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体外预应力加固法的设计和施工技术
日期:2015-5-7 11:05:50 作者:佚名 来源:本站原创
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根据体外预应力拉杆补强加固梁式桥的原理,加固后预应力拉杆与旧桥的钢筋混凝土梁(板)将组成一个整体并共同受力,补强拉杆与被补强梁(板)形成了一个新复合体系,这样就改变了结构原来的静力体系。因此,应事先进行必要的设计与计算。

1.体外预应力加固设计计算步骤与方法

(1)计算求出被补强构件提高荷载标准前所受荷载及其引起的内力,包括永久作用和可变作用内力。

(2)在估算原截面尺寸足够的情况下,计算提高荷载标准后的可变作用内力,并由永久作用与可变作用的组合来验算加固的必要性和合理性。

(3)由上面两项之差得出内力的提高值(需补强加固的抵抗力矩及剪力等),估算出补强拉杆应有的横截面面积。

(4)计算和确定拉杆所必需的张拉力与伸长量。由于张拉预应力拉杆达到一定应力后,外荷载有所增大,在由拉杆和被加固梁组成的超静定结构体系中,拉杆产生的作用效应增量,可按结构力学的方法进行分析,几种荷载的综合效应等于各种荷载分别作用时的效应叠加。

(5)承载力验算。按规范验算被加固梁在跨中和支座截面的偏心受压承载力,以及支座至拉杆弯折处或支座附近的斜截面承载力。验算中将拉杆的作用效应作为外力,并在全部荷载作用下作偏心受压分析。若验算结果不能满足规范要求时,可加大拉杆截面或改用其他加固方案。

(6)计算确定施工中控制张拉时需要的控制量。

2、施工步骤和工艺要点

①主梁锚固孔定位凿洞

根据设计图布设的锚固孑乚中心定位凿孔,孔洞直径应大于套管直接20 - 30mm,以便于埋设环氧砂浆。凿孔工具可采用电动冲击钻,先以8mm直径的小钻头在孔位四周打一圈,然后再凿中间部分的混凝土,这样可避免孔壁四周混凝土遭到损坏。钻进时,不应连续猛钻,应边钻边拉动钻头,清除散粒以免损坏钻头。

体外预应力筋的锚固孔,应避免与主梁原斜筋相交。在正常情况下,按设计尺寸正常放样,一般不会发生与斜筋交叉现象,但当主梁钢筋原定位不准,仍有可能发生钢筋干扰情况,如遇到箍筋可直接用氧气或扁凿割断,如遇到主筋则适当偏移孔位。

②套管、垫圈、销轴应根据设计进行金属加工,但由于是旧桥加固提载,很自然各片 T梁在制作时会有不同程度的尺寸误差,故此,应及时对套管和锚固轴的长度进行相应调整。

③用环氧砂浆埋设套管,锚固孔凿好后应进行表面处理,使孔壁清洁干燥,浮松部分应清除,配制环氧树脂砂浆,用斜面压降法或灌浆法埋设套管。

④根据设计图要求,加工斜向受拉槽时,对各部件分别切割下料,焊接前应事先进行放样组拼,准确无误后方可进行施焊,并注意锚固孔是否因故变动,否则,槽钢下端角度及有关尺寸必须相应调整,以免形成在箱形槽钢两端的穿筋孔眼不在一条水平线上,引起水平钢筋弯曲或螺帽与箱形槽钢顶端不垂直,产生角偏差,造成张拉受力后预应力钢筋折断。一般在制作和凿孔放样时均有一定的误差,所以常将孑L眼适当放大为长圆孔,留有微调的余量。

⑤用砂轮切割机进行预应力钢筋切割下料,并将割口毛边用锉)J锉圆,连接器和螺帽严格按设计要求的材料、尺寸和工艺制作。连接器连接时,先把钢筋的一端做好一半连接器长度的标记,将连接器放到标记部位,然后放进另端钢筋。现在的预应力钢筋多采用精轧螺纹钢筋或钢绞线,对这些预应力钢筋的连接一般要通过专用的连接器加以连接。

⑥安装预应力构件时,把斜向槽钢套人锚固销,另一端用绳子拉起或支架撑住箱形部位,再穿人预应力钢筋,旋上垫圈、螺帽,然后由工人将螺帽旋紧至下面横隔板下承托,以减小机械张拉的行程。

⑦张拉前除设备准确就位外。由于张拉工作在桥下空中进行,须搭好脚手支架,若在船上搭架,须注意船只锚定稳固,油泵油管要有足够的长度。

⑧张拉程序宜以两侧边梁开始向中间顺序进行,以减少中梁的弹性压缩损失。张拉预应力筋前,应在试验机上将油压表、张拉千斤顶、油泵及油管等作为一系统标定油压表与拉力的关系,以便准确控制张拉力,还应仔细再检查槽钢下端箱体上的钢板是否和预应力钢筋相碰,螺帽和箱体盖板是否垂直,如不符合要求,必须进行调整,调整合格检查无误后,即用油泵控制压力表进行张拉到规定吨位,然后用特制的长扳手用力旋紧螺帽,以尽量减少螺帽压密损失。

⑨材料防护:对预应力钢筋及其一切外露钢材,须用钢丝刷除锈,涂两遍防锈漆,箱形槽钢内灌入水泥细石子混凝土与预应力钢筋平齐。待预应力钢筋上的油漆干燥后,涂热沥青两遍,并用浸透沥青的粗麻袋沿钢筋缠绕一遍,并用细铅丝固定,如此重复两次,形成三麻四油的防护保护层,然后再用聚苯乙烯的平圆保温大套,用细铅丝再缠绕一层麻袋布,形成防护保温层。有条件时应采用热挤PE 材料于预应力钢筋周围,或外侧用钢管在穿入预应力钢筋后内注水泥浆进行防护。

⑩在船只繁忙而桥下净空较低的河道,宜在桥梁边梁外的腹板上用红漆标志“严禁碰撞” 等安全标志。

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