淺談橋梁預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)
發(fā)表時(shí)間：2017-8-24 11:22:39 閱讀次數(shù)：
預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在土木和建筑方面應(yīng)用非常廣泛，可以說預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在公路橋梁工程中的應(yīng)用更有應(yīng)用價(jià)值。這種技術(shù)主要是解決如何針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的問題進(jìn)行加固維護(hù)，主要是橋梁的布置特點(diǎn)和抗彎承載力的要求，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的加固補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)理念基本上滿足需求，是可行的。以下將結(jié)合公路梁預(yù)應(yīng)力的加固技術(shù)進(jìn)行分析。
1 公路橋梁預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的工作原理
預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)不同于廣義的預(yù)應(yīng)力技術(shù)，它只是將后張法的體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)用于結(jié)構(gòu)加固，屬于部分預(yù)應(yīng)力，不是全預(yù)應(yīng)力。其工作原理是為了抑制現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的某一部分繼續(xù)變形與裂縫，或者約束已有變形或裂縫使之恢復(fù)或閉合，以保持結(jié)構(gòu)的整體性；也為了防止某一部位可能產(chǎn)生新的拉應(yīng)力引起新的裂縫。其具體措施是：給需要考慮加固的結(jié)構(gòu)部位施加部分預(yù)壓應(yīng)力，以消除結(jié)構(gòu)內(nèi)可能產(chǎn)生的拉應(yīng)力，抑制裂縫，并達(dá)到整體加固的目的。
1.1 預(yù)應(yīng)力路徑 預(yù)加應(yīng)力既然是對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部施加壓應(yīng)力，那就必須保證壓應(yīng)力只產(chǎn)生在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉應(yīng)力區(qū)，而不要產(chǎn)生在壓應(yīng)力區(qū)，否則就會(huì)適得其反，使受壓區(qū)的壓應(yīng)力超限，導(dǎo)致更可怕的脆性破壞。因此，關(guān)于體外預(yù)應(yīng)力的齒板（錨拉點(diǎn)）位置與構(gòu)造以及張拉索走向、張拉力強(qiáng)度，都必須經(jīng)過仔細(xì)設(shè)計(jì)；此外，對(duì)加固件可能出現(xiàn)的導(dǎo)致裂縫的拉應(yīng)力強(qiáng)度，也必須先經(jīng)過仔細(xì)計(jì)算，做到心中有數(shù)，以便適當(dāng)控制張拉噸位。
1.2 預(yù)應(yīng)力機(jī)具 根據(jù)體外預(yù)應(yīng)力和局部預(yù)應(yīng)力或部分預(yù)應(yīng)力的工作特點(diǎn)，不存在埋管穿線和注漿等復(fù)雜問題。為了盡量回避障礙，減少對(duì)構(gòu)件的傷害和對(duì)已有張拉管線的干擾，應(yīng)盡量避免長(zhǎng)線張拉、大噸位（集中）張拉，而以短線分散張拉為主。因此，可盡量避免使用鋼絞線而以高強(qiáng)鋼絲或精制螺紋鋼代替。張拉機(jī)具應(yīng)簡(jiǎn)易、輕便，一般不使用臺(tái)座式油壓千斤頂張拉，而代之以拉桿式手壓千斤頂，甚至以螺桿扣緊方式進(jìn)行張拉。張拉以后考察一定時(shí)段，證實(shí)裂縫已經(jīng)穩(wěn)定，再鎖定張拉端，在張拉線（筋）表面抹丹強(qiáng)絲水泥砂漿保護(hù)層，或噴射混凝土保護(hù)層，可起到封閉裂縫及保護(hù)張拉線和加固件的綜合效用。
2 原因分析
大跨度預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁橋的開裂原因顯然是多方面的，必然很復(fù)雜。有些是設(shè)計(jì)構(gòu)造不合理，主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)思想從力學(xué)平衡方面考慮得多一些，從變形協(xié)調(diào)和本構(gòu)關(guān)系合理方面考慮得少一些，因而必然出現(xiàn)腹板和頂、底板的厚度及配筋不相適應(yīng)，不滿足實(shí)際需要的問題；也有些是施工程序安排不合理和施工質(zhì)量不保證的問題。但作為一個(gè)普遍存在的現(xiàn)象來考察，其主要原因還是存在于預(yù)應(yīng)力張拉工藝上。作為全預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)，其主導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)意圖是：通過預(yù)加壓力，使在結(jié)構(gòu)的每一拉應(yīng)力區(qū)都能產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，以便全部或部分抵消結(jié)構(gòu)正常服務(wù)期間出現(xiàn)的各種拉應(yīng)力，以抑制結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)。出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象表明，主梁縱向預(yù)應(yīng)力張力的張拉力度是足夠的，所以梁底并不出現(xiàn)彎曲張拉裂縫。但橫向張拉力度和豎向張拉力度就不一定夠，橫向張拉力度如果能夠確保，橋面幾十米長(zhǎng)的縱向貫通裂縫就絕對(duì)不會(huì)出現(xiàn)。存在最普遍的問題可能是關(guān)于縱向預(yù)應(yīng)力的分布情況和擴(kuò)散范圍。縱向預(yù)應(yīng)力束的主要走向在縱梁底部，由于縱梁剛度大，相對(duì)來說，腹板和頂、底板的縱向剛度很小，預(yù)應(yīng)力很可能集中出現(xiàn)在縱梁梁底的有限范圍內(nèi)，并沒有向腹板和頂、底板內(nèi)擴(kuò)散。因?yàn)閼?yīng)力的傳遞是隨結(jié)構(gòu)剛度的變化而變化的，頂、底板和腹板剛度不足，應(yīng)力就傳遞不過去，也就是頂、底板和腹板的中軸附近很可能是預(yù)應(yīng)力完全失效區(qū)，根本不存在預(yù)壓應(yīng)力。在荷載效應(yīng)或變形失調(diào)引起的拉應(yīng)力偏大，而構(gòu)造配筋不足的情況下，必然引起腹板中腰附近的棗核形豎直裂縫和頂、底板中線附近的橫向裂縫。此外，預(yù)應(yīng)力張拉松弛，預(yù)應(yīng)力埋管偏位，尤其是梁底縱向預(yù)應(yīng)力埋管在接近支座處的負(fù)彎矩區(qū)時(shí)，應(yīng)向上轉(zhuǎn)彎抬起，如果起彎點(diǎn)選擇不當(dāng)，彎起量不夠或出現(xiàn)硬彎、偏位等現(xiàn)象，都會(huì)引起支座附近主拉應(yīng)力放大，導(dǎo)致45°傾斜的主拉應(yīng)力裂縫。如果起彎點(diǎn)離支座太近，則在支座附近的梁中性軸以下可能出現(xiàn)過大的預(yù)壓應(yīng)力，這個(gè)預(yù)壓應(yīng)力與支座負(fù)彎矩產(chǎn)生的中性軸以下受壓區(qū)的壓應(yīng)力及強(qiáng)大的豎向剪應(yīng)力疊加組合后，必然形成強(qiáng)大的正八字形傾向的主拉應(yīng)力，與正常的主拉應(yīng)力方向正好相反，裂縫傾向也就與正常方向相反，形成反常的倒八字形裂縫。倒八字形裂縫屬于剪壓型裂縫，引起的破壞將是脆性破壞，具有極大的危險(xiǎn)性，必須引起高度注意。 3 預(yù)應(yīng)力損失估計(jì)和減少預(yù)應(yīng)力損失的措施
預(yù)應(yīng)力損失主要指由于預(yù)應(yīng)力加固過程中的一種工作狀況問題，由于加固件自身和結(jié)構(gòu)而引起的變形，這些問題都是在橋梁進(jìn)行預(yù)應(yīng)力加固補(bǔ)強(qiáng)過程中出現(xiàn)的問題，產(chǎn)生這類現(xiàn)象的因素包括：①基礎(chǔ)和地基的沉降；②被加固件因?yàn)槟承┰虍a(chǎn)生收縮而引起；③加固件本身的因素；④加固件的節(jié)點(diǎn)和變形的結(jié)構(gòu)；⑤溫度的影響產(chǎn)生的應(yīng)變，在對(duì)橋梁預(yù)應(yīng)力加固時(shí)，因?yàn)橐陨线@些因素的影響，就會(huì)產(chǎn)生比較大的預(yù)應(yīng)力損失，這種損失是不可忽視的，因此，在加固施工的過程中，要考慮和估算損失量，這樣才會(huì)在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力加固過程中，將這些因素放進(jìn)去，預(yù)留一些構(gòu)造的措施，從而將預(yù)應(yīng)力加固的數(shù)據(jù)調(diào)整并優(yōu)化的數(shù)值。
在針對(duì)預(yù)應(yīng)力加固的數(shù)值進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，必須先將加固前后的結(jié)構(gòu)受力圖繪制出來，并進(jìn)行內(nèi)力的變化分析。加固件的工作應(yīng)力數(shù)值必須要符合所需要的原有結(jié)構(gòu)預(yù)期加固的數(shù)值，如上所述，就要將預(yù)應(yīng)力損失量考慮進(jìn)去，即加固件在進(jìn)行加固技術(shù)之后產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力的數(shù)值應(yīng)當(dāng)是兩者之和，而預(yù)應(yīng)力加固產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失量需要根據(jù)相關(guān)計(jì)算資料和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算和計(jì)算，因?yàn)檫@些數(shù)值是不方便測(cè)量出來的，在這樣的情況下，就需要設(shè)計(jì)師將因素盡可能的考慮周全，將預(yù)應(yīng)力損失的數(shù)值降到最低誤差，使預(yù)應(yīng)力加固的數(shù)值更加接近預(yù)期的數(shù)值。應(yīng)采用雙側(cè)撐桿進(jìn)行加固采用雙側(cè)預(yù)壓力撐桿加固彎矩變號(hào)的偏心受壓鋼筋混凝土柱時(shí)，可按受壓荷載較大一側(cè)用單側(cè)撐桿加固的步驟進(jìn)行計(jì)算。選用的角鋼截面面積應(yīng)能滿足柱加固后需要承受的最不利偏心受壓荷載；柱的另一側(cè)應(yīng)采用同規(guī)格的角鋼組成壓桿肢，使撐桿的雙側(cè)截面對(duì)稱。預(yù)應(yīng)力加固法具有許多優(yōu)點(diǎn)，如加固效果好工作可靠，可以減少或限制結(jié)構(gòu)的裂縫和其他變形；對(duì)橋梁營(yíng)運(yùn)使用的影響較小，可在不限制通行的條件下完成加固施工；在人力，物力和資金消耗方面也具有明顯的經(jīng)濟(jì)合理性。因此，預(yù)應(yīng)力加固法既可作為橋梁通過重車的臨時(shí)加固手段，又可作為永久性提高橋梁荷載等級(jí)的措施。其預(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)加固一般采用預(yù)應(yīng)力拉桿，常用的拉桿體系有三種：水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)拉桿、下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)拉桿以及組合式預(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)拉桿。
4 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力在橋梁加固中的應(yīng)用
有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系，以其預(yù)應(yīng)力筋錨固簡(jiǎn)單，張拉施工方便和結(jié)構(gòu)耐久性高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，受到國(guó)內(nèi)外土木工程界的重視。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系特別適用于中、小跨徑的鋼筋混凝土T形梁和空心板梁的加固，尤其是對(duì)高速公路和城市立交工程中大量采用的中等跨徑的鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，由于受箱梁高度限制，在箱內(nèi)布置體外預(yù)應(yīng)力筋有困難的情況下，采用在箱梁底部增設(shè)預(yù)應(yīng)力筋，然后噴注高性能抗拉復(fù)合砂漿的有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系是理想的加固方案之一。采用豎向頂撐法進(jìn)行加固，預(yù)應(yīng)力筋的兩端用U形鋼板進(jìn)行錨固。為防止其下滑，在U形錨固板的端部用四個(gè)膨脹螺栓加以固定。張拉方法為豎向千斤頂頂撐法。待頂撐到位后，在支撐點(diǎn)和預(yù)應(yīng)力筋之間墊以鋼板，并用點(diǎn)焊固定，最后用細(xì)石混凝土將預(yù)應(yīng)力筋粘結(jié)在原梁上。
一般而言，因?yàn)槭艿皆轰摻罴荏w的影響，可采用一些膨脹的螺栓或者焊接來對(duì)固定預(yù)應(yīng)力的筋的支承角鋼，來對(duì)固定的方法，預(yù)應(yīng)力加固補(bǔ)強(qiáng)后，可以根據(jù)橋梁的骨架高度的范圍進(jìn)行截面的焊接從而達(dá)到預(yù)應(yīng)力的目的，，形成下焊接緣馬蹄形截面。底面HTCM砂漿保護(hù)層將預(yù)應(yīng)力筋與被加固梁體粘結(jié)為整體，側(cè)面的HTCM砂漿增加了原梁鋼筋骨架的保護(hù)層厚度，使結(jié)構(gòu)的耐久性提高。用于斜截面加固的預(yù)應(yīng)力筋可以采用2股或3股鋼絞線、高強(qiáng)螺旋肋鋼絲或小直徑精軋螺紋鋼等國(guó)產(chǎn)鋼材。對(duì)某些以提高后加補(bǔ)強(qiáng)材料利用率為主要目的的情況，甚至可以采用小直徑的HRB400鋼筋做預(yù)應(yīng)力鋼筋。鋼絞線或螺旋肋鋼絲可采用小型夾片錨錨固，用小型千斤頂張拉。小直徑粗鋼筋可采用螺帽錨具錨固，用小型千斤頂或測(cè)力扳手?jǐn)Q緊螺帽進(jìn)行張拉，亦可采用橫向拉緊變形法進(jìn)行張拉。為了使加固的構(gòu)件與原柱更好地協(xié)同工作，并保證原柱在后加荷載作用下的安全，考慮到柱為偏心受壓構(gòu)件，初步確定選用單側(cè)撐桿預(yù)應(yīng)力加固法，張拉方法采用橫向張拉法。外粘型鋼加固法優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)件截面尺寸增加不多，而構(gòu)件承載力可大幅度提高，并且經(jīng)加固后原構(gòu)件混凝土受到外包鋼的約束，原柱子的承載力和延性得到改善。同時(shí)，此法還具有施工簡(jiǎn)便、工期短等特點(diǎn)，目前廣泛用于加固鋼筋混凝土柱、梁、桁架弦、腹桿。采用外粘型鋼加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)使用改性環(huán)氧樹脂膠粘劑進(jìn)行灌注。
例如，某橋?yàn)榭鐝?X45m采用頂推法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。由于頂推施工過程的受力需要，在箱梁的腹板的內(nèi)沒有配置彎起預(yù)應(yīng)力束，斜截面剪力全部由混凝土和箍筋承擔(dān)。近年來由于車輛嚴(yán)重超載，箱梁的腹板出現(xiàn)了大量的斜裂縫，裂縫寬度一般為0.2-0.4mm，個(gè)別裂縫寬度達(dá)1.5mm。驗(yàn)算結(jié)果表明，該橋正截面抗彎承載力滿足要求，主要問題是斜截面抗剪承載力不足，由于主拉應(yīng)力偏大導(dǎo)致大量的斜裂縫。建議采用有粘結(jié)豎向預(yù)應(yīng)力筋對(duì)出現(xiàn)嚴(yán)重斜裂縫的區(qū)段斜截面進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。在箱梁腹板兩側(cè)增設(shè)豎向預(yù)應(yīng)力筋，提高斜截面抗剪承載力。預(yù)應(yīng)力筋采用中Ф8.6的三股鋼絞線，間距為100-200mm（具體數(shù)據(jù)應(yīng)按斜截面抗剪承載力受力要求確定）。預(yù)應(yīng)力筋采用小型千斤頂張拉，采用小型夾片錨將預(yù)應(yīng)力筋錨固于固定在腹板上的支承角鋼筋上。預(yù)應(yīng)力筋張拉后，在腹板兩側(cè)噴注30mm厚的HTCM砂漿，加大截面尺寸，減小主拉應(yīng)力，保護(hù)鋼筋免于腐蝕，以提高結(jié)構(gòu)的耐久性。
1 公路橋梁預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的工作原理
預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)不同于廣義的預(yù)應(yīng)力技術(shù)，它只是將后張法的體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)用于結(jié)構(gòu)加固，屬于部分預(yù)應(yīng)力，不是全預(yù)應(yīng)力。其工作原理是為了抑制現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的某一部分繼續(xù)變形與裂縫，或者約束已有變形或裂縫使之恢復(fù)或閉合，以保持結(jié)構(gòu)的整體性；也為了防止某一部位可能產(chǎn)生新的拉應(yīng)力引起新的裂縫。其具體措施是：給需要考慮加固的結(jié)構(gòu)部位施加部分預(yù)壓應(yīng)力，以消除結(jié)構(gòu)內(nèi)可能產(chǎn)生的拉應(yīng)力，抑制裂縫，并達(dá)到整體加固的目的。
1.1 預(yù)應(yīng)力路徑 預(yù)加應(yīng)力既然是對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部施加壓應(yīng)力，那就必須保證壓應(yīng)力只產(chǎn)生在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉應(yīng)力區(qū)，而不要產(chǎn)生在壓應(yīng)力區(qū)，否則就會(huì)適得其反，使受壓區(qū)的壓應(yīng)力超限，導(dǎo)致更可怕的脆性破壞。因此，關(guān)于體外預(yù)應(yīng)力的齒板（錨拉點(diǎn)）位置與構(gòu)造以及張拉索走向、張拉力強(qiáng)度，都必須經(jīng)過仔細(xì)設(shè)計(jì)；此外，對(duì)加固件可能出現(xiàn)的導(dǎo)致裂縫的拉應(yīng)力強(qiáng)度，也必須先經(jīng)過仔細(xì)計(jì)算，做到心中有數(shù)，以便適當(dāng)控制張拉噸位。
1.2 預(yù)應(yīng)力機(jī)具 根據(jù)體外預(yù)應(yīng)力和局部預(yù)應(yīng)力或部分預(yù)應(yīng)力的工作特點(diǎn)，不存在埋管穿線和注漿等復(fù)雜問題。為了盡量回避障礙，減少對(duì)構(gòu)件的傷害和對(duì)已有張拉管線的干擾，應(yīng)盡量避免長(zhǎng)線張拉、大噸位（集中）張拉，而以短線分散張拉為主。因此，可盡量避免使用鋼絞線而以高強(qiáng)鋼絲或精制螺紋鋼代替。張拉機(jī)具應(yīng)簡(jiǎn)易、輕便，一般不使用臺(tái)座式油壓千斤頂張拉，而代之以拉桿式手壓千斤頂，甚至以螺桿扣緊方式進(jìn)行張拉。張拉以后考察一定時(shí)段，證實(shí)裂縫已經(jīng)穩(wěn)定，再鎖定張拉端，在張拉線（筋）表面抹丹強(qiáng)絲水泥砂漿保護(hù)層，或噴射混凝土保護(hù)層，可起到封閉裂縫及保護(hù)張拉線和加固件的綜合效用。
2 原因分析
大跨度預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁橋的開裂原因顯然是多方面的，必然很復(fù)雜。有些是設(shè)計(jì)構(gòu)造不合理，主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)思想從力學(xué)平衡方面考慮得多一些，從變形協(xié)調(diào)和本構(gòu)關(guān)系合理方面考慮得少一些，因而必然出現(xiàn)腹板和頂、底板的厚度及配筋不相適應(yīng)，不滿足實(shí)際需要的問題；也有些是施工程序安排不合理和施工質(zhì)量不保證的問題。但作為一個(gè)普遍存在的現(xiàn)象來考察，其主要原因還是存在于預(yù)應(yīng)力張拉工藝上。作為全預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)，其主導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)意圖是：通過預(yù)加壓力，使在結(jié)構(gòu)的每一拉應(yīng)力區(qū)都能產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，以便全部或部分抵消結(jié)構(gòu)正常服務(wù)期間出現(xiàn)的各種拉應(yīng)力，以抑制結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)。出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象表明，主梁縱向預(yù)應(yīng)力張力的張拉力度是足夠的，所以梁底并不出現(xiàn)彎曲張拉裂縫。但橫向張拉力度和豎向張拉力度就不一定夠，橫向張拉力度如果能夠確保，橋面幾十米長(zhǎng)的縱向貫通裂縫就絕對(duì)不會(huì)出現(xiàn)。存在最普遍的問題可能是關(guān)于縱向預(yù)應(yīng)力的分布情況和擴(kuò)散范圍。縱向預(yù)應(yīng)力束的主要走向在縱梁底部，由于縱梁剛度大，相對(duì)來說，腹板和頂、底板的縱向剛度很小，預(yù)應(yīng)力很可能集中出現(xiàn)在縱梁梁底的有限范圍內(nèi)，并沒有向腹板和頂、底板內(nèi)擴(kuò)散。因?yàn)閼?yīng)力的傳遞是隨結(jié)構(gòu)剛度的變化而變化的，頂、底板和腹板剛度不足，應(yīng)力就傳遞不過去，也就是頂、底板和腹板的中軸附近很可能是預(yù)應(yīng)力完全失效區(qū)，根本不存在預(yù)壓應(yīng)力。在荷載效應(yīng)或變形失調(diào)引起的拉應(yīng)力偏大，而構(gòu)造配筋不足的情況下，必然引起腹板中腰附近的棗核形豎直裂縫和頂、底板中線附近的橫向裂縫。此外，預(yù)應(yīng)力張拉松弛，預(yù)應(yīng)力埋管偏位，尤其是梁底縱向預(yù)應(yīng)力埋管在接近支座處的負(fù)彎矩區(qū)時(shí)，應(yīng)向上轉(zhuǎn)彎抬起，如果起彎點(diǎn)選擇不當(dāng)，彎起量不夠或出現(xiàn)硬彎、偏位等現(xiàn)象，都會(huì)引起支座附近主拉應(yīng)力放大，導(dǎo)致45°傾斜的主拉應(yīng)力裂縫。如果起彎點(diǎn)離支座太近，則在支座附近的梁中性軸以下可能出現(xiàn)過大的預(yù)壓應(yīng)力，這個(gè)預(yù)壓應(yīng)力與支座負(fù)彎矩產(chǎn)生的中性軸以下受壓區(qū)的壓應(yīng)力及強(qiáng)大的豎向剪應(yīng)力疊加組合后，必然形成強(qiáng)大的正八字形傾向的主拉應(yīng)力，與正常的主拉應(yīng)力方向正好相反，裂縫傾向也就與正常方向相反，形成反常的倒八字形裂縫。倒八字形裂縫屬于剪壓型裂縫，引起的破壞將是脆性破壞，具有極大的危險(xiǎn)性，必須引起高度注意。 3 預(yù)應(yīng)力損失估計(jì)和減少預(yù)應(yīng)力損失的措施
預(yù)應(yīng)力損失主要指由于預(yù)應(yīng)力加固過程中的一種工作狀況問題，由于加固件自身和結(jié)構(gòu)而引起的變形，這些問題都是在橋梁進(jìn)行預(yù)應(yīng)力加固補(bǔ)強(qiáng)過程中出現(xiàn)的問題，產(chǎn)生這類現(xiàn)象的因素包括：①基礎(chǔ)和地基的沉降；②被加固件因?yàn)槟承┰虍a(chǎn)生收縮而引起；③加固件本身的因素；④加固件的節(jié)點(diǎn)和變形的結(jié)構(gòu)；⑤溫度的影響產(chǎn)生的應(yīng)變，在對(duì)橋梁預(yù)應(yīng)力加固時(shí)，因?yàn)橐陨线@些因素的影響，就會(huì)產(chǎn)生比較大的預(yù)應(yīng)力損失，這種損失是不可忽視的，因此，在加固施工的過程中，要考慮和估算損失量，這樣才會(huì)在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力加固過程中，將這些因素放進(jìn)去，預(yù)留一些構(gòu)造的措施，從而將預(yù)應(yīng)力加固的數(shù)據(jù)調(diào)整并優(yōu)化的數(shù)值。
在針對(duì)預(yù)應(yīng)力加固的數(shù)值進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，必須先將加固前后的結(jié)構(gòu)受力圖繪制出來，并進(jìn)行內(nèi)力的變化分析。加固件的工作應(yīng)力數(shù)值必須要符合所需要的原有結(jié)構(gòu)預(yù)期加固的數(shù)值，如上所述，就要將預(yù)應(yīng)力損失量考慮進(jìn)去，即加固件在進(jìn)行加固技術(shù)之后產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力的數(shù)值應(yīng)當(dāng)是兩者之和，而預(yù)應(yīng)力加固產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失量需要根據(jù)相關(guān)計(jì)算資料和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算和計(jì)算，因?yàn)檫@些數(shù)值是不方便測(cè)量出來的，在這樣的情況下，就需要設(shè)計(jì)師將因素盡可能的考慮周全，將預(yù)應(yīng)力損失的數(shù)值降到最低誤差，使預(yù)應(yīng)力加固的數(shù)值更加接近預(yù)期的數(shù)值。應(yīng)采用雙側(cè)撐桿進(jìn)行加固采用雙側(cè)預(yù)壓力撐桿加固彎矩變號(hào)的偏心受壓鋼筋混凝土柱時(shí)，可按受壓荷載較大一側(cè)用單側(cè)撐桿加固的步驟進(jìn)行計(jì)算。選用的角鋼截面面積應(yīng)能滿足柱加固后需要承受的最不利偏心受壓荷載；柱的另一側(cè)應(yīng)采用同規(guī)格的角鋼組成壓桿肢，使撐桿的雙側(cè)截面對(duì)稱。預(yù)應(yīng)力加固法具有許多優(yōu)點(diǎn)，如加固效果好工作可靠，可以減少或限制結(jié)構(gòu)的裂縫和其他變形；對(duì)橋梁營(yíng)運(yùn)使用的影響較小，可在不限制通行的條件下完成加固施工；在人力，物力和資金消耗方面也具有明顯的經(jīng)濟(jì)合理性。因此，預(yù)應(yīng)力加固法既可作為橋梁通過重車的臨時(shí)加固手段，又可作為永久性提高橋梁荷載等級(jí)的措施。其預(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)加固一般采用預(yù)應(yīng)力拉桿，常用的拉桿體系有三種：水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)拉桿、下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)拉桿以及組合式預(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)拉桿。
4 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力在橋梁加固中的應(yīng)用
有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系，以其預(yù)應(yīng)力筋錨固簡(jiǎn)單，張拉施工方便和結(jié)構(gòu)耐久性高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，受到國(guó)內(nèi)外土木工程界的重視。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系特別適用于中、小跨徑的鋼筋混凝土T形梁和空心板梁的加固，尤其是對(duì)高速公路和城市立交工程中大量采用的中等跨徑的鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，由于受箱梁高度限制，在箱內(nèi)布置體外預(yù)應(yīng)力筋有困難的情況下，采用在箱梁底部增設(shè)預(yù)應(yīng)力筋，然后噴注高性能抗拉復(fù)合砂漿的有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系是理想的加固方案之一。采用豎向頂撐法進(jìn)行加固，預(yù)應(yīng)力筋的兩端用U形鋼板進(jìn)行錨固。為防止其下滑，在U形錨固板的端部用四個(gè)膨脹螺栓加以固定。張拉方法為豎向千斤頂頂撐法。待頂撐到位后，在支撐點(diǎn)和預(yù)應(yīng)力筋之間墊以鋼板，并用點(diǎn)焊固定，最后用細(xì)石混凝土將預(yù)應(yīng)力筋粘結(jié)在原梁上。
一般而言，因?yàn)槭艿皆轰摻罴荏w的影響，可采用一些膨脹的螺栓或者焊接來對(duì)固定預(yù)應(yīng)力的筋的支承角鋼，來對(duì)固定的方法，預(yù)應(yīng)力加固補(bǔ)強(qiáng)后，可以根據(jù)橋梁的骨架高度的范圍進(jìn)行截面的焊接從而達(dá)到預(yù)應(yīng)力的目的，，形成下焊接緣馬蹄形截面。底面HTCM砂漿保護(hù)層將預(yù)應(yīng)力筋與被加固梁體粘結(jié)為整體，側(cè)面的HTCM砂漿增加了原梁鋼筋骨架的保護(hù)層厚度，使結(jié)構(gòu)的耐久性提高。用于斜截面加固的預(yù)應(yīng)力筋可以采用2股或3股鋼絞線、高強(qiáng)螺旋肋鋼絲或小直徑精軋螺紋鋼等國(guó)產(chǎn)鋼材。對(duì)某些以提高后加補(bǔ)強(qiáng)材料利用率為主要目的的情況，甚至可以采用小直徑的HRB400鋼筋做預(yù)應(yīng)力鋼筋。鋼絞線或螺旋肋鋼絲可采用小型夾片錨錨固，用小型千斤頂張拉。小直徑粗鋼筋可采用螺帽錨具錨固，用小型千斤頂或測(cè)力扳手?jǐn)Q緊螺帽進(jìn)行張拉，亦可采用橫向拉緊變形法進(jìn)行張拉。為了使加固的構(gòu)件與原柱更好地協(xié)同工作，并保證原柱在后加荷載作用下的安全，考慮到柱為偏心受壓構(gòu)件，初步確定選用單側(cè)撐桿預(yù)應(yīng)力加固法，張拉方法采用橫向張拉法。外粘型鋼加固法優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)件截面尺寸增加不多，而構(gòu)件承載力可大幅度提高，并且經(jīng)加固后原構(gòu)件混凝土受到外包鋼的約束，原柱子的承載力和延性得到改善。同時(shí)，此法還具有施工簡(jiǎn)便、工期短等特點(diǎn)，目前廣泛用于加固鋼筋混凝土柱、梁、桁架弦、腹桿。采用外粘型鋼加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)使用改性環(huán)氧樹脂膠粘劑進(jìn)行灌注。
例如，某橋?yàn)榭鐝?X45m采用頂推法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。由于頂推施工過程的受力需要，在箱梁的腹板的內(nèi)沒有配置彎起預(yù)應(yīng)力束，斜截面剪力全部由混凝土和箍筋承擔(dān)。近年來由于車輛嚴(yán)重超載，箱梁的腹板出現(xiàn)了大量的斜裂縫，裂縫寬度一般為0.2-0.4mm，個(gè)別裂縫寬度達(dá)1.5mm。驗(yàn)算結(jié)果表明，該橋正截面抗彎承載力滿足要求，主要問題是斜截面抗剪承載力不足，由于主拉應(yīng)力偏大導(dǎo)致大量的斜裂縫。建議采用有粘結(jié)豎向預(yù)應(yīng)力筋對(duì)出現(xiàn)嚴(yán)重斜裂縫的區(qū)段斜截面進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。在箱梁腹板兩側(cè)增設(shè)豎向預(yù)應(yīng)力筋，提高斜截面抗剪承載力。預(yù)應(yīng)力筋采用中Ф8.6的三股鋼絞線，間距為100-200mm（具體數(shù)據(jù)應(yīng)按斜截面抗剪承載力受力要求確定）。預(yù)應(yīng)力筋采用小型千斤頂張拉，采用小型夾片錨將預(yù)應(yīng)力筋錨固于固定在腹板上的支承角鋼筋上。預(yù)應(yīng)力筋張拉后，在腹板兩側(cè)噴注30mm厚的HTCM砂漿，加大截面尺寸，減小主拉應(yīng)力，保護(hù)鋼筋免于腐蝕，以提高結(jié)構(gòu)的耐久性。
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