金丽温高速公路大洋大桥体外预应力加固.doc

1、金丽温高速公路大洋大桥体外预应力加固摘要 通过对金丽温高速大洋大桥体外预应力加固实例，详细阐述了体外预应力在桥梁加固中德应用，本项目中通过预应力加固大大提高了桥梁的承载能力及使用寿命，达到了提高桥梁运营安全性目标。 关键词 高速 桥梁 预应力 加固 中图分类号:TU997 文献标识码:A 1、工程概述 金丽温高速公路大洋大桥位于 G1513 金丽温高速公路丽青段，该桥中心桩号 K161+119，上部结构为 625+725+625m 先简支后连续部分预应力箱梁，桥梁全长 480m，全宽 25m。 桥梁主要病害及检测结果 1）大洋大桥主要病害为箱梁腹板的竖向或斜向八字形裂缝，裂缝大都位于跨中区域，

2、取芯结果表明部分裂缝深度已贯穿整个腹板；次要病害为横隔板普遍竖向开裂，部分桥墩盖梁的负弯矩区有少量竖向裂缝，但缝宽未超限。 2）无损检测和局部破损检测结果表明，小箱梁腹板厚度尺寸变异性较大，抽检腹板中最小厚度仅为设计值的 79%；混凝土材质、钢筋特性基本符合设计要求；预应力管道注浆局部存在空洞；第 5 跨小箱梁跨中有少量下挠，裂缝对刚度的削弱较明显。 3）从裂缝位置和形态来看，预应力筋对其覆盖区域有较好的裂缝抑制效应，推测腹板裂缝首先是从腹板中性轴附近开裂，然后向上或向下延伸；裂缝成因可能和预应力、腹板厚度偏薄等因素相关。 4）结构承载力检算结果表明采用 0.9 的旧桥检算系数对抗力进行折减后

3、，边梁以及中跨中梁的极限承载能力已不能满足设计要求。从现场裂缝情况看，边梁比中梁严重，次边跨和中跨比边跨严重，这和验算结果基本是吻合的。 3、维修建议 根据大洋大桥有限元分析及加固方案审查意见，对大洋大桥进行体外预应力加固，本次预应力施工主要是单行线计 17 跨共 68 片箱梁的体外无粘结预应力加固施工。主要施工内容包括：转向块施工、减震器施工、锚固齿板施工、体外无粘结预应力钢绞线束的安装、张拉、灌注防腐材料等工作内容。每片箱梁设计采用 4-3 计 12s15.2 体外预应力无粘结束，重 1304Kg，68 片箱梁钢绞线总重 22.17 吨。无粘结束采用高强度低松弛环氧喷涂钢绞线 s15.2，

4、单根钢绞线直径为 15.2mm，面积Ay=140mm2，钢绞线标准强度 fpk1860Mpa，弹性模量Ep1.95105Mpa,钢绞线束锚下控制应力为 0.4fpk=744 Mpa。采用一次性一根无粘结束的张拉方式，张拉时采用张拉力与延伸量双控，以张拉力为主，延伸量校核。 4、体外预应力加固施工方案 4.1 施工工序 4.2 预应力主要材料说明 本工程体外预应力索采用 1860 级 s15.2（钢铰线结构 17）高强度低松驰环氧喷涂钢绞线无粘结束，体外索索体采用成品索，由环氧喷涂钢绞线+专用油脂+热挤外层 PE 等多层防腐结构组成，具有优良的防腐性，见图 1。体外索采用专用锚具，包括锚垫板、工

5、作锚板、夹片、保护罩等组成，见图 2。 图 1 图 2 4.3 体外预应力施工步骤 4.3.1 增设锚固块（见平面图） (1)种植螺杆，浇筑新增齿板及腹板 放样：按图纸要求的位置及尺寸进行放样，标明具体位置。 钻孔及孔内处理，依据施工图布置，在做新增齿板及腹板的位置用冲击钻钻，用压缩空气清除孔内浮尘。注意孔内浮尘的清理必须由孔底向孔口清理（硬质排气管插入孔底，再后拔 12 厘米） 。 凿毛接触面混凝土； 浇筑新增齿板：骨架形成后，按照齿板的形状立模，然后浇筑混凝土，形成新增齿板。 混凝土浇注前应进行配合比试验，以确保混凝土的各项指标满足设计要求；在满足设计强度等级的前提下尽量减小水灰比，降低水

6、泥用量，以提高其抗裂性。 混凝土浇注时，应根据现场情况采用附着式及插入式振捣器进行振捣。对于新增齿板及腹板、顶板及腹板的连接处及预应力锚固区应特别注意振捣密实； 新增齿板养生：浇注好新增齿板后应加强养生，其立方体强度达到 85%以上，方可进行张拉工作。 4.3.2 增设转向块 转向块钢构件各板材加工 按图纸要求，工厂加工钢结构锚固体系各板材并焊接成型。底板暂不钻锚栓预留孔。 锚固钢构件的安装 锚固钢构件底板与梁体间压力灌注胶粘剂粘贴； 4.3.3 体外预应力施工 体外预应力钢绞线采用镀锌或环氧涂敷无粘接钢绞线及配套体外预应力锚具，fpk=1860Mpa，产品进场后，应检查每捆钢绞线有无不均匀初

7、应力：截取 2 至 3m 长的钢绞线，在室内内放置 24 小时后，检查各钢丝是否仍为一个平面，如发生变化，说明钢绞线各钢丝存 在不均匀初应力，此类钢绞线禁止使用，应予退货。按有关规定对钢绞线抽检强度，弹性模量，截面积，延伸量和硬度，质量不合格不准使用。并应按实测弹性模量和截面积对计算延伸量进行校正。施工要点如下： 钢绞线下料应用圆盘锯切割，切割面应为一平面，以便张拉时检查断丝。 锚具应抽样检查硬度，逐个检查垫板喇叭管内有无毛刺，质量不合格不准使用。 混凝土养护龄期达 7 天以上，且混凝土强度达到设计强度的 85%以后，方可张拉预应力束。 预应力束张拉应在有经验技术人员指导下由固定工班进行操作，

8、不允许临时工承担此 项工作。每次张拉均应有完整记录，且应在监理在场的情况下进行。 预应力钢束应分级对称张拉，张拉控制应力con0.4fpk=744MPa。 预应力钢束在张拉工作开始之前应分别从两端采用千斤顶对钢束进行松动张拉，以确保钢绞线平行顺直且滑动自由。 张拉操作步骤：初张拉（张拉力 P0 等为 0.15 倍设计张拉力 P）回油归零（作为延伸量 0 的起测点）张拉并维持 0.5 设计吨位 P持荷 5 分钟张拉并维持 0.8 设计吨位 P持荷 5 分钟张拉并维持设计吨位 P持荷 5 分钟量测延伸量 1回油量测延伸量 2。 预应力束张拉采用延伸量与张拉吨位双控，延伸量误差范围为6%。延伸量为钢

9、束上标定平面位置距锚垫板之间的距离变化值，不得以油缸伸长值代替延伸量。 钢绞线张拉时不允许断丝，一旦出现断丝，必须更换整束钢绞线。断丝是指锚具与锚具间，钢丝在张拉或锚固时破断。 检查千斤顶和锚具有无滑丝：查看 2-1 是否大于 7mm，如大于 7mm，则表明出现了整体滑丝，应查明原因并采取措施解决后，方可继续张拉。再检查钢绞线尾端标定平面是否仍为一个平面，如平面出现了变化，说明有个别钢绞线出现了滑丝现象，必须采取措施进行及时处理。千斤顶和油泵必须配套标定和配套使用。严禁钢铰线作电焊机导线用。 体外索张拉原则为：纵向，先张拉中跨体外索，后张拉边跨体外索。体外索应对称逐级张拉，每级不超过张拉设计值

10、的 30%，在每张拉完一级时，要仔细检查每个锚固点和转向点的受力情况，如出现不良情况，应立即停止张拉，查明原因采取相应补强措施后再进行张拉。 4.4 张拉注意事项 、体外索张拉过程中建议实时读取监控测点应力值，并与设计预计值对照； 、如张拉完成后中跨跨中梁底应力值没有达到设计预计值或超过太多，应与设计单位联系， 不得自行补张； 、张拉完成后，应及时进行锚头的防腐处理； 、张拉时应力控制为主，伸长值校核。 结语 由于高速桥梁众多，运营一定年限后，就会出现承载力下降等病害，体外预应力加固将会在桥了加固中越来越得到广泛应用。 参考文献 1徐志强 体外预应力技术加固桥梁的研究与发展 期刊论文 公路与汽运 2007（6） 2预应力混凝土用钢绞线 （GB/T5224-2003） 3预应力筋用锚具、夹具和连接器技术规程 （JGJ85-2010）