山东省公路桥梁建设有限公司（山东） 250014
摘要：如何有效的解决大跨径T梁体外索预应力加固张拉的同步性，确保体外索的张拉力，及锚固块、转向块的安装质量和安装安全，是施工过程中的一个重点。本文就锚固块的安装、体外索的安装、张拉及梁底挂篮的拼装展开讨论，重点介绍了锚固块的安装，体外索的同步张拉及梁底挂篮的拼装，为今后类似的施工提供了较好的参照和依据。
关键词：大跨径；T梁；体外索；加固
一、工程简介
S213 线开封黄河公路大桥位于开封市东北 30 公里处的黄河干流上，是 S213 上一座跨越黄河的特大型桥梁。该桥于 1989 年 12 月建成通车。桥梁全长 4475m，经过加固改造后，现状桥面横向布置为：50cm（护栏）+1750cm（双向行车道）+50cm（护栏）。桥面现浇层设计厚 12～20.9cm，沥青铺装层为 5cm。目前 20m 跨两跨一联，50m跨一跨一联。具体结构如图所示。
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现状桥面横向布置图
本次加固主要是在50mT梁两侧各增加一根整体索，以解决T梁预应力不足的问题。钢绞线采用环氧涂覆无粘结钢绞线成品索，每束 6-φs15.2mm，标准强度fpk=1860Mpa，弹性模量 Ep=1.95×10 5Mpa，锚下控制张拉应力σcon=0.50fpk=930Mpa。加固布置图如下：
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T梁体外预应力加固布置图
二、方案选择
现场施工存在以下问题：第一，由于桥梁横跨黄河主河道，满堂支架作为临时平台无法实现。第二，体外索穿入锚固块和转向块时需要纵向通道，桥检车无法满足要求。第三，锚固块和转向块均为钢结构，单块重量达800kg,存在横向运输的问题。鉴于以上难题及施工的安全性和经济性，临时平台拟采用梁底挂篮的满铺方案。
桥梁横向有7篇T梁组成，每跨需14根体外索同时张拉。为保证张拉的同步性，确保张拉时梁体及梁体之间的横隔板的安全，拟采用同步职能张拉设备。
三、施工方案
1、梁底挂篮施工
梁底挂篮施工平台采用满铺的形式进行，挂篮钢管采用现行国家标准规定的3号钢管，外径为ф48mm，壁厚为 3.5mm。钢管的连接形式为焊接，节段间采用法兰装配式连接，结构尺寸为1.2m×1.4m和1.2m×1.0m两种。梁底挂篮支撑位置采用固定支撑，施工挂篮的形式为15个梁底挂篮，其中1.2m×1.0m梁底挂篮跨中布置，间距3.5m，之间满铺3m×1m的钢板网平台，1.2m×1.4m梁底挂篮布置在梁底两端锚固块位置，挂篮底部矩形桁架上方满铺木板，平台搭设完毕后在四周设置可拆卸防护栏杆。在锚固块下方的挂篮上铺设两根［16槽钢作为小车轨道，以便运输锚固块。为方便安装和周转使用，挂篮采用装配式，在悬挂系统和底部矩形桁架采用法兰连接。梁底挂篮具体结构图如下：
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梁底挂篮结构图
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梁底挂篮平台平面图
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挂篮平台实景
2、锚固块、转向块施工
为保证锚固块、转向块的焊接质量，锚固块、转向块在厂内加工成型，所有连接采用角焊缝焊接，焊缝质量为二级，角焊缝高度分别为6mm和10mm。为确保锚垫板和承压板之间要结合紧密，采取刨平的施工工艺。锚固块、转向块采用一道环氧富锌底漆60μm+两道环氧云铁漆140μm+两道丙烯酸脂肪族聚氨酯漆80μm防腐涂装，总干膜厚度280μm。防腐涂装严格按照规范要求施工，为保证外观质量，厂内留一遍面漆在现场进行。
锚固块加强钢板采用压力注胶法粘贴于T梁腹板上，基底钢板采用四面围焊加强钢板焊接，并对两钢板间进行压力注胶以加强连接。转向块粘贴钢板采用压力注胶法粘贴于T梁马蹄侧面和底部，压力注胶厚度不小于3mm。粘贴钢板的压力注胶施工必须在所有钢构件焊接完毕后实施。
锚固块、转向块安装前必须精确定位，对腹板和马蹄相关区域凿毛，清理干净并涂刷界面胶。锚固块的加强钢板施工前，先做一个模具，以便58个螺栓孔与加强钢板匹配，顺利安装。
利用挂篮上的运输小车将锚固块、转向块运至安装位置下方，按照锚固筋的施工工艺施工锚固螺栓，先安装加强钢板，再整体安装厂内加工的成品构件，带焊接完成后，再进行粘贴钢板的压力注胶。锚固块、转向块须在工厂焊接成型。各钢构件之间的焊缝为角焊缝焊缝，均采用熔透焊接。焊缝等级为二级，采用CO2保护焊，焊缝要求满足规范要求。
钢结构的防腐采用重防腐涂装体系进行涂装。厂内防腐涂装严格按照钢结构的防腐涂装进行。为确保钢结构的颜色一致，最后一遍面漆在现场进行。
3、体外索安装及张拉施工
采用正规厂家生产的成品索及其相配套的锚固设备，施工简便、并可调可换。整体索安装前，先将整体索进行展索施工，展索时注意对索体PE的保护，不允许在地面及吊架顶面上直接拖拽，以免伤害PE。剥除张拉工作长度内PE时，考虑张拉的伸长值，确保索体PE端处于支撑筒内设计位置。通过卷扬机从一端分别穿过锚固块和转向块安装到位。将锚具准确安装到锚垫板上，再安装反力架、千斤顶及工具锚，确保三者再一条直线上，索体居中。体外预应力钢束采用6-φs15.2mm，标准强度ƒpk=1860Mpa，弹性模量 Ep=1.95×105Mpa，锚下控制张拉应力σcon=0.5fpk＝930Mpa。
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千斤顶安装
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预应力索构造图
张拉采用逐跨分级两端整体同步悬浮张拉的方式，张拉之前，根据锚具的尺寸及张拉力选择合适的千斤顶，对千斤顶进行校验，根据校验报告计算出每根索的伸长值，以便张拉时进行张拉力的校核。预应力钢束张拉顺序采用逐跨分级两端整体同步张拉的方式，张拉分为预紧、50%、80%、100%三级张拉，具体张拉顺序如下：①张拉1～7#梁至50%→②张拉1～7#梁至80%→③张拉1～7#梁至100%。张拉过程中体外预应力索要保持同步，要对锚固块、转向块及周边混凝土应力进行观测，以防止出现混凝土和钢板开裂现象，如有开裂，停止张拉，查明原因，加固后再进行张拉施工。预应力索在张拉工作开始之前应从两端采用千斤顶对钢束进行预紧张拉，以确保钢绞线受力均匀。张拉过程中尽量少倒顶，避免工作夹片多次受力，环氧涂层充满工作夹片，产生滑丝现象。张拉完成后检查锚具有无滑丝现象，如有滑丝必须采取措施进行及时处理。
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同步智能张拉设备
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加固成果图
4、保护罩等钢构件防腐处理
钢构件主要采取涂料防腐处理，涂料是通过正确的涂装工艺在钢铁表面形成薄膜，使钢构件获得防腐蚀保护。钢构件防腐的工序主要有：表面清理、表面涂油、表面除锈、涂料涂装。
对于保护罩在生产厂家进行防腐处理，再运至现场，厂家防腐处理的设备、材料都较现场防腐要完备。
施工结束后，在保护罩内涂抹非硫化性密封胶，在密封筒内填充非硫化性密封胶。
四、结束语
随着时代的发展和社会的进步，各种重型车辆的不断出现，公路桥梁负荷日趋加重，而且旧桥部分老化、破损，已经不能适应现代交通运输的要求。体外预应力加固作为一种主动加固的方法，通过施加反向力（或力矩）改善原桥构件的应力状态。在活载作用到桥梁结构之前，可以人为调控构件受力，不仅提高了原结构承载能力，而且显著改善桥梁结构受力状态。与其它加固方法相比，体外预应力加固施工工艺简单，干扰交通少，所需设备简单，人力投入少，工期短，经济效益明显等优点。相信在通过施工者的探索和优化之下，此加固方法将会得到广泛应用。
参考文献
［1］交通运输部，公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2017）、人民交通出版社
［2］交通运输部，公路桥涵施工技术规范（JTJ/T 3650—2020）、人民交通出版社
［3］交通运输部，公路桥梁加固施工技术规范（JTG/T J23-2008）、人民交通出版社
［4］中交第二公路勘察设计研究院有限公司，开封市S213线开封黄河公路大桥改造工程一阶段施工图设计