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在既有桥梁腹板上钻孔穿索,孔位和转向块怎么定?
老桥腹板上钻孔穿索,孔位不是先画出来的,是转折点定下来之后才有的。体外索一般走折线,转折点位置按梁的正截面抗弯和斜截面抗剪需求、结合折线几何先圈出一个区段;探筋就是在这一区段里把普通钢筋和原有预应力筋摸清楚,避开它们落孔。BICP银泰建构接这类腹板穿索加固,先把原筋位置、端部和转向区能不能操作、局部承压条件核实完,才给孔位坐标。
适用场景
导语
老桥腹板薄、钢筋密,上面三项缺一项,孔打下去往往要返工。体外预应力只靠锚固块和转向块把索力传给原结构,最后落在孔壁、销栓、锚下垫面几处集中点上。最常见的错是照竣工图直接排孔或按等间距布;加固过的老桥,图上钢筋位置跟现场实测经常对不上。
适合哪些项目
适合既有钢筋混凝土或预应力混凝土T梁、箱梁桥的腹板体外索加固,张拉空间紧、只能短时封路的工况更对路。箱梁病害集中在一段时,只在重病害段布索。
腹板实测厚度不够、混凝土强度偏低、孔壁承压算不过去的,该转去比较别的加固路线。新增腹板是箱梁的做法;T梁腹板承压不够,先比较腹板加厚、外部支撑再定。
开工前先落实:实测腹板厚度和混凝土强度、普通钢筋和原有预应力筋位置、索力和锚固点数量、封路窗口和千斤顶操作空间。
孔位怎么排,孔口怎么补
T梁梁肋薄,腹板里普通钢筋和预应力筋挤在一起。艾军、史丽远在《公路梁桥体外预应力加固设计与施工方法研究》里写的T梁腹板钻孔做法,第一条是避开梁中受力钢筋,孔口四周贴15cm×15cm碳纤维提高混凝土局部抗压。顺序可以照着走:先探筋定位,再在可用区里排孔,补强放最后。
探筋用雷达或磁法都行,老桥保护层厚薄不均、钢筋有锈,读数难免偏差。转向孔、锚固螺栓孔要局部剔凿开验证,顺手量出腹板实际厚度;混凝土强度按现场检测结果定,不拿图纸标称值替代。腹板厚度是后面所有承压核算的基数。
转折点定了,孔才排得下去;等间距排孔看起来整齐,转折几何和受力需求却丢了。
孔口贴碳纤维解决的是孔口周围混凝土的局部承压,销栓本身的受力得另算。销栓在张拉后承受沿索力方向的挤压,要核销栓对孔壁的挤压力、销栓尺寸跟孔径和混凝土强度等级是否匹配、销栓的抗弯抗剪承载力和变形。锚下栓体表面要加工出合适的平面,让锚具坐得稳、这个面跟体外索垂直。孔口补强和销栓尺寸得放在同一个计算里定。
转向块和锚固块怎么选
BICP银泰建构在桥梁体外预应力上的做法是,张拉力大的锚固块做成钢筋混凝土的,钢锚固块留给施工空间开阔、应力不大的小型锚固块。T梁腹板索加固里的常用构造,是腹板两侧对称布索,梁端腹板加厚段设张拉构件,中横隔梁钻孔做转向装置,张拉端钢锚箱用结构胶加8.8级高强螺栓固定在腹板上。
钢结构工厂加工、现场装,省了支模浇筑和等强度的工夫;但重量大、受安装空间限制,只适用于张拉力较小的体外索。钢筋混凝土锚固块要植筋、支模、浇筑、养护,封路时间拉得长。
转向块要把集中力传给腹板,力流路径不清楚时,光做截面验算不够。孟少平在节段预制拼装桥梁的试验研究里讲过,齿块、转向块这类局部区受力复杂、规范依据少,适合用拉压杆模型理力流。
吉林某松花江大桥上的判断
吉林某松花江大桥加固就是T梁腹板索的工况,腹板两侧对称布索,锚固块和转向块都用钢结构。这个项目对应张拉力不大、安装空间受限的条件,前提是每个锚固点的螺栓和胶层都做到位。张拉时我们盯着锚固块、转向块跟原结构连接处的受力。这类工程里,孔壁混凝土的实际强度和销栓变形,比钢绞线本身强多少更关键。
现场核对按这几步走
- 调原桥竣工图和历次检测报告,标出普通钢筋、原有预应力筋位置。
- 现场探筋,转向孔、锚固螺栓孔逐个剔凿验证,腹板厚度实测,混凝土强度按检测结果定。
- 按实测断面定转折点,算折线索对正截面抗弯和斜截面抗剪的贡献,在转折区段里避开钢筋定孔。
- 核孔壁承压、销栓抗弯抗剪和变形、锚下栓体承压,据此定孔径和孔口补强。
- 定锚固块和转向块形式,核跟原结构的连接构造。
- 张拉前布监控点,张拉时跟踪锚固位置受力、跨中挠度和裂缝变化。
参考依据
- 艾军、史丽远.公路梁桥体外预应力加固设计与施工方法研究.东南大学学报(自然科学版).文中T梁桥加固后经静载试验,承载力和刚度满足要求。
- 银泰建构吉林某松花江大桥加固:T梁腹板两侧对称布索,锚固块及转向块采用钢结构。
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常见问题
Q1 腹板太薄,能不能只在单侧布索?
我们做T梁腹板索,两侧对称布,单侧布会让腹板受偏心,孔壁和销栓受力都得重算。真要做单侧,得先做偏心受力核算,通常先改转向块形式或考虑新增腹板。
准备加固的老桥,先摸清原筋和腹板实际条件,再谈孔位和转向块形式;索力规模和封路窗口一定,转向块用钢的还是钢筋混凝土的基本就有数了。
