公路橋涵加固技術探討

黃誠

摘 要：公路橋涵加固，是通過一些有效的措施，使受損橋涵結構恢復其原有的技術功能，或通過改變結構的傳力途徑而減少構件的荷載效應，或在已有結構的基礎上提高結構的承載能力，以滿足新的承載條件和使用功能的要求。

關鍵詞：公路橋涵；加固技術；粘鋼

橋涵加固，可以延長橋涵的使用壽命，用少量的資金投入，使橋涵能重新滿足交通的需求，還可以緩和橋涵投資的集中性，是預防和避免橋涵坍塌所造成的物資損失和人身傷亡的必要手段。目前公路橋涵加固技術主要有以下幾種：

一、粘鋼加固

結構粘鋼加固是一種建筑結構工程的加固新技術。用特制的結構膠粘劑，將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結構的表面，能達到加固和增強原結構強度和剛度的目的。結構粘鋼加固方法，與其他的加固方法比較，有許多獨特的優點和先進性，是最近幾年應用最多的加固方法。

a堅固耐用：經過多年來的工程實踐，已經證明完全能保證加固工程的質量，結構的強度和剛度都能滿足設計的要求。膠粘劑老化試驗耐久性能滿足要求。粘鋼加固后的結構試驗，也證明強度和剛度的設計方法是正確可靠的；

b施工快速：在保證粘鋼加固結構質量的前提下，快速完成施工任務，并能根據業務要求，在不停產，不影響使用的情況下完成施工，受到用戶的普遍贊揚；

c簡捷輕巧：與其他加固方法比較，粘鋼加固的施工簡單，技術可靠，工藝成熟，干凈利落，現場無濕作業。完成加固后的結構外觀不改變，比較輕巧，鋼板薄，結構自重增加極微，不會導致建筑物內其他構件的連鎖加固；

d靈活多樣：粘鋼加固法的適應性很強，能夠解決生產上和生活上各種有關問題。粘貼鋼板的方案多種多樣，靈活巧妙。還可粘貼型鋼、加固鋼結構及磚砌體結構等；

e經濟合理：由于施工快，避免或減少工廠停產時間，節約加固材料，與其他加固方法比較，粘鋼加固的費用大為節省，經濟效益很高。

缺點：由于粘貼鋼板加固后均須進行必要的表面防護，如環氧砂漿或水泥砂漿保護層、鋼板的銹蝕程度較難估計等，降低了加固構件的可靠性，增加了加固橋涵的后期養護費用。

適用性：粘鋼加固可用于補充原結構構件中的鋼筋量的不足，增強構件的抗彎、抗剪、抗壓能力，對所加固構件的剛度提高也具有一定的效果。在混凝土構件表面粘貼鋼板時，增加抗剪螺栓效果更好。

二、碳纖維加固

碳纖維加固是近年來美日等國家所研發的應用在土木工程中的新型加固補強技術。該方法采用同一方向排列的碳纖維織物，在常溫下用環氧樹脂膠粘貼于混凝土結構表面，利用其緊密粘著于混凝土結構表面，使二者作為一個新的整體，共同受力，是一種非常簡單且優良的加固補強方法，與傳統的粘鋼加固不同，碳纖維加固在不增加結構物的荷重的前提下達到高效加固的目的。碳纖維加固特性有以下幾方面。

a強度高。碳纖維加固材料強度普遍高于鋼材，一些特制強化碳纖維強度可達鋼材的數倍以上；

b超強防水效果。用環氧樹脂膠點附于混凝土結構表面，防水效果好，耐腐蝕，可抑制鋼筋腐蝕生銹；

c重量輕。其比重比鋁還要輕，在不增加落重的情況下達到高強度的加固效果。

d施工簡便。碳纖維重量輕，一般只需手工操作，不受施工空間的限制；施工進度快，質量易于保證，幾乎無需后期維修養護。

e美觀，且不受形狀限制。不論方形、矩形、六角形及各類不規則形，加固后均可保持物體原狀，不影響表面裝飾。

適用性：用于結構梁、板抗彎、抗剪加固，補足原結構構件鋼筋的不足，通過粘貼封閉提高柱子軸心抗壓能力。

三、增大截面與配筋

增大截面與配筋加固法，是通過增大構件截面面積或配筋率，以提高鋼筋混凝土梁的強度、剛度、穩定性的加固方法。該方法一般采用在梁底面或側面加大混凝土截面尺寸、增配主筋、加厚橋面板、噴錨加固等四種途徑，提高主梁截面的有效高度，從而達到提高橋涵承載能力的目的。其主要特點有：

a在施工質量可靠的情況下，該技術的加固效果是比較理想的，

b幾乎不需要后期養護。

缺點：由于增大截面法在施工過程中全部的作業需在梁底進行，施工難度較大，且施工質量難以控制。

適用性：一般只適用于一些跨徑較小的橋涵。

四、噴射混凝土

噴射混凝土是借助噴射機械，利用壓縮空氣或其他動力，將按一定比例配合的拌和料，通過管道送并高速噴射到受噴面（巖面、模板、舊建筑物）上凝結硬化而成的一種混凝土，它不是以振動來搗實混凝土，而是在噴射時，由水泥與集料的反復連續撞擊而使混凝土壓實，同時又可采用較小的水灰比（0 4～0 5），因而它具有較高的力學強度和良好的耐久性。目前比較流行的是噴射合成纖維混凝土也就是在噴射混凝土中摻入三維分布的合成纖維來改善混凝土性能。噴射合成纖維混凝土除具有備噴射混凝土抗壓、抗拉、抗剪、抗彎、粘結強度高的優點外，還具有以下特點。

a較好的抗裂、阻裂性能；

b較高的抗沖擊性能；

c較好的耐磨、耐腐蝕性能；

d較好的抗滲、抗凍融性能；

e較好的抗疲勞性和抗碎裂性；

f在施工過程中，由于合成纖維尚能提高混凝土材料的粘聚性，因此，在噴射合成纖維混凝土時，回彈率大大降低。

適用性：適用于橋臺、橋墩、梁、橋板的修復和加固。

五、增加體外預應力

體外預應力是后張無粘結預應力體系的分支之一。將預應力鋼筋布置于混凝土截面之外的技術已在工程中得到了應用，并成為加固既有橋涵的有效方法之一。采用體外預應力技術加固橋涵結構有很多優點。

a預應力布置簡單，可以調整，簡化了后張的操作程序：

b對橋涵加固施工過程中，可以不封閉交通；

c增加恒重不多，可以能動地調節原結構中的應力狀態，達到有效加固的目的；

d有效增加加固后主梁的抗彎剛度，大幅度提高主梁的承載能力，達到使用等級提高的目的。

缺點：該方法最大的缺點是加固后體外預應力束容易腐蝕。

適用性：主要適用于橋涵的主梁、墩柱的修復和加固。

參考文獻：

[1].張開鵬、蔣玉龍、曾雪芳，橋梁加固的發展與展望[J]， 公路，2005（8），299～301.

[2].王小靖，淺談公路舊橋加固的可持續發展[J]，山西交通科技，2005（5），63～64.