与时俱进的混凝土桥粱加固技术探究

摘　要： 随着公路交通运输量不断增加,公路桥梁负荷日趋加重,加之旧桥部分老化、破损或受原设计标准的限制,己不能适应现代交通运输的要求,迫切需要对其进行技术改造,尤其是采用加固补强等方法来恢复、提高其承载力。本文结合个人实际经验就公路桥梁加固施工技术进行了论述。

关键词：公路桥梁；加固；施工技术
有关资料表明：至2011年底我国的公路总里程已达到410.6万公里，高速公路里程8.5万公里。目前虽有如此多的公路里程，但是与我国经济的高速发展是无法成正比的，交通量日益增加,单车重量也不断增大，致使出现公路运输的负荷加重，桥梁的混凝土开裂、剥落、衰变及钢筋的锈蚀(管道灌浆不饱满普遍存在)等现象经常出现，需要大量的资金来维护或改建, 为了适应道路运输载重量不断发展的要求，使人们开始重视混凝土桥梁的耐久性。目前提高混凝土桥梁耐久性的技术途径有两个,一是采用高性能混凝土,以提高混凝土的抗渗性、匀质性、抗冻性,从而提高混凝土抵抗碳化和冷冻侵袭的能力；二是对有缺陷桥梁进行加固改造,延长其使用寿命。下面结合工作实践谈一下混凝土桥粱加固方面的问题。供参考。
　　一、混凝土桥粱加固的基本原则
　　混凝土桥梁的加固设计必须以原桥为基础,在不改变原桥结构型式的前提下,对原桥主要受力构件进行加固,加固设计必须考虑的问题（需遵循的原则）：一是下部结构具有足够的潜力。二是加固后必须要达到能通过重吨的单车的要求。三是混凝土桥梁跨中腹板和斜腿加固过程中,应尽量保持原有净空,不得使下部空间削减过多。四是开裂构件的修补必须保证构件表面光滑而连续。五是在混凝土桥梁的设计修补过程中，必须了解加固物本身自重对原桥的影响。六是加固后要力争做到保持桥梁的整体美观。
　　二、混凝土桥梁的加固基本方法
　　一是根据要修补桥梁的交通量进行加固维修,将原桥设计荷载提高为能通过单车重车吨加固设计；二是加固施工完成后,还要对该桥进行静力荷载试验,以检测桥梁加固工程是否合格,确保其安全性。三是加固盖梁,待桥墩压浆完毕,桥梁整体稳定后再进行封闭，盖粱与桥墩裂缝,盖梁底部出现裂缝的部位作环氧硅,增加盖梁截面积,盖梁侧面粘贴钢板桥墩外侧先纵向粘贴碳纤维片,再环向粘贴碳纤维片将裂缝部位封住。四是桥梁加固一般是通过对构件的补强和结构性能的改善来恢复或提高现有桥梁的承载能力,以延长使用年限,适应现代交通运输的要求。
　　三、混凝土桥梁的加固理论
　　1、数据模拟分析。为了从整体上把握桥身在加固前各个部分在外部荷载作用下所产生的应力分布特征,找到最不利截面,为加固方案提供详细的理论依据,特利用大型有限元计算软件ANSYS对该桥梁结构进行了数值模拟分析。　　　
　　2、加固后对应力的模拟分布。由于加固将改变整个桥梁的支承条件,即将中跨跨中的铰接改回原设计方案中的固接,同时,将斜腿趾部的铰接改为固接,这会导致整个刚架片的应力重分布,而后的加固正是针对应力重分布后的结构进行处理的,因此,在有限元模拟加固前的结构应力分布时,各截面尺寸虽然按照加固前计算,但支承条件,在中跨跨中和斜腿趾部按照固接计算,而其他部位按铰接算。
　　四、混凝土桥梁的加固措施
　　1、混凝土桥梁封缝处理
　　（1）清理裂缝。一是用钢丝刷清除裂缝表面的灰尘、浮碴及松散物,确定需要封闭的范围；二是用气压0.2MPA的压缩空气清除缝内浮尘,用工业丙酮将裂缝刷洗干净。
　　（2）灌浆前准备。一是沿清理好的缝涂一层环氧树脂胶留出埋设灌浆底座的位置,待胶干后用树脂胶埋设灌浆底座。二是灌浆材料选用一灌浆材料,在干燥或潮湿环境下固化具有收缩性小、强度高、韧性好、可灌性好等特点,浆液配比均有说明。
　　（3）灌浆施工顺序。一是将配制好的浆液吸入软管,装好注浆器,逐孔灌浆,如单孔不足可取下灌浆器补充后再继续灌注,灌后及时堵死灌浆孔。二是灌浆完毕待树脂初凝后凿除灌桨底座,并用环氧树脂胶封缝.
　　2、混凝土桥梁的盖梁加固。一是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孔,空乓机吹净孔内粉尘后用配好的环氧树脂在孔内植人螺栓。二是根据盖梁预埋螺栓情况确定钢带钻孔位置,用角磨机对钥板猫合面除锈并打出横纹猫结前用丙酮对钢板猫结面及硷表面进行擦拭,以去除灰尘及油渍。硅表面用毛刷涂一道环氧胶液,钢板翁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硅表面。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,使钥板平整,浆体饱满密实。三是粘完钢板30H后,用小锤轻敲钢板表面,判断密实程度如钢板猫结面小于此应剥下重粘。钢板猫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。环氧硷应浇筑密实,与原硅结为一体。
　　3、混凝土桥梁的桥墩加固。
　　（1）混凝土桥梁墩设计要求。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、耐腐蚀、不增加构件自重、便于施工等特点。
　　（2）加固前的准备工作。一是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硅表层出现的剥落、空鼓、腐蚀等部位应先凿除,用角磨机、砂纸等除去硷表面的浮浆、油污,构件表面打磨平整,转角处打成圆弧状。硅表面清理干净并保持干燥。将底层树脂均匀刷于硷表面,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。二是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。最后一层碳纤维片表面均匀涂抹浸润胶。三是碳纤维片端部用横向碳纤维片固定。碳纤维片与硷的粘结质量可用手压碳纤维片表面的方法检查,总有效面积不应小于95%,当空鼓面积小于10000MM2时,可用针管注胶的方法进行修补,当空鼓面积大于10000MM2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。
　　总之,公路桥梁加固技术是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术。然而加固施工工艺相对较复杂，要求桥梁加固工程取长补短,