现代桥梁结构6-预应力加固技术

1、预应力加固技术n第一节 既有结构物的加固方法n一、概述n一般工程界都认为混凝土结构物（包括钢筋混凝土和预应力混凝土）与钢结构相比，具有耐久性好，维修管理工作量少、维修费用少、材料的潜在能力大等优点。但随着混凝土结构物使用年代的增加，而伴随着材料的老化，荷载和交通量的不断增大，有些施工质量的低劣，施工管理不当，使用时外界的环境条件的影响，如盐害、腐蚀和碱骨料反应等多种原因，而造成已有混凝土桥梁及其他结构物使用情况不断恶化，发生截面严重开裂、混凝土剥落及其他多种损伤，钢筋被腐蚀，乃至结构的承载能力不足。根据文献报导，美国有40的桥梁，日本有5500余座桥梁均感承载能力不足。预应力加固技术n对顶应力

2、混凝土结构物的耐久性，近年来也已引起各国的高度重视，自70年代以来，国内外都发现预应力混凝土桥梁及结构不少损伤情况的事例，有的还相当严重，影响桥梁结构的正常使用，甚至危及安全。如1985年英国威尔十发生一起后张灌浆预应力混凝土桥梁破坏的事故；国内某市的一座斜拉桥建造使用不久，由于拉索防腐不当而发生断裂事故。又如某铁路线上使用厂制的跨度32m预应力混凝土梁在运营不久出现大量裂缝等等。根据铁道部工务部门1993年的不完全统计，全路产重损伤的混凝土梁有1540余孔，严重漏水的梁有1930余孔，承载能力不足的梁有813孔，公路桥梁上述现象更严重，根据80年代的不完全统计，仅危桥就达4800余座，全长约

3、13万延米。年久损坏失修的房屋结构亦是如此。预应力加固技术n综上所述，人们逐渐认识到混凝土结构物并非是免去维修的永久的耐用性结构物，而且混凝土结构物一旦出现问题，其维修、补强乃至加固在某种程度上讲比钢结构更加困难。n因此，各国研究对上述问题的对策是：一方面从对新建结构物的耐久性出发，研究和开发新型的具有坚固耐久性、抗腐蚀的材料，严格施工管理以及采取有效的防腐技术等；另一方面对既有损伤的结构物采取必要的措施对其维修、补强乃至进行必要的加固，以改善结构物的使用性能，提高其承载能力，延长其使用寿命，为国家节约大量的投资。对于结构物的一般损伤对策方法很多，此处不赘述，本章介绍对既有混凝土结构物的加固方

4、法，而主要介绍采用预应力方法的加固技术及实例。预应力加固技术n二、结构加固方法n第十五章中已介绍混凝土梁结构的使用寿命的评估，当通过调查和评估其结构不能满足正常使用或其承载能力不足时，需要对其进行补强或加固。n对于较严重损伤的结构可按其损伤的程度以及结构物的特点。采用各种不同的补强和加固方法，根据工程使用实践经验，可归纳为以下儿种补强和加固方法。预应力加固技术n（一）粘贴钢板法n该方法是在混凝土结构物的受拉边缘用环氧树脂（或同栓钉合用）等胶结物把钢板贴于混凝土结构物上，使两者成为整体，共同受力，以提高其承载能力，如图16-1(a)为一空心板桥底部贴有钢板。若粘贴钢板时适当用千斤顶将梁托位（承受

5、部分自重），钢板粘贴待树脂硬化卸去千斤顶后，钢板与梁体两者可共同受力，此时钢板不仅可以帮助承受活载，还可以适当降低梁主筋的恒载应力。该方法60年代末及70年代初首先在法国和南非使用，后来瑞典、日本和英国等国家相继采用。我国在80年代初开始采用这种方法加固桥梁。如云南省巍山河桥采用粘贴玻璃钢并在玻璃钢中间夹高强度钢丝进行加固。根据已经使用的工程报告，其效果多数良好，但施工粘贴质量从外部很难看出，必须用仪器检测。此外钢板本身的防锈也应值得注意。预应力加固技术n（二）桥面增厚法n桥面增厚法又分在桥面板上层加厚混凝土和桥面板下面加厚混凝土两种，如图16-1(b)及图16-1(c)。当路面容许适当抬高时

6、，可采用上层增厚法，即将桥面表层混凝土凿去，清洗千净，然后铺设一层钢筋网，再浇注高强快硬性混凝土，或浇注钢纤维混凝土，混凝仁硬化后同桥面形成整体共同受力。该方法是采用梁体建筑高度增加和抗压而积来提高梁的承载能力，目前国内外中小桥梁应用此法较多。当桥面不允许抬高时，可在桥面板的下面配置必要的钢筋，然后可采用喷射高强快硬混凝土，下层增厚法施工较为困难。n这种补强加固方法虽说影响交通或结构正常使用，从另一个角度来讲也增加了结构的恒载重量，加大了梁体承受的荷载，虽然如此，但也是一种效果较好且可行的方法，加固后可提高结构的抗弯能力及改善结构的使用性能。预应力加固技术预应力加固技术n（三）底板或下冀缘增强

7、法n对于箱形截面梁亦可用增厚箱梁底板的方法，在箱梁底板上凿去表面混凝土，铺设钢筋网后浇注高强快硬性混凝土，亦可以达到补强的目的，如图16-1(d)所示。该方法施工比起桥面上层增厚法要困难些，但它不影响结构的正常使用，也是一种可行的方法。n对于T形梁的下缘，亦可采用凿去表层混凝土将补强钢筋焊接在下缘主筋上，再在其外面裹一层新混凝土或环氧树脂混凝土使其成为整体，也可达到加固的目的，国内不少桥采用这种方法进行加固，效果良好。但施工操作困难，凿去混凝土工作量大，需在桥厂搭设脚手架，影响交通等问题。预应力加固技术n（四）表层粘贴纤维增强塑料n该方法是在结构构件混凝土受拉或受主拉力作用面上，用环氧树脂等胶

8、结剂将纤维材料（碳素纤维增强塑料或玻璃纤维材料等）贴于混凝土表面，使其与混凝土共同受力，如图16-1(e)所示，这种方法防止盐害及外界对结构物的侵蚀是一种可行的方法，国外尤其是日本使用较多。预应力加固技术n（五）增加纵横梁或支点法n该方法是对桥梁或其他结构物增加纵梁或横梁，并与既有梁联成整体共同受力，以减小既有梁的受力状况。该方法效果较好，但施工较为困难，影响交通和结构的正常使用，费用也会较大。当其他方法无法实现时，亦可采用这种方法。n增加支点的办法以此来减小结构的受力状态，但应值得注意的是增加了支点会改变原有结构的受力体系，可能由静定变为静不定体系，因此，尚应进行必要的结构分析，以符合加固后

9、实际受力状态，否则将会出现新的问题。预应力加固技术n（六）预加应力加固法n该方法是在原结构物上增设预应力钢筋，使其对结构构件施加预应力，预加应力引起的应力状态同荷载引起的应力状态相反，从而改善结构构件的受力状况，可使构件的刚度增大，裂缝闭合或减小，以提高结构构件的抗弯和抗剪能力。n采用预加应力法对结构构件加固主要优点是：预应力加固方法施工方便，经济而且加固效果好，加固力筋的布置可以根据需要布置线型可与外弯矩图形相似，而且力筋布置灵活，可以全梁加固也可局部加固，既可大幅度提高抗弯能力，也可提高抗剪能力，根据工程的实践，加固后既有结构构件的承载能力可以提高3060。无疑采用预应力对结构加固是一种较

10、好的方法和途径，80年代初我国在上海等地区就开始采用体外预应力对旧桥进行加固。目前在工程加固中采用的越来越多。预应力加固技术n第二节预应力加固设计n一、基本原理n这里主要以梁为例来介绍预应力加固的基本原理和方法，其他结构采用预应力加固也基本类似。预应力加固梁的基本原理，在第一章预应力的基本原理中已经介绍过预加应力的作用和效果，但那种预加力是在结构未受外荷载之前人为的对结构施加一偏心的预加力，使其截面产生的应力状态与以后外加荷载产生的应力状态相反，两者迭加后以改善截面受力的应力状态。而采用预应力加固是对已承受外荷载并建好的既有结构物再施加预应力，表面看来两者施加预应力和荷载作用的先后秩序有所不同

11、，但预加应力的作用基本原理和效果是一样的，因此，在预应力加固设计中完全可以用以前各章所介绍的预应力的原理和方法。预应力加固技术n通常结构构件由于受荷后挠度过大，裂缝过宽，或由于载重的增大使其承载能力不够才需要对既有结构物进行加固，以改善结构的使用性能和提高其承载能力。预应力对结构物的加固，就是利用预加应力的原理对结构构件施加一个与外荷载作用相反的外加力，这种外加力可等效于对梁施加一个相反的荷载，使其减小实际外荷载的作用，以改善结构受力性能，同时预加力都是采用预应力钢筋施加，力筋并布置在梁的下部。增加了梁载面的钢筋面积，这就相应的增加了梁的配筋总面积，因而可以提高梁的承载能力。预应力对梁的加固，

12、加固力筋的布置方式有两种，一种是体内配筋方式，即加固力筋布置在梁体内部，这种加固力筋在张拉锚固之后，其外再用混凝土包住力筋与梁体成为整全，如图16-2(a)所示。另一种布置方式为体外配筋方式，这种方式是加固预应力筋布置在梁体之外，张拉锚固后其外不用混凝土而采用其他防护措施，力筋与梁体是分离的，如图16-2(b)所示。预应力加固技术n由于体外布筋方式施工比较省事，又便于张拉和更换力筋等优越性，故一般说来大都是采用体外布筋方式。预应力加固技术n二、预应力加固梁的设计n对于需要加固的梁，其加固设计也可以分两步进行，第一步是技术设计，第二步是施工设计，其主要内容分述如下。n（一）技术设计n技术设计主要

13、是对被加固的梁进行预加应力设计，内容包括：预加应力方法的选择，加固力筋的线型布置，面积估算，预加力大小的确定及力筋锚固、转向处构造设计和力筋防护在未进行这些工作之前首先应了解被加固梁原有的设计资料和图纸，如截面尺寸、配筋使用材料等级以及竣工的有关质量等竣工资料，再者要对被加固的梁进行必要的调查，以弄清加固需要解决的主要问题。预应力加固技术n为此必须对被加固梁的现状进行充分的调查研究和必要的测试，如梁的损伤情况（裂缝宽度和分布，挠度变化及钢筋锈蚀情况），以及被加固桥梁所处的地理位置，地形、地貌，通航和水位变化，交通运输及荷载变化等等情况。这些对梁的加固设计都有直接的影响，上述资料的搜集和调查作为

14、桥梁加固设计的主要依据。n在加固技术设计可分为两种情况进行，一种是根据承载能力进行设计；一种是根据使用性能要求进行设计，两者可互补。n由于各加固梁的具体情况不同，很难采用同一的模式，这里主要介绍一些加固设计所考虑的主要问题，供作加固设计时考虑。预应力加固技术n1按承载能力进行设计，确定加固力筋面积Apn对于需要加固的梁，按其正截面的抗弯承载能力计算所需加固力筋的面积Ap。首先确定加固所需抗弯承载能力的增量，即M=M2-M1n所需加固力筋的面积按下式计算预应力加固技术n对于采用无粘结力筋进行梁的加固，力筋的 fptd也要按无粘法预应力混凝土结构技术规程（JGJ/T92-93）取用，即预应力加固技

15、术n2加固力筋控制应力的确定加固预应力筋的控制应力为n在损失计算中，应从具体的实际情况出发，对于既有梁由于已建成使用很久，其收缩已全部完成，因此，收缩和徐变的损失较小，而锚具变形，开裂的梁的裂缝闭合亦会使力筋缩短而额外增加了损失值。预应力损失的估算方法按规范的有关规定，其总值大致在（0.250.30）con范围之内。ncon不应超过规范规定的限值，通常取低于规范规定值。预应力加固技术n3加固梁性能的检算n当力筋面积Ap，控制应力con及有效预拉应力pe确定之后，可根据加固的预加力，对梁各项性能的检算。n总的有效预加力为n(1)应力检算n应力检算可以采用应力迭加的办法进行，即预应力加固技术n(2

16、)抗裂性和挠度检算n抗裂性检算n由式(16-7a)有n 挠度检算n同样也可对梁的剪应力和主拉应力进行计算，其方法仍可用迭加方法，此处从略。预应力加固技术n4按使用阶段梁的性能要求确定力筋面积 Apn可由使用阶段的应力要求来确定加固力筋所需面积，由式(16-7a)得n-加固力筋的有效率，通常0.700.8。n根据式(16-10)求出所需的加固力筋的面积，然后再进行加固梁承载能力、正应力、剪应力、主拉应力、挠度及抗裂性等多项性能的检算。具体方法可参阅以前有关章节内容。预应力加固技术n5锚固设置和转向设置的设计n加固力筋的锚固和转向都是在被加固梁上附加必要的设置实现的，为此其设置必须在加固技术设计中

17、要设计好，以便实现加固方案。在设计时除解决必要的构造措施外，还应注意必要的力学检算，因为锚固设置和转向设置都是重要的传力设施，必须与加固梁牢固的连成一体，以达到传力于梁的目的，不得有任何疏忽。否则不仅达不到传力的目的，严重者还会造成重要的安全事故，务必引起高度重视。预应力加固技术n（二）加固施工设计n1主要内容n对加固梁应根据加固技术设计要求，进行加固施工设计，加固施工设计及其实施主要包括下述内容：n(1)进行加固现场调查，了解交通、通航、桥位地形等情况，便于现场布置提出施工方案。n(2)加固前对梁进行必要的表面处理，按设计要求在梁体上设置锚固和转向设施预应力加固技术n(3)布置加固力筋并进行

18、张拉和锚固，张拉时应按设计要求由双控（油压表和变形量两者控制）控制张拉力，在梁体上安设必要的仪表对梁体应变，挠度和裂缝等进行观测，随时与设计值进行比较，防止出现错误。n(4)加固力筋张拉完毕后要对锚具及力筋进行防护或包裹混凝土保护之。n(5)加固完毕后必要时可进行加荷检测，检验加固效果。预应力加固技术n2加固力筋的张拉方法n对梁加固时，预加应力的方法与一般预制混凝上梁预加应力有所不同，它是在梁体外对顶应力筋施加张拉力，梁端无法放置千斤顶，必须想其他办法对力筋张拉。其方法很多，可根据具体情况采用，通常有下述三种方法。n(1)千斤顶纵向张拉法n用千斤顶纵向在预应力筋端部进行张拉并锚固，这种张拉在梁

19、端部不易实现，通常是在梁的两测面进行，锚固设置应布置靠近端部梁侧面，这种张拉可用直线形加固力筋，也可用于折线形加固力筋（图16-4）。预应力加固技术n(2)横向收紧法n这是一种横向预加应力的方法，其原理是：在加固力筋两端被锚固的情况下，利用扳手和螺栓等简易工具，迫使力筋由直变曲，产生拉伸应变建立预应力。n横向收紧的工艺过程如图16-5所示，先将加固力筋2的两端锚固在原梁上，力筋2可以是弯折式的，也可以是直线式的。然后每隔一定的距离用撑杆4撑在两根力筋之间。撑杆两端的凹槽正好卡住力筋2使其不会掉落。最后在两撑杆之间设置U型螺丝3把两根力筋拉拢，从而建立了预应力。预应力加固技术n(3)竖向顶撑法(

20、竖向张拉力筋)n竖向顶撑法就是将加固力筋两端锚固于梁上，在坚向（垂直于梁的方向）顶撑力筋（竖向张拉），使力筋伸长建立预应力。竖向顶撑可以人工竖向顶撑也可利用干斤顶竖向顶撑。图16-6为人工竖向顶撑法加固梁示意图。加固力筋2的初始状态可以是直线形也可以是折线形。用顶撑螺丝6迫使力筋2由直变曲或增加曲度。图16-6中的4为固定在原梁底面上的钢板，3为焊接（或栓接）在力筋上的钢板，其上焊有螺母。当拧动顶紧螺丝6时，上下钢板之间的距离变大，迫使力筋向下移动，建立预应力。n当将顶撑螺丝6改为小型千斤顶时，即为千斤顶紧向顶撑。预应力加固技术预应力加固技术n(4)电热张拉法n电热法是使加固力筋通过电压较低而

21、电流强度较大，使加固力筋受热伸长，待伸长值达到设计要求时，切断电源并立即进行锚固。待力筋恢复到正常温度产生收缩变形，便在加固力筋中建立了预拉应力。该方法比较简单，但准确度较差。预应力加固技术n3加固力筋的锚固方法n加固力筋在梁上的锚固就是要在梁上设法设计一个能与梁牢靠固定在一起的锚固力筋的装置，以便加固力筋将力传递给原梁。根据已经在工程上使用的情况，加固力筋的锚固方法可归纳为以下几种。n (1)梁端U型钢板锚固n 该方法是先凿去梁端的混凝土保护层，并在其上涂以环氧树脂沙浆，然后把事先做好的与梁（肋）同宽的U型钢板紧紧地卡在梁的端部，最后将加固力筋锚固在U型钢板的两侧凸出部位(图16-7a)。预

22、应力加固技术n(2)高强螺栓摩擦-粘结锚固n该方法是先在原梁上钻出与高强度螺栓直径相同的孔眼，在锚固钢板与梁之间涂一层环氧树脂水泥浆或高强水泥砂浆，然后用高强螺栓将钢板紧紧地压在原梁上。在钢板和原梁之间产生相当大的粘结力和摩擦力。最后将加固预应力筋锚固在钢板上，如图16-7(b)所示。预应力加固技术n(3)扁担式锚固n该方法是在原梁的受压区增设钢板或钢板托套，将加固力筋锚固在钢板（或托套）上。施工时应将钢板和原梁相应部分涂以环氧树脂砂浆，以将钢板固定牢靠，如图16-7(c)所示。预应力加固技术n(4)套箍锚固n该方法是将型钢做成的钢框嵌套在原梁上，并将加固力筋锚固在钢框上。为了减小预应力损失，

23、应打掉钢套框处的混凝土保护层，使钢框嵌入梁内并用环氧树脂砂浆加以固定，如图16-7(d)所示。预应力加固技术n4预加力筋的转向设置n为了符合受力的要求，加固力筋往往需要在靠近梁端时要转向弯起，在力筋转向处必须要有具体构造设置，通常也有下述方法：n(1)在力筋转折处设置钢塾梁，塾梁应与原梁固定牢靠；n(2)可利用原梁中间隔板作为转向设置；n(3)可在力筋转向处另设计一个固定于梁上的转向设置。n不论哪一种，力筋转向设置应注意转向的圆弧表面光滑，耐磨，以减少转向处的摩阻损失，同时要坚硬牢固，图16-8为一种转向设置（鞍座）详图。预应力加固技术预应力加固技术n第三节 预应力加固实例n一、概述n位于南京

24、扬子石化公司厂区马汉河桥，是一座6跨30m预应力T梁桥，桥轴线与河流成99交角，桥面净空为净10+21.5m人行道。每跨6片梁、7道横隔板。设计载重为汽-20、挂-100。由于需从桥上通过总重4050kN20轴平板车及总重2390kN的9轴平板车，超过该桥的承载能力，因而对该桥进行加固。预应力加固技术n同时，要求该桥在通过重车且不允许主梁开裂，加固施工不能影响正常交通，不能破坏原有桥面，因而必须采用体外预应力进行加固。经过慎重考虑，决定对主梁采取“体外预应力竖向张拉法”进行加固。这种方法为在T梁梁肋两侧对称布置预应力筋，预应力筋两端预先锚固于梁肋近支点处肋侧或梁端，然后在预应力筋全长的四分之一

25、和四分之三点，用张拉架依托于梁肋底将预应力筋竖直向下拉，拉至预应力筋达到张拉控制应力，然后在梁肋底和预应力筋间的间隙插入垫梁，以固定预应力筋。这种张拉方法的特点是张拉方向垂直于预应力筋。预应力加固技术n二、加固设计n（一）纵向加固设计n1纵向加固预应力n为了充分发挥桥梁原有承载能力，规定重载平板车必须居中行驶，左右偏离桥中轴线不得超过50cm，使每跨6片梁较均匀的承载，承载最不利的梁跨中活载弯矩不超过6片梁平均值的1.15。nT梁梁高1.8m，每片梁内有245预应力高强钢丝束9束，经验算在大件平板车作用下主梁截面抗弯极限强度符合公路桥规（JTJ023-85）要求，但主梁跨中截面下缘混凝土拉应力

26、已达到3.26MPa，超过部分预应力混凝土A类构件的拉应力要求(40级混凝土2.2MPa)。为保证主梁不开裂，经计算每片梁用225作为体外预应力筋进行加固(见图16-9)，用竖向张拉法进行张拉。预应力加固技术n纵向加固预应力筋的张拉控制应力采用210MPa，其中各项预应力损失根据后来加固施工观测结果以18.5计(初步设计采用20%)，则永存预应力为171.19MPa。225预应力筋不仅在形成预应力时，使T梁下缘增加了压应力，而且在通过大件平板车时也使主梁跨中下缘混凝土的拉应力，由加固前的3.26MPa降低为加固后的1.8MPa，提高T梁的抗裂安全度。预应力加固技术n2锚固n在桥梁通过大件平板车

27、的最不利内力组合中，对未加固T梁下缘应力而言，仅跨中为3.26MPa拉应力，到1/4跨处已经降为0.35MPa的压应力，实际需要加固的仅跨中附近段。为节省材料，方便施工，加固的预应力筋长度仅取跨径的2/3，锚固点设在第2、6两道横隔板处，锚固点距梁底高80cm(见图16-9)。由于原来T梁浇筑混凝土施工时，为便于脱膜，在不减小横隔板原设计厚度的前提下，将横隔板与主梁相交的81交角面改为90，这样横隔板根部厚度由原设计的22cm增至32cm，利用这一有利条件，在横隔板上钻孔，使预应力筋穿过孔洞，通过螺丝端杆及螺母压紧在钢垫板上，再将压力传给横隔板，由横隔板传给主梁。预应力加固技术n边梁外侧由于没

28、有横隔板可以利用，因此采用图16-10所示的钢锚固支架来锚固边梁外侧的预应力筋。此支架是利用穿过梁肋的锚固螺栓，将涂有环氧树指水泥的支架底板与梁肋表面压紧、粘结，依靠梁肋孔壁对锚固螺栓的挤压及支架底板与梁肋表面的摩擦及粘结来传递预应力筋的拉力。预应力加固技术n3垫梁n为了固定竖向张拉法产生的预应力，必须在梁肋底与预应力筋之间塞进垫梁，使预应力筋位置固定不至回缩。为使预应力筋在垫梁处弯折圆顺，垫梁与预应力筋接触面必须加工成圆弧形。马汉河桥加固为简化垫梁施工，根据材料供应情况采用势50mm圆钢制作垫梁。垫梁构造详见图16-11。垫梁高度设计成稍小于张拉完成后的预应力筋与梁肋底间的空隙厚度，余下空隙

29、再用钢锲片塞紧，以减小预应力损失。预应力加固技术预应力加固技术n（二）横向加固设计n当对横梁受力最不利的4050kN大件平板车居中行驶时，中横梁在大件平板车与恒载作用下的弯矩最不利组合如图16-12所示。由图16-12可见仅横梁中间部分正弯矩较大，因此只在2梁至5梁间横隔板下用225作体外预应力加固（见图16-9、图16-13）。预应力加固技术n采用16a槽钢作锚固预应力筋用的挑梁，槽钢下端用40mm厚钢板局部加强悬挑部分，钢板下端钻孔以便用螺丝端杆锚固横向预应力筋，另加垫料9钢垫板以适应横梁与主梁的99交角，预应力筋挑出梁肋底面3cm。每25控制张拉力为60kN，采用手扭扳手拧紧螺帽来张拉预

30、应力。由于横向加固筋作用可使横梁抵抗正弯矩能力提高60。预应力加固技术n由于4050kN大件平板车车轴分体长度达30.4m，不仅是中横隔板，其余各道横隔板承受的正弯矩均比较大，因此每跨除端隔板外，其余5道横隔板均予以加固。预应力加固技术n三、加固施工n（一）纵向预应力筋施工n1锚固n采用钢垫板在横隔板上锚固时，须注意横隔板上钻孔孔位偏离不超过2cm，孔洞方向必须符合设计的斜度，钢垫板下的环氧树脂粘结剂必须挤压密实，以使压应力均匀传递。n采用锚固支架锚固时要特别注意锚固螺杆孔内必须用环氧树脂水泥填入并挤压密实，此外支架底板与梁肋间填入的环氧树脂水泥也必须挤压密实，以利于预应力筋锚固拉力的均匀传递

31、和扩散，为此规定在紧固锚固螺母时，要求扭力矩不小于300Nm。预应力加固技术n2张拉n纵向加固预应力筋225张拉控制拉力为206kN，其斜度为1:5，当采用竖向张拉法张拉时算得竖向张拉力为40.6kN，算得张拉位移量为5.3cm，考虑其他影响竖向张拉位移量的影响因素，张拉位移量初步按6.3cm考虑。根据张拉力和张拉位移量设计了如图16-14所示的螺杆张拉架。张拉一对预应力筋时，两张拉点中一端用双螺杆张拉架张拉，另一端用单螺杆张拉架张拉。双螺杆张拉架可使梁肋两侧的两根预应力筋在张拉时应力保持平衡，单螺杆张拉架则可用来控制竖向张拉力。两张拉点的张拉应同步进行，使中间段预应力筋始终保持水平。预应力加

32、固技术预应力加固技术n对单螺杆张拉架应预先测定张拉力和扭力的关系，然后在进行张拉时用扭矩来控制竖向张拉力。也可用其他方法，如在垫板下加制压力传感器，在张拉架横梁上贴电阻应变片利用横梁弯曲应力来控制竖向张拉力，但均应事先进行标定。n张拉架的螺杆和垫板应采用较硬钢材来制作，螺杆顶端应作成半球形，与螺杆顶端接触的垫板也应作成相适应的凹面，并应淬火以提高其硬度和耐磨性能。n在预应力筋安装就位，张拉架安装好后，利用锚固端螺母调节预应力筋的初始位置和初张力至适当程度。经过试张拉，当预应力筋跨中相对于两张拉点的下垂度为7.3cm时，可使竖向张拉量控制在预定的6.3cm左右，这样便于安放垫梁。预应力加固技术n

33、3安放垫梁n当竖向张拉使预应力筋达控制应力后，紧靠张拉架跨中一侧安放垫梁，然后用钢锲片塞紧梁肋底与垫梁底板之间的缝隙。如空隙太大，还可另外加垫钢垫板，用小锤轻敲紧锲片，以减小预应力损失。n在一跨预应力筋张拉完成后，用电焊点焊，使钢锲片、垫梁之间固定，防止在活载作用下拉松锲片。同时用环氧树脂水泥填塞垫梁、锲片与梁底之间的空隙间，以增大垫梁与梁肋底之间的抗剪能力。预应力加固技术n（二）横向预应力筋施工n1 锚固n在安装横向预应力筋锚固支架时，必须先用环氧树脂水泥将两个紧固用螺杆牢固地粘在梁胁上钻好的孔洞中，然后在安装锚固支架时，将螺母套上螺杆，拧紧使支架压紧在梁肋上，以使环氧树脂水泥充满其间的空隙

34、，使支架和梁肋形成整体，增加其刚度。n2预应力张拉n采用扭手扳手旋紧螺母的方法对横向预应力筋施加预应力，经测定当扭力扳手扭矩为360Nm时，预应力筋拉力可达60kN的设计控制值。加固一道横梁的两根25预应力筋应同时施加预应力，以利于横梁均匀受力。n3加固件防锈由于预应力筋、锚固设施、垫梁等大部分位于梁肋底或肋间，没有日晒雨淋之虑，仅作一般防锈处理，涂一层红丹，二层防锈漆。但对边梁外侧的预应力筋则再加涂一层环氧树脂即可。预应力加固技术n四、荷载试验与通过大型平板车监测n（一）荷载试验n为了检测桥梁承载性能，初步评价加固效果，在加固施工前后，分别用53t平板车进行加载试验，其主要成果如下。n1挠度n实测跨中最大挠度为2.64mm，实测挠度与计算挠度之比约为0.6。加固后跨中挠度稍小于加固前。预应力加固技术n2跨中断面主梁下缘应力与纵向加固预应力筋应力比较n如将加固预应力筋与主梁视为整体，近似按平面变形假定（与实际有差别）将主梁跨中下缘实测应力换算到加固预应力筋重心处时加固预应力筋的应力与实测应力比较，后者约为前者的0.9左右，可见加固预应力筋能较好地与梁共同承担活载内力。n3横梁应力与横向加固预应力筋应力比较n同主梁下缘应力与纵向预应力筋应力比较相类似。在53t平板车作用下横向加固预应力筋的应力也