1、 【摘要】本文介绍了通过三指标控制法对装配式板桥体施加体外预应力施加的装置和方法，该方法简单、明了、直观、方便验证，工艺、材料和施工机具简单，技术成熟度高，容易掌握，方便推广应用，承载力的提高安全可靠，并且能够有效保护桥梁结构，延长使用寿命。【关键词】装配式板桥；体外预应力；施加方法 Prestressed External Prestressing Method of Fabricated Slab Bridge Li Yong-hui1，Wang Hai-you2 （1. Henan Pingdingshan Zhongya Road and Bridge Construction Eng
2、ineering Co.， LtdPingdingshanHenan467000； 2. Pingdingshan Highway Administration BureauPingdingshanHenan467000） 【Abstract】This paper introduces the device and method of externally prestressing exerted by the three-index control method to the assembled plate bridge body. The method is simple， clear，
3、intuitionistic， convenient for verification， simple in technology， material and construction equipment， high in technical maturity and easy to master. ， To facilitate the promotion and application of capacity to improve the safety and reliability， and can effectively protect the bridge structure and
4、 extend the service life. 【Key words】Prefabricated slab bridge；Externally prestressed；Application method 1. 前言 （1）改革开放以来，我国公路交通事业得到了迅猛的发展，截至 2014 年底全国公路总里程达 446.39 万公里，其中高速公路里程11.19 万公里。桥梁是公路的重要组成部分，随着公路建设的迅猛发展，桥梁数量也在迅速增加，据不完全统计，目前我国现有各类桥梁约 50 万座，每年开工建筑的桥梁约为 1 万余座，我国正由世界“桥梁大国“向“桥梁强国“迈进。 （2）装配式板桥是公路桥
5、梁中量大、面广的常用桥型。它结构简单、受力明确，可以采用钢筋混凝土或预应力混凝土结构，能做成实心或空心，能够进行工厂化生产，因此，各类各级公路和城市道路桥梁广泛采用。 （3）装配式板桥容易出现以下问题：一是横向连接较弱；二是由于使用过程中预应力损失等因素导致承载能力下降；三是同一孔桥板的承载能力差别较大。再加上严重的超载超限和大交通量，导致桥梁承载能力相对不足，结果经常造成桥面铺装过早破坏，形成单板受力。不但影响桥梁使用品质和通行能力，存在安全隐患，甚至造成安全事故。另外，有些桥梁原设计标准低，在升级改造时需要提高承载能力。 （4）JTG/T J22-2008公路桥梁加固设计规范指出，体外索可
6、根据原结构的构造及断面形式布置在梁体的外侧或内侧，并给出了简支梁桥常用的体外索布索形式。对于装配式板桥来讲，板间设计距离只有 1cm，实际距离往往不足 1cm，而预应力束以及其它装置的几何尺寸远大于 1cm，因此把体外索布置在桥板外侧是不可取的；再者，对于实心桥板，体外索不可能布置在内部，对于空心桥板，空心部分的几何尺寸往往只有几十公分，人进不去，安装体外索以及其它装置十分困难，即使能够安装，维修保养也十分麻烦和困难，因此把体外索布置在桥板内侧也是不可取的。 2. 一种装配式板桥体外预应力施加装置结构 图 1 是一种装配式板桥体外预应力施加方法，通过对装配式板桥施加体外预应力，提高装配式板桥的
7、承载能力，延长板桥的使用寿命。3. 预应力施加方法 预应力施加方法包括以下步骤： 3.1 第一步，确定体外索使用根数和各桥板的预拱度目标值； 3.2 第二步，把转向器分别与端部钢板和中部钢托梁连接备用； 转向器安装在体外索每个转向处，即每根体外索有三个转向处，当需要多根体外索时，转向器平行于桥板横轴线布置，张拉后端部转向器与锚具之间的体外索平行于桥板底面；端部钢板由两个竖板和一个水平板焊接而成，端部钢板横向的长度等于桥板宽度，其纵向的长度应方便施工时千斤顶的安放与移去，端部钢板的水平板以上竖板部分的高度为桥板厚度的 1/31/2，端部钢板的竖板靠桥中心一侧与水平板下方之间形成的夹角焊接三角钢板
8、加固；中部钢托梁和中部钢垫板的长度不小于桥板宽度或者在需要施加体外预应力的桥板宽度和基础上再加上 100mm，中部钢托梁采用刚接或者铰接，中部钢垫板采用刚接。 3.3 第三步，在端部钢板的水平板上垫薄层环氧树脂水泥砂浆备用； 3.4 第四步，抬起桥板，安放端部钢板，并且使端部钢板的竖板顶紧桥板端部； 3.5 第五步，修整中部螺杆螺母连接处桥板侧面； 3.6 第六步，安装桥板就位； 3.7 第七步，端部钢板的竖板与桥板端部之间的间隙用环氧树脂水泥砂浆填满； 3.8 第八步，在桥板中部及其两端分别固定安装桥板中部螺栓连接装置及桥板端部螺栓连接装置，桥板端部螺栓连接装置对称布置，桥板中部螺栓连接装置
9、及桥板端部螺栓连接装置与桥板之间垫环氧树脂水泥砂浆； 桥板中部螺栓连接装置包括中部螺杆、中部螺母、中部钢垫板，桥板与中部钢托梁通过中部螺杆与中部螺母螺纹连接，中部钢垫板与桥板之间垫环氧树脂水泥砂浆；桥板端部螺栓连接装置包括端部螺杆、端部螺母、端部上钢垫板、端部下钢垫板，端部螺杆下端穿设桥板、水平板及端部下钢垫板，其上端穿设端部上钢垫板与端部螺母螺纹连接，端部上钢垫板与桥板之间也垫环氧树脂水泥砂浆。 3.9 第九步，安装体外索； 3.10 第十步，体外索张拉； （1）体外索张拉采用三指标控制法，以桥板预拱度为主、以张拉力和体外索伸长量为辅，其中针对某一块桥板以张拉力为主要控制指标，体外索伸长量是
10、辅助控制指标，张拉的最终结果是一块桥板使用的所有体外索拉力相同；就整孔桥来讲以桥板预拱度为主要控制指标，张拉力是辅助控制指标，张拉的终极结果是整孔桥所有桥板预拱度都达到目标值，当体外索应力最大部位的张拉应力达到其标准强度的 80%时，桥板的实测拱度值还没有达到预拱度目标值，则应考虑增加体外索的使用数量； （2）体外索张拉分为预张拉和张拉两个阶段，整孔桥或者一块桥板的所有体外索同时张拉，或者分级一根一根地张拉，对于某一块桥板应尽量对称张拉，当体外索数量为奇数时，体外索张拉顺序为“，当体外索数量为偶数时，体外索张拉顺序为“。 3.11 第十一步，紧固中部螺母，切掉多余的体外索，但锚具外保留体外索的
11、长度应满足再次张拉的需要，对体外索进行防腐处理。 4. 实施例 4.1 一座 9m 宽预应力混凝土空心板桥，桥面净宽 8m，纵向水平，横坡度 1.5%，上部结构套用标准图进行设计，设计桥板 8 尺寸为：长宽厚=1996cm99cm85cm、荷载为公路-II 级、混凝土标号为 C50、200mm 的橡胶支座 9 高度为 35mm、垫块 10 高度为 11cm、预拱度为 40mm、支座 9 中心线与桥板 8 端最短水平距离为 21cm、支座9 中心线与盖梁 11 边沿最短水平距离为 80cm，桥下净空没有要求，环氧树脂水泥砂浆 10h 抗压强度达到 40MPa； 4.2 参见图 1，面向道路前进方
12、向自左向右给桥板 8 编号，那么九块桥板 8 分别被称为 1#板、2#板、3#板、4#板、5#板、6#板、7#板、8#板、9#板，它们的实测拱度分别为37mm、25mm、23mm、25mm、26mm、25mm、24mm、26mm、38mm； 4.3 原桥面铺装在桥板 8 缝处切开，铰接缝混凝土已凿除，桥板8 之间的连接已断开，中部钢垫板 5 和端部上钢垫板 16 处的桥面铺装也已凿除； 4.4 要求使用原桥板 8，采用体外预应力进行加固，恢复原设计承载能力。 4.5 该预应力施加方法包括以下步骤： 4.5.1 第一步，确定体外索 1 使用根数和各桥板 8 的预拱度目标值 根据试验结合经验决定，
13、两侧桥板 8 不必施加体外预应力，每块中间桥板 8 各使用四根体外索 1；1#板和 9#板的预拱度目标值为实测值即 37mm 和 38mm，2#板8#板的预拱度目标值均为 40mm； 4.5.2 第二步，把转向器 2 分别与端部钢板 4 和中部钢托梁 6 连接备用。 （1）端部钢板 4 用 30mm 厚的钢板焊接而成，水平板规格宽990mm长 2300mm 矩形，最端部竖板高度 100mm+30mm+425mm； 锚具 3 的竖板高度 150mm，两竖板之间的水平净距 1800mm；锚具3 的竖板上关于桥板 8 纵中轴线对称均匀布置九个 20mm 穿索孔，穿索孔中心到锚具 3 的竖板下端面的距离为 30mm，相邻穿索孔间距100mm，自左向右给穿索孔编号，那么 9 个穿索孔分别被称为 1#孔9#孔，对应穿索孔的水平板上布置 94 个螺栓孔，用于安装固定转向器 2； （2）对称均匀布置的两竖板靠桥板 8 中心一侧与水平板下方之间形成的夹角用 10 块 100mm100mm 或者 10 块 150mm150mm 的等腰直角三角形钢板焊接加固； （3）1#板和 9#板不施加体外预应力，它们不需要端部钢板 4，橡胶支座 9 与桥板 8 之间垫 30mm200mm200mm 的钢板，调整桥板8 的高程，此钢板共需 24 块。 （4）转向器 2 由支座、转向轴和转向套组成，转向套上带有
