桥梁加固-天门桥梁加固

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桥梁加固【电话 申工】对旧桥、危桥的加固维修，以及如何提高其承载力的问题研究、试验与推广，是非常有必要的。很多资料表明，当前有些交通发达的国家，桥梁建设的已放到了对旧桥的加固与改造方面，而新建桥梁已降为次要地位。国内旧桥加固或改造的经验也表明，在一般情况下，桥梁的加固费用约为新建桥梁费用的10%至20%；双曲拱桥的加固改造费用约为新建桥梁费用的20%至40%。因此，加速我国旧桥加固或改造技术的研究，不仅能更好地、及时地为现代交通运输服务，而且能为国家带来巨大的经济效益和社会效益。 

　　2 桥梁需要加固的原因 

　　1）旧桥梁原有的设计标准低，不能满足现在发展了的车辆通行要求。随着桥梁设计规范的不断发展，公路桥梁的设计荷载已由汽―6级、汽一8级、汽一13 级发展到汽一15级、汽一20级及汽 一20级，并且仍有继续增大的趋势。据调查分析，全国的国道、省道和县级公路的*大、中型桥梁中，设计荷载达到汽一加级、挂一100级标准的仅占大、中型桥梁总数的6.53%，挂一10级、履带 50级及以下荷载标准的桥梁占9.73%，其余84.3%的桥梁基本上是汽一13级和汽一15级荷载标准。 

　　2）由于设计及施工的缺陷以及各种不利作用（ 如碳化、氯离子侵入、水侵蚀、集料反应、冻融、水害等），使得桥梁结构的混凝土及钢筋严重。 

　　3）桥梁的使用年限长，接近其使用寿命。我国在20世纪60年代～70年代修建的桥梁，大部分仍在服役，由于年久失修、失养，已不适应交通量日益增长的需要。 

　　4）外界不利荷载的影响使得桥梁结构安全性下降。在我国，造成此种情况的大原因是在公路上行驶的货车大多数载、限行驶，致使20%以上的桥梁出现安全隐患。 

　　3加固原则 

　　加固设计是以实测数据为依据，以现行规范为标准，对现有结构进行补强设计，使现有结构在补强后能满足原设计的要求或满足规范和正常安全运营的要求。桥梁经加固改造之后，无论结构性能、承载力还是耐久性方面都能达到使用要求；桥梁的下部结构具有足够的潜力。 

　　4桥梁加固的几种常见方法 

　　4.1桥梁上部结构的加固 

　　4.1.1加大截面加固法 

　　加大截面法，也称为外包混凝土加固法，是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。这种加固方法要求被加固的桥梁下部结构能够承受更多的自重，能够提供更高的承载力。通常情况下，以加厚桥面板或加大主梁的梁肋宽度为主。 

　　4.1.2预应力加固法 

　　预应力加固法是采用外加预应力的钢拉杆对结构进行加固的方法，适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后所占用空间小的桥梁。可分为预应力拉杆加固和预应力撑杆加固，其中预应力拉杆加固主要用于受弯构件，以梁身为锚固体，通过预应力张拉对梁的受拉区域施加外力，以抵消结构本身的自重，减少车辆荷载作用下的应力，能够减少梁体出现过多的裂缝，以及减小裂缝宽度。预应力撑杆加固主要用于桥梁下部结构的轴心受压墩柱，但在实践中桥梁墩柱加固也很少采用这种方法。 

　　采用体外预应力技术加固桥梁结构有以下优点： 

　　1）预应力布置简单，可以调整，简化了后张的操作程序；2）对桥梁加固施工过程中，可以不封闭交通；3）增加恒重不多，可以能动地调节原结构中的应力状态，达到有效加固的目的；4）提高原结构承载能力幅度，使用等级的提高。适用性：主要适用于桥梁的主梁、墩柱的修复和加固。 

　　4.1.3粘贴钢板加固法 

　　粘贴钢板加固法是以树脂粘结钢板与混凝土的结构加固法，其施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显着影响。但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平，适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。 

　　1）坚固耐用；2）施工快速；3）简捷轻巧；4）灵活多样；5 ）经济合理。 

　　4.1.4粘贴碳纤维增强塑料 

　　加固法粘贴碳纤维增强塑料加固法采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面，碳纤维与原结构形成新的受力整体，碳纤维与钢筋共同承受荷载，降低了钢筋应力，从而使结构达到了加固和补强效果。其主要特点是：几乎不增加结构自重和截面尺寸，不改变净空高度，施工方便，对原结构几乎不会造成新的损伤，具有良好的耐性、耐久性和抗疲劳性能，根据受力分析可进行多层粘贴进行补强，其方向性也可以灵活掌握。该方法的缺点是弹性模量与强度比值过低；环氧树脂在温度大于60℃时会呈现软化现象，而桥梁一般受到阳光直射，桥面温度大于60℃的可能性很大，不利于采用树脂胶作粘贴剂。 

　　碳纤维加固特性有以下几方面：1）强度高，2） 强防水效果，3）重量轻，4）不受形状限制。 

　　4.2桥梁下部结构的加固 

　　4.2.1盖梁的加固 

　　盖梁侧面粘贴的钢板应预先设计尺寸裁出备用，在盖梁侧面放出粘钢位置大样用切割机沿边线切割砼深1cm，然后用钢钎凿毛，剔出带槽。在剔好的槽内按设计锚固间距钻孑L， 空压机吹净孔内粉尘后用配好的环氧树脂在孔内植人螺栓。根据盖梁预埋螺栓情况确定钢带钻孔位置，用角磨机对钢板黏合面除锈并打出横纹。黏结前用水对钢板黏结面及砼表面进行擦拭，以去除灰尘及油渍。砼表面用毛刷涂一道环氧胶液，钢板黏结面涂抹配好的环氧砂浆，砂浆涂抹宜中厚外薄，均匀一致，然后对准孔位粘合到砼表面。钢板粘好后立即紧固螺母，交替间隔紧固，同时不断轻敲钢板使砂浆扩散，排出气泡，使钢板平整，浆体饱满密实。粘完钢板30 h后，用小锤轻敲钢板表面，判断密实程度。如钢板黏结面小于9%应剥下重粘。钢板黏结合格后应及时刷防锈漆。钢板的环氧砂浆固化后，支立模板在盖梁底部浇筑环氧砂浆。环氧砼应浇筑密实，与原砼结为一体。 

　　4.2.2桥墩的加固处理 

　　设计要求桥墩侧面裂缝封缝后先在侧面纵向粘贴两层碳纤维片，再环向粘贴两层碳纤维片。碳纤维片与其他加固方法相比具有高强、耐、不增加构件自重、便于施工等特点。加固前对加固桥面进行交通控制，尽可能对加固构件卸荷。对加固底面的砼表层出现的剥落、空鼓、等部位应先凿除，用角磨机、砂纸等除去砼表面的浮浆、油污，构件表面打磨平整，转角处打成圆弧状。砼表面清理干净并保持干燥。将底层树脂均匀刷于砼表面，待固化后（ 以指触干燥为准），再将构件表面凹陷部位用找平胶填平。浸润胶调好后均匀涂于待粘贴部位，将裁好的碳纤维片粘 于构件上用滚筒反复滚压去除气泡，将浸润胶充分浸透碳纤维片，待碳纤维片表面指触干燥后可进行下一层的粘贴。在很后一层碳纤维片表面均匀涂抹浸润胶。碳纤维片端部用横向碳纤维片固定。碳纤维片与砼的粘结质量可用手压碳纤维片表面的方法检查，总有效黏结面积不应小于95%，当空鼓面积小于1000平方毫米时，可用针管注胶的方法进行修补，当空鼓面积大于1000mm2时应将空鼓部位的碳纤维片切除重新搭接等量的碳纤维片，搭接长度不应小于100mm，加固后的碳纤维片表面应涂一层水泥漆进行保护。

桥梁加固【电话 申工】上个世纪七八十年代建造的桥梁使用至今已然出现混凝土老化或破损以及因设计标准改变而不再符合要求等问题，因此为了满足现今城市呈指数增长的交通运输需求，亟需研究提升桥梁上部结构承载力的对策，对城市中旧桥、危桥进行一定的加固维修。 

　　一、加固技术途径及设计原则 

　　桥梁的加固是指以提升或复原原有桥梁承载能力为目的，改善桥梁结构性能以及对桥梁构件采取补强措施，从而使得原有桥梁满足现代化交通运输的需求，并延长桥梁寿命。该改造方法的技术途径有以下几种：其一，对构件进行改造，包括加强薄弱构件和添加辅助构件；其二，改变桥梁结构体系，减轻桥梁恒载并加固墩台和基础。现行的桥梁设计规范是旧桥加固设计的主要依据，因为其理论基础是历经不断改进的桥梁理论。桥梁的加固设计应当根据下面四条原则进行：一，应严格依据现有设计规范，保证在使用载荷作用下，桥梁各部分结构强度、刚度以及裂缝符合设计要求；二，若加固要求**于提升活载能力，因桥梁原有结构将承担原有恒载以及在改造之后的新增恒载，而活载是由原有结构以及新增构件或者加大后的截面同时承担，所以在改造工作可在原有结构维持恒载应力的状态下进行；三，若在检测计算之后发现原有结构工作应力靠近规定值甚至过该值，则应当采用减小旧桥恒载应力和卸载等措施；四，若是通过增大桥梁截面进行加固改造的桥梁，必须注意桥梁结构的整体性。主要是因为桥梁新旧结构材料的性质不同以及混凝土的收缩率不同，其结合面较易出现较大的拉应力从而产生裂缝。 

　　二、加固采用的主要技术 

　　1.桥面补强层加固法 

　　在对桥面进行补强层加固措施时，要求先将桥面原有铺装除尽或凿毛，其后铺装具有一定厚度的补强层。该措施不但能加大桥梁主梁的有效高度，还能提高桥梁荷载的横向分布能力，故而提升桥梁整体和单根梁柱结构的承载能力。但是由于该方法只能通过人工作业凿除桥面铺装且工作量大，从而导致工期长，又由于人工控制精度问题，所以容易对桥梁原有结构产生伤害。 

　　2.加大截面加固法 

　　加大截面加固法是指采取增大混凝土结构或构筑物的截面面积，一般情况下是以加厚桥面板或是增大主梁梁肋宽度为主，从而提高其承重力和满足正常使用的一种加固方法，通常也可称作外包混凝土加固法。该种方法要求桥梁下部结构可以承受更高的自重和承载能力。 

　　3.增大截面与配筋加固法 

　　增大截面与配筋加固法的主要方法是扩大构件截面面积，加大构件配筋率，主要目的是为了使得钢筋混凝土梁的强度和刚度以及稳定性。具体而言是为了加大主梁截面的有效高度，通常加大梁的侧面或者底面的尺寸，以及增加主筋配置，很终提升桥梁承载能力。若工程施工质量**，该加固效果一般不再需要进行后期的保养工作。但是，因为该方法几乎都是在梁底进行施工作业，所以施工难度较大，以至于工程质量也不一定**。 

　　4.外部粘钢加固法 

　　外部粘钢加固法是用粘结剂将钢板粘贴到构件需要加固的部位上，使构件能够同时受力，以提高结构承载力和刚度的一种加固方法。 

　　5.FRP材料粘贴承载法 

　　使用强度高的或者弹性模量大的复合型纤维材料的方法称为FRP法。其使用的材料通常为专门设计的侵润型或者粘贴树脂，通常实际应用的FRP材料三类：AFRP、CFRP、GFRP，而在工程中使用很多的当属CFRP（玻璃纤维）。这些材料的使用方法为将其附着在用桥梁混凝土填充的构件上，然后待结合成一体后再共同承担载荷。 

　　6.预应力加固法 

　　对于一些体积小的桥梁，由于用料少，本身的各项指标有可能达不到要求，这时就需要附加一些钢质杆来对其预设预紧力对桥梁进行加固，来提升桥梁的刚度、抗裂性还有承载能力。通常使用的杆分为两种类型：撑杆与拉杆。对于主要受载变弯的桥梁，主要采用拉杆对桥身添加预设拉力抵消一部分桥梁自重，降低通车时桥梁的承受载荷，提高抗裂性能，延长使用寿命。撑杆则作用于桥身的下端，撑住桥的轴心墩柱，这种方法在具体应用中并不多见。 

　　7.体外预应力加固法 

　　这种方法应当说是很为有效但是也是复杂性大的一种加固法，它可以大大的提升桥身的承受载荷与桥梁主梁的抗弯能力且不需要另外增加桥身的重量，这样一来，桥墩的用料可以相对减少。由于这种办法本身对桥梁本体没有太大要求，直接在外部对其加固，所以在施工过程中也可以保持桥梁车辆的正常通行。不过这种办法也有一个比较大的弊端，施工后的体外预应力会在外界环境不良好的情况下，会出现较为明显的。 

　　8.改变结构受力体系加固法 

　　对桥梁的受力体系进行分析然后针对预期受力来对其进行整改的办法称为修改结构受力体系法。这种办法应当属于一种主动出击式的办法。这种方案要求充足的现场调研与桥梁受力分析，然后对按照预期修改后的结构受力进行受力可靠性分析，确定加固后的桥梁结构的载荷承担性能是不是达到规定的交通荷载等级。这种方法要求大量的理论计算，主要计算桥梁各个结构截面上的应力大小然后对其实施控制，这也带来了一个难题，相邻的端梁上的负弯矩不好应对。 

　　9.增设主梁加固法 

　　由于该方案需要新添主梁，一方面费用较高，另一方面同原有主梁的衔接也是个难题。通常桥梁的长期通车后桥梁下方的铺设层里会有较为普遍的衔接面裂缝，而且不易剔除，往往需要对这些裂痕进行反复的治理，提高了桥梁日后的维护资费，对于桥梁通车的平稳性能也有一定的不良影响。 

　　10.添设横向联结加固法 

　　这种方法是近些年来兴起的，此法在桥身上架设横杆来增强桥梁上端的承载性能，改善载荷分布，进而增强桥身的整体载荷承担性能。通常该法运用在那些横向上受载分布不良的桥梁上，如内部横梁不多或者无横梁的桥梁以及截面为工字型的桥梁。在具体施工操作时，施工人员在桥梁的相邻主梁的空间里浇筑混凝土或者添加钢质横梁从而达到提升桥梁横向抗弯性能的目的。由于在桥梁内部进行施工操作，此法会在一定程度上对桥梁原有构建造成损坏，如果桥梁内部结构比较复杂，不建议使用此法。 

　　三、在进行加固施工时要考虑的问题 

　　一，选择使用的加固方法要求有较高的操作性、可靠性与耐久性；二，费用应当低于建立新桥梁的费用，而且应当尽可能经济实用；三，因为在原有的桥梁之外进行施工操作，因而好加固的设备不要太庞大复杂，要便于施工；四，在进行施工时要尽可能保持桥梁的正常通车或者不要对交通形成太大的干扰； 五，要保证加固材料的使用性能耐用性，减少日后的维护工作；六，尽可能降低对桥梁本身结构的破坏与损坏。