淺談公路橋梁施工加固技術(shù)

何秀勇

（江蘇泊翔結(jié)構(gòu)加固工程有限公司，江蘇 南京 210016）

淺談公路橋梁施工加固技術(shù)

何秀勇

（江蘇泊翔結(jié)構(gòu)加固工程有限公司，江蘇 南京 210016）

伴隨著公路交通運輸量日益劇增，超負(fù)荷的公路橋梁以及破損、陳舊的路面，早已不能承受新時代的運輸要求，技術(shù)改造的需求迫在眉睫。本文就以公路橋梁施工加固技術(shù)為題，首先分析了橋梁加固改造的技術(shù)途徑和設(shè)計原則，然后提出了目前橋梁加固的常用方法，并舉例說明碳纖維在實際工程中的應(yīng)用，對有效和合理地解決公路橋梁的病害問題具有重要意義。

公路橋梁 加固方案 項目管理

我國公路建設(shè)施工技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，引起了公路通車?yán)锍萄杆僭龆啵虼斯窐蛄簲?shù)量也隨之增加。但由于暴雨沖刷、河水的腐蝕以及超重運輸負(fù)擔(dān)等種種原因，所引發(fā)橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了一些病害，主要有斜腿主筋、箍筋出現(xiàn)銹蝕,鐵銹膨脹引起混凝土保護(hù)層剝落等。在這種情況下，通過采取有效的橋梁加固措施，恢復(fù)和提高橋梁承載能力、抗彎能力、荷載等級等具有重要意義。

1 橋梁加固改造的技術(shù)途徑及設(shè)計原則

1.1 主要技術(shù)途徑

橋梁加固一般是采取必要的措施提高構(gòu)件乃至整個結(jié)構(gòu)的承載能力及其使用性能，為了滿足新的要求。其主要對橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和抗洪能力進(jìn)行改造以保證車輛運行安全。主要技術(shù)途徑有：加強薄弱構(gòu)件、增加或更換橋梁構(gòu)件、改變結(jié)構(gòu)受力體系等。

1.2 加固方案確定原則

首先應(yīng)該結(jié)合橋梁的各項實際情況，比如現(xiàn)有技術(shù)狀況、車輛通行的需要、存在病害等，分析判斷加固的必要性和可行性，然后比較各種加固方案的技術(shù)經(jīng)濟效果，最后制定科學(xué)的加固方案。通常來講應(yīng)滿足以下要求：加固改造之后的橋梁其結(jié)構(gòu)性能、承載力和耐久性方面都能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；與重建新橋相比，能夠節(jié)約大量投資和材料，經(jīng)濟效益明顯；橋梁的下部結(jié)構(gòu)具有足夠的潛力，能滿足加固后的橋梁對基礎(chǔ)的要求。

2 目前橋梁加固的常用方法

2.1 加大截面加固法

加大截面法，是用增大混凝土結(jié)構(gòu)物的截面面積和配筋進(jìn)行加固的一種方法。其對被加固的橋梁下部結(jié)構(gòu)有著很高的要求，不僅需要其承受更多的自重，還可以很高的承載力。

2.2 粘貼鋼板加固法

這種方法是以樹脂粘接鋼板與混凝土的結(jié)構(gòu)加固法，該方法具有施工快速、幾乎沒有濕作業(yè)等特點，不僅不會對生產(chǎn)和生活造成很大的影響，還不會影響到原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空。但是這種方法也有弊端，那就是對膠粘工藝與操作水平的要求很高，比較適用于那些處于正常濕度環(huán)境且只是承受靜力作用的受彎或受拉構(gòu)件的加固。

2.3 體外預(yù)應(yīng)力加固法

通過外加預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法就是體外預(yù)應(yīng)力加固法，如果一些橋梁要求提供承載力、剛度和抗裂性及加固后僅占用比較小的空間可以選用這種方法。由于采用這種方法加固后對原結(jié)構(gòu)的外觀有很大的影響，所以在實際的施工中很小采用這種方法，但是采用這種方法確實能夠很大程度的減少施工工期，具有很好的加固效果。

2.4 置換混凝土加固法

加大截面法的優(yōu)點和置換混凝土加固法的優(yōu)點相似，都不影響建筑物的凈空，然而兩者也存在一樣的缺點，那就是濕作業(yè)時間會很長。一般這種方法會用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴(yán)重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。

2.5 粘貼FRP加固法

粘貼FRP加固法是采用高強度或高彈性模量的纖維復(fù)合材料，用專門配置的粘貼樹脂或浸漬樹脂粘貼在橋梁混凝土構(gòu)件表面，使之與原構(gòu)件形成整體共同受力的加固方法。

現(xiàn)階段，玻璃纖維（GFRP）、碳纖維（CFRP）和芳綸纖維（AFRP）這三種FRP材料比較常用于結(jié)構(gòu)工程中，其中碳纖維增強復(fù)合材料（CFRP）的應(yīng)用是最多的。本文主要對它的加固方法及實際工程應(yīng)用進(jìn)行概述。

3 應(yīng)用實例

上世紀(jì)70年代初安徽省建立了一座橋：上部結(jié)構(gòu)為4孔跨徑L=16.8m的少筋微彎板工字梁組合的裝配式鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)，無橫梁，橋面凈空為凈—7m+2× 0.25m，下部構(gòu)造為鋼筋混凝土雙柱式灌注樁墩及重力式橋臺。1966年1月出版的《少筋微彎板與工型梁組合的裝配式鋼筋混凝土上部構(gòu)造試用圖紙》是原橋上部構(gòu)造時主要采用的依據(jù)，設(shè)計荷載為汽—13，拖—60。

3.1 加固前病害勘查

確定加固方案的前提是全面了解舊橋的各項實際情況，經(jīng)了解全橋主梁4×5片。通過對2～4孔的15片主梁、微彎板、支座等進(jìn)行詳細(xì)的勘查，了解舊橋的實際損壞情況。

3.1.1 主梁

各部位尺寸沿跨徑有不一致的現(xiàn)象，施工質(zhì)量不高。主梁上有各式各樣的裂縫，比如裂縫、水平裂縫、豎直裂縫等，單根主梁最多存在51條裂縫，其中最寬的是4mm。

3.1.2 其他

微彎板底部很粗糙，有細(xì)微裂紋在局部，施工質(zhì)量不高。支座為鋼板支座，鋼板銹蝕嚴(yán)重，有大塊蝕塊脫落。支座附近主梁砼有壓碎現(xiàn)象。

3.2 加固設(shè)計

結(jié)合勘察的具體情況，主要針對主梁筆者進(jìn)行加固設(shè)計。

主梁加固時使用的是CYMAXL300—C碳纖維片材，主要性能指標(biāo)有：設(shè)計厚度0.167mm；抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值4108Mpa；抗拉強度平均值4233Mpa；抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)偏差40Mpa；彈性模量236Gpa。計算中，材料的抗拉強度設(shè)計值取用折減系數(shù)0.8。經(jīng)計算，0.25mm是主梁跨中底部碳纖維材料最適宜的厚度，所以采用2層。加固設(shè)計見圖1所示。

3.3 加固要點

（1）使用5個液壓千斤頂把整孔梁一端整體同步頂起，才能進(jìn)行支座更換工作。在梁體被頂升后，首先應(yīng)該取出舊支座，并把支座周圍的油垢和雜物都清理干凈，同時用環(huán)氧樹脂抹平。安裝新支座的前提是必須保證新支座質(zhì)量的合格性和安全性，安裝過程中應(yīng)注意使新支座重心對準(zhǔn)梁的計算支點，使支座受力均勻。

（2）采用化學(xué)灌漿修復(fù)裂縫寬度＞0.2mm的，采用表面涂抹修復(fù)裂縫處治裂縫寬度＜0.2mm的。

（3）應(yīng)該按照從梁底至梁肋頂部方向?qū)μ祭w維材料進(jìn)行粘貼施工。首先應(yīng)該清洗混凝土表面，配置并涂刷底層樹脂、配置找平材料。在施工過程中應(yīng)該保證碳纖維布與砼表面之間的密合性，防護(hù)處理是在粘貼完畢后再對其表面進(jìn)行的。

3.4 評定

對原有橋梁進(jìn)行汽—20荷載的凈載試驗，加固后測定橋梁的各項技術(shù)參數(shù)，由此分析其承載能力。

從試驗得出的數(shù)據(jù)可以看出，加固后的主梁具有一定的承載潛力，所以碳纖維加固少筋微彎板工型組合梁的方法是合理有效的。

4 結(jié)束語

本文分析了現(xiàn)階段舊橋加固比較常見的幾種方法，重點分析了碳纖維材料在舊橋加固中的應(yīng)用。通過具體的加固實例，我們發(fā)現(xiàn)在舊橋加固中使用碳纖維材料能夠很好的達(dá)到舊橋加固的目的。目前在舊橋加固中應(yīng)用碳纖維材料還只是一項新工藝，相信經(jīng)過更多工程實踐檢驗和完善，未來會有更大的應(yīng)用前景，取得良好的經(jīng)濟和社會效益。

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