预应力施加程度。

3.2 综合桥梁病害和具体施工技术采取针对性设置

即使应用体外预应力技术进行桥梁结构的加固可以取得良好的预期结果，但是也需要采取合理的施工措施才能实现更好的应用效果。针对应力结构的设置是体外预应力技术加固桥梁结构工程中常遇到的，底板、顶板和腹板体外索以及通长索是应力结构常见的设置类型。这几种常见的应力结构类型中，可以行之有效地改善桥梁整体结构应力的结构是通长索结构类型，该设置方式工作原理是其可以形成空间曲线，通过转向功能实现多点传力，实现改善结构应力的目的。

3.3 体外预应力施工技术的缺点

体外预应力技术中应用的预应力索是预应力技术中采用的关键材料，但是预应力索在自然环境雨水的侵蚀下容易上锈，这是体外预应力施工技术的第一个缺点；桥梁锚固产生的应力与桥梁结构产生的应力比较容易集中在一起，这对桥梁的稳定性造成了隐患，这是体外预应力施工技术的第二个缺点；最后一个缺点就是锚具、夹片在加固作业中应用数量较多，再加上体外索张拉力不足的影响，无法充分发挥钢绞线的强度，继而影响到了锚具和夹片的施工，加大了体外预应力技术的施工难度。

4 具体加固措施

4.1 桥梁下方支撑式预应力拉杆

桥梁加固技术根据其加固的类型不同也有较大差别，当桥梁下方的净空满足条件的情况下，可以采用在桥梁主梁下方设置拉杆体系的方法来加固桥梁结构，使用该技术进行加固作业时，必须要在既有桥梁的横隔板（其中一侧）上固定粗钢筋来改变支撑点原有的位置，其目的是有效调整拉杆上的张拉力，使拉力满足桥梁所受荷载的安全系数。可以通过竖向顶撑张拉和横向收紧张拉两种方法进行张拉作业。竖向顶撑张拉法主要应用在桥梁端部下侧，在桥梁端部下侧位置安装钢锚（U形）固定板，并将钢锚固板与事先设置好的拉杆焊接在一起。为了通过钢锚固板顺利的向拉杆施加预应力，需要在桥梁跨径和径中之间安装张紧夹具，同时桥梁腹板或者桥梁托架上也可以安装张紧夹具，张紧夹具固定的时间以拉杆达到设计应力值的时间为准，一般利用混凝土垫块来进行固定。为了获得更好的拉力，确保梁底面和拉杆之间处于契合状态。此外，为了防止张紧夹具生锈带来损害，需做好张紧夹具的防锈工作。

横向收紧张拉法，由施工技术人员将粗钢筋分两层布置于桥肋底面两侧，在靠近桥梁端的位置适当弯曲并固定。在整个弯曲过程中，拉杆由粗钢筋来代替，在粗钢筋弯曲的地方设置相应数量的短钢筋形成支撑来形成预应力，并在纵向位置按照间距设置撑棍与螺栓，最后加以收紧器的使用，能够很好地使拉杆横向受紧并受力，产生预应力。

4.2 体外预应力钢丝束加固法

采用钢丝束来加固桥梁上部结构是目前体外预应力加固技术较为常用的措施，具体技术措施是先进行预应力钢丝束的制作，其制作过程要沿着桥梁的测面采用曲线形式进行设置。在制作钢丝束过程中存在一个难点需要特别注意，该难点就是如何准确固定钢丝束位置，现在固定钢丝束的通常做法是在桥梁最底端设置定位箍筋圈，该做法是为了适应钢丝束曲线线型特点，箍筋圈间距一般设置为（50～100）cm，同时可以采取在桥梁肋侧埋置定位削来辅助钢丝束的定位。钢丝束工作过程必须要穿过梁端翼缘板上的斜孔，到达梁顶锚固位置才能最终实现其固定工作。由于钢丝束材料自身特点，在桥梁所处的自然环境下容易生锈，严重影响钢丝束工作性能，需要采取相应的措施防止钢丝束生锈。如果是先张预应力作业，需要对钢丝束设置保护套管；如果采用后张拉预应力作业，可以在张拉后利用水泥浆液包裹钢丝束预防生锈。

5 结语

相对于其他桥梁加固技术来说，体外预应力技术加固桥梁结构可以主动改善桥梁结构应力状况，此外对桥梁结构安全性的提升也是行之有效的，所以该技术在桥梁加固技术中属于比较灵活的加固技术，因此无论从发展前景还是应用空间来说，体外预应力技术在桥梁结构加固工程中都是最好的选择。体外预应力技术在实际应用中即使存在一定缺陷，但是在实际施工中可以通过采取适当方法解决。