２１０ 第３期 ２０１３年５月
旧桥箱梁体外预应力加固
郭冲圆
（广ｌ州市公路工程公司，广东广ｌ州 ５１００７５）
摘要：针对广东省佛山市大都立交旧桥预应力筋张拉控制力未达到设计要求和部分波纹管灌
浆不密实的病害，采用施加体外预应力的加固方案，介绍了体外预应力加固方法的施工工艺及施
工要求。加固后检测结果表明该加固方案达到了预期效果。
关键词：桥梁；旧桥加固；箱粱体外预应力；施工工艺
中图分类号：Ｕ４４５．７ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７１—２６６８（２０１３）Ｏ３一Ｏ２１Ｏ—Ｏ３
１ 工程概况
广东省佛山市大都立交是连接佛陈路（佛山一
顺德陈村）、广明（广州一佛山高明）高速公路和佛山
一环的一座互通式立交，该立交工程包括ＮＥ、ＥＮ、
ＮＳ、ＳＮ４座匝道桥及ＳＮ匝道与广明左线合并后的
一段广明左线桥。荷载等级为公路一Ｉ级，桥面宽
度为匝道桥的横断面按单向二车道布置，匝道桥标
准横断面为０．５ ｍ（防撞护栏）＋９．０ ｍ（机动车道）
＋０．５ ｍ（防撞护栏），桥梁总宽１０ ｍ。匝道桥上部
结构采用单箱单室、斜腹板带圆弧断面的等高度预
应力砼连续箱梁结构，跨径为２６￣４４．５ ｍ。
经检测，该立交旧桥主要病害为预应力筋张拉
控制力未达到设计要求，部分波纹管灌浆不密实，采
用新增体外预应力加固。由于预应力损失的不确定
性，在箱内布置８根体外索（如图１所示）。
体外索在每跨端部的转向块处向上转向，锚固
在梁端部附近的锚固块上。根据设计要求，在主桥
各孔箱梁内均对称布置体外预应力索，边跨体外索 两端均锚固在新浇筑的梁端锚固块上，每跨共设置
８束１２～１５ １５．２ ｍｍ体外预应力钢束，每侧对应４
束，其中左右两侧均对称预留预备索通道。体外索
张拉时逐跨分批次张拉，箱梁两侧对称由外向内张
拉，张拉时锚固块及转向架砼实际强度不得低于设
计强度的９Ｏ％，且龄期不小于７ ｄ，锚下控制应力为
０．６ｆｐｋ：０．６×１ ８６０ ＭＰａ－－－１ １１６ ＭＰａ（ｆ ｋ为钢束
的抗拉强度）。
２新增体外预应力加固方法的施工工艺
２．１材料要求
（１）新增锚固端、转向块砼为Ｃ５０自密实砼。
（２）体外预应力钢绞线采用ＯＶＭ体系预应力
Ｓ４型索体，即外加ＰＥ护套的喷涂型环氧涂层钢绞
线，锚具、工作工具夹片均采用配套产品，锚垫板、锚
下螺旋箍筋按照设计委托加工厂加工成型。
（３）预应力锚具采用ＯＶＭ体外预应力锚固系
统ＯＶＭ．Ｂ１５—１２、ＯＶＭ．Ｂ１５—１５型锚具。
（４）普通钢筋为ＨＲＢ３３５钢筋。
［３］陈丽娟，王素英．沥青微表处罩面技术在桥面沥青铺装
顶层的应用［Ｊ］．公路交通科技：应用技术版，２０１０（１）．
［４２包凌文．微表处技术在混凝土桥面改造中的应用与探
讨［Ｊ］．城市建设理论研究，２０１１（１５）．
［５］张国彬．桥面微表处施工技术在邯长高速公路的应用
［Ｊ］．北方交通，２００８（５）．
［６］张尚秋，汪海洋．微表处在高速公路隧道中的应用［Ｊ］．
公路，２００４（６）．
［７］欧振平．微表处技术在高速公路养护工程中的应用
［Ｄ］．广州：华南理工大学，２０１１． ［８３叶青松．浅析微表处施工技术在桥面处治中的应用
ＣＪ１．安徽建筑，２０１１（４）．
［９］张相群．沥青路面微表处养护技术用研究［Ｄ］．天津：
河北工业大学，２００７．
［１Ｏ］董涛，那英男，董文瑞．沥青路面微表处预防性养护技
术的应用［Ｊ１．市政技术，２０１１（１）．
［１１］张凯强．微表处养护技术及其应用研究［Ｄ］．长春：吉
林大学，２００７．
收稿日期：２Ｏ１３一Ｏ３一Ｏ３ ．。 运 Ａ 汽 ．如 Ｄ 与 Ａ 路＆ 公
ｇ 总第１５６期 公 路 与 汽 运 Ｈｉｇｈｗａｙｓ ８Ｌ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ２ｌｌ
伸缩 一，１５０，，锚固块 ，转向架 ｌ ，体外预应力索 转向架、５Ｈ０ 一，１５０，，锚固块
６７５ ７００ ｌ ｌ０ｏ
剖立面
底板平面
图１箱内体外预应力布置（单位：ｃｍ）
２．２施工顺序
施工准备一测定箱梁原钢束位置一新增锚固
块、转向块放样一砼表面凿毛一钻孔及孔内处理一
植筋一钢筋、钢管安装一模板安装一在箱梁顶板开
浇筑孔一砼浇筑一养生一穿束一张拉一封锚一减振
装置安装一恢复箱梁顶板施工洞。
２．３施工方法及注意事项
（１）原箱梁体预应力钢束位置测定。为尽量减
少对原箱梁结构的破坏，施工前对锚固块、转向块处
原梁体预应力钢束进行探查，在砼表面利用记号笔
进行标识，钻孔植筋时尽量避开原梁体预应力钢束
及钢筋。
（２）新增锚固块及转向块的放样。根据实际探
明的原钢筋、预应力束在新增锚固块及转向块的位
置，按加固施工图纸所给出的锚固块及转向块位置
及尺寸进行平面放样，具体位置用油漆标明，如有冲
突，可作适当调整。
（３）新老砼结合面处理。为加强新、旧砼的结
合，根据设计要求凿掉新增锚固块和转向块范围内
顶、底板及腹板砼表层，深度为５～ｉ０ ｍｍ，再将凿
掉的砼块及碎屑清除干净，露出新鲜砼表面，最后采
用高压空气吹干净。
（４）顶板开浇筑孑Ｌ。根据加固施工设计图纸所
标明的开孔位置，人工采用水钻在桥面开孔。开孔
前，仔细核对原桥箱梁预应力钢束位置，开孔时应避
开预应力钢束。
（５）钻孔、植筋。根据设计新增锚固块、转向块
位置对植筋孔位进行测量放样，如植筋位置与原结 构主筋矛盾可适当进行调整。钻孔、植筋应符合相
应规范的要求。
（６）焊接构造钢筋。等植筋胶固化后（固化时
间和施工环境温度有关，一般需２ ｄ左右），绑扎其
余钢筋，形成钢筋骨架。
（７）模板制作安装。新锚固块、转向块模板采
用大块木模板，根据新锚固块、转向块结构尺寸制作
大块定型木模板，并进行编号，以便模板安装。通过
对拉螺杆将模板固定，外加钢管作纵、横肋。
（８）砼浇筑。根据设计要求，砼采用Ｃ５０自密
实砼。为保证砼浇筑施工顺利进行，砼施工前预先
进行砼配合比设计、强度及弹性模量试验，并注意试
验养生条件与实际的差异。在满足设计标号的前提
下尽量减小水灰比，降低水泥用量，所采用的骨料粒
径和级配应符合规范要求。砼浇筑前先在原砼表面
进行洒水湿润，并在相应新增齿板、转向块、加劲肋
板的桥面位置开凿砼下料孔。根据砼浇筑需要，开
孔直径为 １００ ｍｍ，采用人工水钻方式成孔，钻孔
时避开结构钢绞线。砼从桥面向箱梁内浇筑，对钢
筋密集部位附近的砼用插入式振捣器振捣，确保砼
浇筑密实。
（９）砼养生。采用覆盖麻袋、洒水养护的方式
对砼进行养生。
（１０）穿布新增预应力钢绞线。采用ＯＶＭ体
外预应力锚固系统ＯＶＭ．Ｂ１５—１２和ＯＶＭ．Ｂ１５—
１５型锚具，钢绞线根据设计尺寸及现场实际放线长
度下料。采取单根人工穿布，对每根钢绞线两端分
别编号。钢绞线穿布过程中，钢绞线两端编号必须 ２１２ 公 路 与 汽 运 Ｈｉｇｈｗａｙｓ ｂ－Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 第３期 ２０１３年５月
对应，防止钢绞线相互缠绕。钢绞线穿布完成后，将
纲绞线临时绑扎、保护好，按加固设计要求安装张拉
端部锚固钢板。张拉前安装夹片并再次仔细检查钢
绞线有无损坏，张拉准备是否充分。
（１１）体外预应力张拉。所有预应力钢束均采
用 １５．２ ｍｍ钢束，钢束的抗拉强度厂ｐｋ为１ ８６０
ＭＰａ，张拉控制应力取０．６ｆ。ｋ。待砼龄期到达７ ｄ、
强度达９Ｏ 以上且预应力束穿布就位后，进行预应
力张拉。张拉前先用千斤顶从两端对预应力钢束进
行松动张拉，确保钢绞线在管道内平行且能自由滑
动。钢绞线采用整束由两侧向中心的顺序进行张
拉，且两端对称同时张拉。为保证左右两束钢绞线
张拉基本同步，每束钢绞线分两级张拉。张拉步骤
为初张拉（张拉力Ｐ。一０．２倍设计张拉力Ｐ）一持
荷５ ｍｉｎ一量测延伸量 。一张拉并维持设计吨位Ｐ
一持荷５ ｍｉｎ一量测延伸量 一回油一量测延伸量
。。预应力束张拉采用延伸量与张拉吨位双控，以
张拉力控制为主，延伸量误差范围为±６ 。延伸量
为钢束上标定平面位置距锚垫板之间的距离变化
值，不得以油缸伸长值代替延伸量。实测延伸量
一Ｐ（ 。一 。）／（Ｐ—Ｐ。）。张拉中注意检查千斤顶
和锚具有无滑丝或断丝现象，查看 ｚ一 是否大于
７ ｍｍ，如大于７ ｍｍ，则表明出现了整体滑丝，应查
明原因并采取措施加以解决后方可继续张拉；检查
钢绞线尾端标定平面是否仍为一个平面，如平面出
现了变化，说明有个别钢绞线出现了滑丝现象，必须
采取措施进行及时处理。出现断丝的，必须立即更
换。达到设计要求后对锚具进行防腐、防松处理，对
柬体进行防振处理。每个防振装置利用Ｍ１２全牙
螺杆固定在顶板或底板上。
（１２）体外索体系防护。体外预应力束张拉完
成后，按照设计要求给张拉端套上防护罩，以利于二
次张拉及换索。对暴露于结构外部的锚具应及时实
施永久防护措施，防止水分、氯离子及其他有腐蚀性
的介质进入。在张拉后的锚固夹片和无粘结筋端部
涂满防腐油脂，并罩上塑料封端罩，达到完全密封的
效果。
（１３）安装减振限位装置。为避免预应力钢束
自由长度较长时产生振动，体外索纵向按照设计设
置减振限位装置。
３ 结语 梁墩顶、跨中截面相应控制点安置应变片进行试验
监测，在试验荷载作用下各截面测试指标均满足设
计要求，极大地提高了结构的整体刚度。该立交修
复完成后２年来的正常运营充分证明了对于钢筋砼
连续箱梁截面承载能力不足，采用体外预应力加固
是一种非常有效的措施，能有效地延长桥梁的使用
寿命。另外，通过试验监测发现，该加固方法对于提
高连续箱梁墩顶部位抵抗支点负弯矩的能力有限，
建议锚固块尽量靠近箱梁横隔梁布置或采取其他更
为有效的加固施工方法。
参考文献：
［１］ＪＴＧ／Ｔ Ｆ５０—２０１１，公路桥涵施工技术规范［ｓ］．
［２］刘吉士，阎洪河，李文琪．《公路桥涵施工技术规范》实
施手册［Ｄ］．北京：人民交通出版社，２００２．
［３］贾立术．高速公路在役预应力连续梁桥受力分析及加
固措施的研究［Ｄ］．郑州：郑州大学，２００６．
［４］李玉河，吴泽玉，王东炜，等．廖峪沟高架桥加固设计与
施工［Ｊ］．铁道建筑，２００６（７）．
［５］ 吕建华．单箱单室预应力混凝土连续箱梁桥加固方案
及施工控制要点［Ｊ］．中外公路，２００９，２９（４）．
［６］廖旭．大跨度连续刚构典型病害及加固对策研究［Ｄ］．
成都：西南交通大学，２００５．
［７］牛进民．预应力混凝土连续梁式桥的维修加固技术
［Ｊ］．华东公路，２００９（４）．
［８］万志蔚．体外预应力技术在桥梁加固中的理论研究
［Ｄ］．武汉：武汉理工大学，２０１１．
［９］兰建雄．部分预应力混凝土连续箱梁维修加固技术研
究［Ｄ］．广州：华南理工大学，２０１２．
［１Ｏ］ 唐中波．体外横张预应力调控连续刚构桥后期挠度的
探索［Ｄ］．重庆：重庆交通大学，２００９．
［１１］ 倪良松．大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁挂篮
施工技术［Ｊ］．公路，２００９（８）．
［１２］ 肖展青．旧桥增加支座的加固设计与施工［Ｊ］．广东土
木与建筑，２００５（１２）．
［１３］吴清东．大跨度预应力混凝土连续刚构体外索加固施
工技术［Ｊ］．四川建材，２００８（４）．
［１４］赵建永．中小跨径预应力混凝土连续箱梁设计与施工
［Ｊ］．交通世界：建养・机械，２０１２（１９）． ［１５］牛进民．东明黄河公路大桥维修加固工程［Ｊ］．山东交
通科技，２００８（４）． ［１６］黄海勇．现浇箱梁预应力张拉施工技术［Ｊ］．科技资
讯，２０１１（２１）．
该立交箱梁体外预应力加固工程完成后，在箱 收稿日期：２０１３—０２—０１