淺談橋梁加固技術

孫 光,張 瑩

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司)

1 常見橋梁病害分類

(1)橋梁兩端處路面開裂,新舊橋連接處路面沿縱向開裂。

(2)由于施工工藝和施工質量有問題底板預應力鋼絲混凝土保護層厚度偏薄,預應力鋼絲(多為中絲)外露銹蝕,梁底外觀不光滑;普通鋼筋混凝土板部分橋梁梁底裂縫滲水;存在縱向裂縫、腹板斜裂縫和橫向裂縫,甚至腹板斜裂縫已裂通腹板。

(3)連續梁橋跨中附近存在橫向裂縫并貫穿梁底,漏水。

(4)由于基礎沉降引起舊橋墩臺部分有豎向裂縫,但如果裂縫形態較陳舊,發展已經穩定,對橋梁運營影響已不大。

(5)由于橋梁邊梁梁底被過往車輛撞傷,伴隨有梁間接縫填料剝落,混凝土脫落;預應力鋼絲斷絲并銹蝕,預應力鋼絞線裸露銹蝕,橫向光面鋼筋外露;光面箍筋外露銹蝕;梁底有劃痕等現象。

通過以上病害的表現形式及事例分析并結合靜載試驗、橋梁受力分析、道路運營狀況及偶然事件的發生判定病害主要為以下六類。

(1)正常使用狀態問題:梁體主要受拉區在荷載作用下開裂或原有裂縫有擴展,鋼筋應力較大,結構使用狀態出現問題;但梁體本身受壓區未破損,受拉筋未損失,結構的極限強度并未減少。

(2)極限狀態問題:梁體主要受力區在荷載作用下,截面應變符合平截面假定,截面應力較小,梁體在荷載作用下沒有開裂或原有裂縫穩定,沒有新的擴展,結構的使用狀態沒有問題;但梁體由于被撞而造成鋼筋或預應力鋼絲斷裂,使梁體現有配筋與原設計相比減少,結構的極限強度降低。

(3)梁體底板混凝土保護層厚度過薄、露筋。

(4)車輛撞傷及部分橋梁設施丟失。

(5)結構出現裂縫。

(6)新舊橋面出現通長的縱向裂縫。

2 加固設計原則

加固設計是以實測數據為依據,以現行規范為標準,對現有結構進行補強設計,使現有結構在補強后能滿足原設計的要求或滿足規范和正常安全運營的要求。

3 加固方法的分析與比選

(1)結構正常使用狀態問題。

當結構處于正常使用狀態時,結構變形是完全符合彈性理論的,截面應變沿梁高呈線性分布。在活載作用下,鋼筋拉應力過大的問題,加固對全預應力梁可以加體外預應力使結構恢復到原設計標準,也可以在滿足安全使用要求的情況下,是通過增加鋼筋的面積來減小鋼筋在活載作用下的應力以滿足規范部分預應力混凝土B類的要求。根據試驗結果可知,結構的關鍵截面的撓度滿足要求,說明結構的整體剛度沒有問題。根據經濟、實用、有效的原則,只將其加固到部分預應力混凝土B類即可。通常此類加固方法普遍采用的有粘貼鋼板和粘貼碳纖維布兩種,在結構正常使用狀態下,粘貼鋼板的加固方法更為合理有效。

(2)結構極限狀態問題。

當結構處于極限狀態時,結構已進入塑性階段,根據極限狀態理論,截面混凝土達到極限強度,應力分布呈矩形分布,當混凝土受壓區足夠時,鋼筋也將達到其極限強度。當梁體被撞后,受拉鋼筋或預應力鋼絲損失、面積減少,加固是通過彌補損失鋼材的面積和強度來達到加固結構極限強度的目的。通常此類加固方法普遍采用的有粘貼鋼板和粘貼碳纖維布兩種,其各自特點分析如下。

此項工程在結構極限狀態下,粘貼鋼板的加固方法由于結構構造原因無法實施,因此推薦粘貼碳纖維布法。另此病害多為梁底被超高車撞擊造成,設立限高架能避免梁體被撞。

(3)梁體底板混凝土保護層厚度過薄、露筋問題混凝土保護層的作用使保護鋼筋,保證結構的耐久性?；炷帘Ｗo層過薄、碳化或露筋,則使其失去或減弱保護鋼筋的作用,造成碳化、鋼筋銹蝕、混凝土開裂等多種病害。針對此病害,目前比較成熟的處理方法是對混凝土進行表面涂裝。

(4)部分梁支座丟失。

丟失支座舊橋解決方法有以下兩種:①恢復原設計,將空心板梁吊起或用千斤頂頂起,將丟失的支座補回。②考慮如果板梁間的聯系并未因支座缺少而造成破壞,同時到目前為止也未對行車舒適和安全造成影響?？梢钥紤]簡單處理,即將板式橡膠支座的厚度改變,將其用膠粘回缺支座處梁底,再用帶膠薄鋼板將其墊實楔死。這樣,可使補加的支座在活載作用下與其他支座共同工作,結構在活載作用下的受力狀態得到改善。

以上兩個方案應充分考慮施工的難易程度和對安全運營的實際影響程度而進行綜合分析比較。

(5)結構出現裂縫。

裂縫的出現會加速混凝土的碳化和鋼筋的銹蝕,影響結構的使用耐久性。對裂縫的修補可以延長結構的使用壽命。通常的做法是,對于大過 0.2mm的裂縫進行灌縫處理,對于小于 0.2mm的裂縫進行封閉處理。對于滲水的裂縫,應先鉆孔將水排出,然后再進行修補。