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【摘 要】本文以某码头后桩台横梁维修加固为例，简要介绍了体外预应力工艺在码头维修加固中的应用情况。根据后桩台横梁的损伤情况，进行了体外预应力维修加固的设计施工，并对施工中的钢筋预应力进行了实时测试。后期跟踪调查结果表明，码头横梁的体外预应力加固效果良好。
【关键词】横梁；维修加固；体外预应力
Externally prestressed beams maintenance terminal technology
Yuan Yi1,Ma Zheng2
(1.Dalian zhongjiao polytechnic Institute of Traffic Technology Co., Ltd Dalian Liaoning 116000；
2.Dalian Port Design Institute Co., Ltd Dalian Liaoning 116000)
【Abstract】Taking connecting after cloud harbor 35#, 36# berths stake beam with horizontal pedestal to maintain to reinforce as examples, the synopsis introduced a body to outside prepare in response to the stress craft in the wharf maintain reinforce of applied circumstance. According to empress the harm circumstance of the stake beam with horizontal pedestal, carried on the body outside prepares the design construction that maintains to reinforce in response to the stress, and prepared to the under construction reinforcing bar in response to the stress to carry on actually test. Expect to follow the enunciation of the inquisition result behind, the body of the wharf horizontal beam outside prepares to reinforce effect in response to stress good.
【Key words】Beam;Maintain and reinforce;Outside preparation stress
1. 引言
体外预应力技术是指将预应力筋布置在结构构件的截面之外，与体内无粘结预应力技术相对而言的预应力技术，是后张法预应力体系中一个重要分支［1］。虽然传统的结构维修加固技术很多，但由于体外预应力技术是一种高效、经济、简便的结构维修加固技术，使得运用体外预应力技术进行加固的工程越来越多。天津港务局进行了利用体外预应力加固码头面板的试验研究和设计计算方法研究［2，3］。本文主要介绍体外预应力技术在某码头横梁维修加固中的应用情况。
35#、36#泊位于1989年建成，结构型式为高桩梁板式码头，桩基采用1200钢筋混凝土预应力大管桩。码头总长450m，总宽38.5m，其中前桩台宽17.5m，后桩台宽21m，排架间距8m。码头前桩台为纵横梁系迭合面板，后桩台为横梁上架迭合连续板。35#、36#泊位原设计为木材专用泊位，后桩台设计荷载为30KPa。近年来以接卸铁矿砂等散货为主，使用过程中后桩台超载现象严重，造成后桩台横梁等上部构件严重损伤，对后桩台横梁进行了体外预应力维修加固。为了检验体外预应力加固的可靠性，在施工中对钢筋预应力进行了全过程测试，测试结果表明横梁加固钢筋的预应力均符合设计要求。
2. 后桩台横梁损伤情况
2.1 竖向裂缝。
横梁总计52根，有49根横梁出现竖向裂缝，见表1。竖向裂缝的分布和竖向荷载作用下横梁的弯矩分布特点相对应，裂缝集中在以三根桩为支承点的两段横梁跨中段，属于竖直荷载作用下的弯矩正截面破坏。
2.2 斜向裂缝。
斜裂缝位于横梁前后桩帽内缘处，成45°斜向上。主要分布在37#、38#、44#、46#、48#排架处，与横梁竖向裂缝损伤的E类分布位置相同。判断为损伤程度严重，属于支座处竖向荷载的剪切破坏。
2.3 钢筋锈胀损伤。
检查的52根横梁中有51根出现梁底边角纵筋锈胀裂缝；部分横梁侧面也出现纵筋锈胀裂缝；部分横梁侧面和横梁搁置面板的牛腿侧面出现局部空鼓，说明箍筋及纵向构造筋也出现锈蚀；横梁在施工期的防护涂层普遍有分离、翘起、脱落现象。
2.4 横梁损伤程度总体评价。
分五类损伤：A类：未损伤；B类：轻度损伤；C类：中度损伤；D类：较重损伤；E类：严重损伤。横梁损伤程度分类详见表2。考虑到出现斜裂缝的横梁损伤程度比竖向裂缝更严重，因此将44#、47#排架也归入严重损伤类。
3. 后桩台横梁修复方案
横梁底面两侧分别通长布置一根螺纹25预应力钢筋，一并解决横梁跨中弯矩与支座处剪力引起的损伤，同时对砼的锈蚀破坏进行局部处理。横梁加固示意图见图1。
3.1 梁底增设预应力钢筋。
先将横梁底面、侧面底部20cm范围内的砼保护层全部凿除，露出主筋，对钢筋除锈、补强、涂刷阻锈剂；在三个桩帽上分别钻两只同心的贯穿孔；穿设两根螺纹25预应力钢筋；张拉、锚固预应力钢筋，张拉控制应力为125KN，采用螺丝端杆将预应力钢筋锚固在两侧桩帽的外侧面处；最后在横梁底部现浇C40细石混凝土，恢复横梁的保护层，同时对预应力钢筋起到防腐作用。
3.2 砼锈蚀破坏的局部处理。
对横梁上竖向裂缝、斜向裂缝及梁侧和牛腿处产生锈胀的部位采用人工凿除腐蚀的砼，直至露出完好的砼面，对暴露出来的钢筋除锈、补强、涂刷阻锈剂，最后枪喷硅粉砂浆恢复砼保护层。
4. 钢筋预应力测试
为了检验体外预应力加固的可靠性，在施工中对钢筋预应力进行了全过程测试，其中38#横梁测试结果见表3、表4。
横梁的钢筋预应力测试结果符合设计要求，对体外预应力维修加固的横梁进行了跟踪调查，结果表明码头横梁的体外预应力加固效果良好。
图1 横梁加固示意图
5. 结语
体外预应力加固技术不仅可以延缓砼构件的开裂，提高构件的抗裂度和刚度；节约钢材，降低造价；减轻构件自重等等；同时还可以提高构件本身的抗弯、抗剪强度，近几年来，在码头、桥梁的构件加固、维修施工中得到广泛运用。此次在某码头35#、36#泊位后桩台横梁加固工程成功地运用该技术，取得了显著的效果。高桩码头上部锈蚀破损构件的体外预应力加固技术仍有待深入研究，包括砼保护层的性能、配方、施工工艺，等等。
参考文献
［1］ 盛超. 体外预应力技术在工程加固中的应用与发展［J］. 山西建筑，2006，32(23)：150-151.
［2］ 关梦林，孙建鹏，余厚新，刘佳岭. 利用体外预应力技术加固码头面板的研究［J］. 水道港口，2002，(2)：87-89.
［3］ 张建国，孙建澎. 体外预应力加固码头面板的设计计算方法［J］. 水道港口，2002，23(S1)：170-178.
［文章编号］1006-7619（2011）03-12-112
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】横梁；维修加固；体外预应力
Externally prestressed beams maintenance terminal technology
Yuan Yi1,Ma Zheng2
(1.Dalian zhongjiao polytechnic Institute of Traffic Technology Co., Ltd Dalian Liaoning 116000；
2.Dalian Port Design Institute Co., Ltd Dalian Liaoning 116000)
【Abstract】Taking connecting after cloud harbor 35#, 36# berths stake beam with horizontal pedestal to maintain to reinforce as examples, the synopsis introduced a body to outside prepare in response to the stress craft in the wharf maintain reinforce of applied circumstance. According to empress the harm circumstance of the stake beam with horizontal pedestal, carried on the body outside prepares the design construction that maintains to reinforce in response to the stress, and prepared to the under construction reinforcing bar in response to the stress to carry on actually test. Expect to follow the enunciation of the inquisition result behind, the body of the wharf horizontal beam outside prepares to reinforce effect in response to stress good.
【Key words】Beam;Maintain and reinforce;Outside preparation stress
1. 引言
体外预应力技术是指将预应力筋布置在结构构件的截面之外，与体内无粘结预应力技术相对而言的预应力技术，是后张法预应力体系中一个重要分支［1］。虽然传统的结构维修加固技术很多，但由于体外预应力技术是一种高效、经济、简便的结构维修加固技术，使得运用体外预应力技术进行加固的工程越来越多。天津港务局进行了利用体外预应力加固码头面板的试验研究和设计计算方法研究［2，3］。本文主要介绍体外预应力技术在某码头横梁维修加固中的应用情况。
35#、36#泊位于1989年建成，结构型式为高桩梁板式码头，桩基采用1200钢筋混凝土预应力大管桩。码头总长450m，总宽38.5m，其中前桩台宽17.5m，后桩台宽21m，排架间距8m。码头前桩台为纵横梁系迭合面板，后桩台为横梁上架迭合连续板。35#、36#泊位原设计为木材专用泊位，后桩台设计荷载为30KPa。近年来以接卸铁矿砂等散货为主，使用过程中后桩台超载现象严重，造成后桩台横梁等上部构件严重损伤，对后桩台横梁进行了体外预应力维修加固。为了检验体外预应力加固的可靠性，在施工中对钢筋预应力进行了全过程测试，测试结果表明横梁加固钢筋的预应力均符合设计要求。
2. 后桩台横梁损伤情况
2.1 竖向裂缝。
横梁总计52根，有49根横梁出现竖向裂缝，见表1。竖向裂缝的分布和竖向荷载作用下横梁的弯矩分布特点相对应，裂缝集中在以三根桩为支承点的两段横梁跨中段，属于竖直荷载作用下的弯矩正截面破坏。
2.2 斜向裂缝。
斜裂缝位于横梁前后桩帽内缘处，成45°斜向上。主要分布在37#、38#、44#、46#、48#排架处，与横梁竖向裂缝损伤的E类分布位置相同。判断为损伤程度严重，属于支座处竖向荷载的剪切破坏。
2.3 钢筋锈胀损伤。
检查的52根横梁中有51根出现梁底边角纵筋锈胀裂缝；部分横梁侧面也出现纵筋锈胀裂缝；部分横梁侧面和横梁搁置面板的牛腿侧面出现局部空鼓，说明箍筋及纵向构造筋也出现锈蚀；横梁在施工期的防护涂层普遍有分离、翘起、脱落现象。
2.4 横梁损伤程度总体评价。
分五类损伤：A类：未损伤；B类：轻度损伤；C类：中度损伤；D类：较重损伤；E类：严重损伤。横梁损伤程度分类详见表2。考虑到出现斜裂缝的横梁损伤程度比竖向裂缝更严重，因此将44#、47#排架也归入严重损伤类。
3. 后桩台横梁修复方案
横梁底面两侧分别通长布置一根螺纹25预应力钢筋，一并解决横梁跨中弯矩与支座处剪力引起的损伤，同时对砼的锈蚀破坏进行局部处理。横梁加固示意图见图1。
3.1 梁底增设预应力钢筋。
先将横梁底面、侧面底部20cm范围内的砼保护层全部凿除，露出主筋，对钢筋除锈、补强、涂刷阻锈剂；在三个桩帽上分别钻两只同心的贯穿孔；穿设两根螺纹25预应力钢筋；张拉、锚固预应力钢筋，张拉控制应力为125KN，采用螺丝端杆将预应力钢筋锚固在两侧桩帽的外侧面处；最后在横梁底部现浇C40细石混凝土，恢复横梁的保护层，同时对预应力钢筋起到防腐作用。
3.2 砼锈蚀破坏的局部处理。
对横梁上竖向裂缝、斜向裂缝及梁侧和牛腿处产生锈胀的部位采用人工凿除腐蚀的砼，直至露出完好的砼面，对暴露出来的钢筋除锈、补强、涂刷阻锈剂，最后枪喷硅粉砂浆恢复砼保护层。
4. 钢筋预应力测试
为了检验体外预应力加固的可靠性，在施工中对钢筋预应力进行了全过程测试，其中38#横梁测试结果见表3、表4。
横梁的钢筋预应力测试结果符合设计要求，对体外预应力维修加固的横梁进行了跟踪调查，结果表明码头横梁的体外预应力加固效果良好。
图1 横梁加固示意图
5. 结语
体外预应力加固技术不仅可以延缓砼构件的开裂，提高构件的抗裂度和刚度；节约钢材，降低造价；减轻构件自重等等；同时还可以提高构件本身的抗弯、抗剪强度，近几年来，在码头、桥梁的构件加固、维修施工中得到广泛运用。此次在某码头35#、36#泊位后桩台横梁加固工程成功地运用该技术，取得了显著的效果。高桩码头上部锈蚀破损构件的体外预应力加固技术仍有待深入研究，包括砼保护层的性能、配方、施工工艺，等等。
参考文献
［1］ 盛超. 体外预应力技术在工程加固中的应用与发展［J］. 山西建筑，2006，32(23)：150-151.
［2］ 关梦林，孙建鹏，余厚新，刘佳岭. 利用体外预应力技术加固码头面板的研究［J］. 水道港口，2002，(2)：87-89.
［3］ 张建国，孙建澎. 体外预应力加固码头面板的设计计算方法［J］. 水道港口，2002，23(S1)：170-178.
［文章编号］1006-7619（2011）03-12-112
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