宋朝輝

（河南省滎陽(yáng)市地方公路管理所，河南 滎陽(yáng) 450100）

1 橋梁病害的產(chǎn)生原因

1.1 在橋梁的建造過程中設(shè)計(jì)不合理、截面尺寸和鋼筋配置不符合力學(xué)要求、施工質(zhì)量問題達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、建筑材料使用不當(dāng)、品質(zhì)不良等等這些方面如果出現(xiàn)問題將使橋梁在使用伊始就存在質(zhì)量隱患。

1.2 車輛的超限運(yùn)輸給橋梁增加了額外的載重負(fù)擔(dān)，使橋梁的設(shè)計(jì)安全度下降，同時(shí)也使橋梁的壽命大為降低，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)安全性構(gòu)成嚴(yán)重威脅，超載和超限車輛已經(jīng)成為公認(rèn)的橋梁“殺手”。

1.3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的變化，以前的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求較低，而現(xiàn)行規(guī)范的荷載值提高，導(dǎo)致以往修建的橋涵不能滿足現(xiàn)代交通的需要。如現(xiàn)在采用的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算荷載等級(jí)比以前的公路橋梁普遍采用的是設(shè)計(jì)和驗(yàn)算荷載要大。

2 混凝土橋梁的常見加固方法

2.1 加大截面加固法

增大截面加固法是在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再澆筑一定厚度的鋼筋混凝土，這是對(duì)鋼筋混凝土橋加固的一種常用的改造技術(shù)。增大混凝土截面一般采用兩種方式，一種是加厚橋面板；另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。對(duì)于第一種方式常用于板橋的加固，一般情況下，除個(gè)別板塊有嚴(yán)重破壞不能繼續(xù)使用而需更換外，對(duì)配筋率偏低或斷面尺寸不足、跨中出現(xiàn)裂紋等病害，可通過加固來(lái)確保鋼筋混凝土板橋的正常使用。增大截面加固法施工工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，并具有成熟的設(shè)汁和施工經(jīng)驗(yàn)，適用于較小跨徑的T梁橋或板橋的加固。采用此法加固后橋梁剛度明顯提高，承載能力也能取得較好的效果。該法也有明顯的缺點(diǎn)，比如混凝土構(gòu)件的體積增大、自重增加、施工周期加長(zhǎng)、施工空間大等。如圖：

2.2 改變橋梁結(jié)構(gòu)體系加固法

改變橋梁結(jié)構(gòu)體系加固法通過改變橋梁結(jié)構(gòu)體系來(lái)達(dá)到提高橋梁承載能力和提高橋梁安全系數(shù)的目的。如在簡(jiǎn)支梁下增設(shè)支點(diǎn)或墩臺(tái)以縮短簡(jiǎn)支梁的單跨跨徑；或?qū)⑾噜弮煽绾?jiǎn)支梁相連接采用鋼筋混凝土聯(lián)結(jié)，使簡(jiǎn)支梁變成連續(xù)梁，通過減小跨中正彎矩來(lái)提高橋梁的承載能力。

2.3 粘貼碳纖維增強(qiáng)塑料加固法

粘貼碳纖維加固技術(shù)采用專門的樹脂將碳纖維粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)受拉表面時(shí)碳纖維與原結(jié)構(gòu)形成新的受力整體，碳纖維與鋼筋共同承受荷載，降低了鋼筋應(yīng)力，從而使結(jié)構(gòu)達(dá)到了加固和補(bǔ)強(qiáng)效果。粘貼碳纖維加固技術(shù)的主要特點(diǎn)是：幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重和截面尺寸，不改變凈空高度，施工方便，對(duì)原結(jié)構(gòu)幾乎不會(huì)造成新的損傷，具有良好的耐腐蝕性、耐久性和抗疲勞性能，根據(jù)受力分析可進(jìn)行多層粘貼進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，其方向性也可以靈活掌握。此外碳纖維質(zhì)地柔軟，加固后可用混凝土砂漿涂敷，或根據(jù)要求涂裝各種顏料，修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)不留痕跡?？稍诓桓淖兘Y(jié)構(gòu)外型的前提下補(bǔ)強(qiáng)各種混凝土結(jié)構(gòu)物，包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風(fēng)、控制裂縫和撓度的擴(kuò)展，增加結(jié)構(gòu)的延性。

2.4 噴涂、置換混凝土加固法

噴涂混凝土加固法是在原有結(jié)構(gòu)上噴涂一層高品質(zhì)的混凝土，以恢復(fù)對(duì)鋼筋的保護(hù)，提高已剝離或變質(zhì)的混凝土強(qiáng)度，提供美觀表面的功能，是目前常用的維修加固方法。置換混凝土法的優(yōu)點(diǎn)與加大截面法相近，且加固后影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，通常適用于受壓l鬟混凝土強(qiáng)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。

3 某橋梁加固為例

3.1 橋梁概況

隨著我市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，此橋的交通量急劇增長(zhǎng)，隨著基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，過橋重載交通逐年加大，交通非常繁忙。如我市某橋上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆實(shí)心板，下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，V型斜撐墩身，U型橋臺(tái)。該橋上部構(gòu)造均為輕型結(jié)構(gòu)，由于全橋整體性較差，特別是斜撐與板塊的連接處（節(jié)點(diǎn)）不能完全連接而接近于鉸接，使得斜撐隨著板的彎曲變形而變形，斜撐對(duì)板的約束能力隨著橋梁的整體剛度的變小而降低。經(jīng)過近二十年使用，特別是近幾年重載車輛的頻繁通行情況下，全橋各節(jié)點(diǎn)（托板位置）有不同程度的沉降變形(下沉2～12cm)，橋跨結(jié)構(gòu)正趨向失穩(wěn)的危險(xiǎn)狀態(tài)，嚴(yán)重影響了橋梁的安全正常使用，經(jīng)相關(guān)部門檢測(cè)，定為危橋，并禁止汽車通行。

3.2 加固方案

經(jīng)過對(duì)原橋的全面檢測(cè)，結(jié)合該橋的特點(diǎn)制定了本橋的加固方案。本次加固主要通過托板處施加體外預(yù)應(yīng)力，改善原斜撐的受力體系，并將每個(gè)墩身的八字形斜撐組成穩(wěn)定的三角形體系，防止斜撐承托沉降，以增強(qiáng)全橋的整體性。

3.3 加固施工技術(shù)研究

3.3.1 原橋面鋪裝層的鑿除：首先用空壓機(jī)配合風(fēng)鎬將原橋面1～4跨瀝青混凝土及第5跨水泥鋼筋混凝土橋面鋪裝層鑿除，并將橋面及伸縮縫清理干凈。

3.3.2 搭設(shè)臨時(shí)吊架工作平臺(tái)：臨時(shí)吊架工作平臺(tái)以墩為單元搭設(shè)，每單元吊架均在托梁及橋墩前后位置設(shè)共6個(gè)橫斷面，每個(gè)橫斷面在橋面鉆孔設(shè)置5根φ16鋼絲繩作吊繩。經(jīng)計(jì)算，吊架自重、人員、機(jī)械材料等合計(jì)總重約6t，平均每條鋼絲繩受拉約200kg。

3.3.3 托梁、斜撐加固：加固托梁和斜撐后，需增加托梁和斜撐的自重，其中每個(gè)墩需增加托梁混凝土3.4m3，自重約8.5t，斜撐鋼板自重2.7t。為了防止托梁和斜撐因自重在張拉前發(fā)生傾覆或下沉，在托梁和斜撐加固前須用鋼絲繩預(yù)先拉緊斜撐，進(jìn)行臨時(shí)加固。

3.3.4 預(yù)應(yīng)力張拉：預(yù)應(yīng)力張拉前應(yīng)檢測(cè)高強(qiáng)螺紋鋼筋符合要求，并對(duì)千斤頂及油壓表進(jìn)行標(biāo)定。在準(zhǔn)備工作完成后，安裝高強(qiáng)螺紋鋼筋，并按設(shè)計(jì)說(shuō)明的張拉順序進(jìn)行張拉。共分3次張拉：第1次張拉至油表讀數(shù)1.7MPa,張拉力為30kN;第2次張拉至油表讀數(shù)3.0MPa，張拉力為50kN;第3次張拉至油表讀數(shù)3.9MPa，張拉力為65kN。張拉完成后，再用環(huán)氧樹脂封閉錨頭，在高強(qiáng)螺紋鋼筋噴涂?jī)蓪臃冷P漆，再涂上瀝青防銹。

3.3.5 裂縫補(bǔ)強(qiáng)：對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的裂縫，采用還氧樹脂加玻璃纖維粘貼補(bǔ)強(qiáng)。按配比用環(huán)氧樹脂、二丁脂、丙酮、乙二胺玻璃纖維，對(duì)全橋原舊裂縫進(jìn)行粘貼，并分四層粘貼。

3.3.6 橋面鋪裝：橋下工作完成后，拆除臨時(shí)工作平臺(tái)和臨時(shí)加固設(shè)施并清理橋面。把全橋伸縮縫用麻絲瀝青塞滿后，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，用C30水泥混凝土連續(xù)澆筑橋面。待水泥混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，即可進(jìn)行瀝青混凝土面層的鋪筑，攤鋪碾壓完成全橋，第5跨清理后鋪鋼筋網(wǎng)后，澆注混凝土，全橋施工全部完成，并正式開放交通。

3.3.7 檢測(cè)：本橋通過托板處施加體外預(yù)應(yīng)力加固后，改善原斜撐的受力體系，增加整體剛度，防止斜撐承托繼續(xù)沉降。并采用還氧樹脂貼鋼板的方法對(duì)全橋的裂縫進(jìn)行了加固處理。經(jīng)過測(cè)試，達(dá)到加固效果，恢復(fù)了交通功能。今后還應(yīng)對(duì)大橋進(jìn)行定期檢測(cè)，并且建立橋梁檢測(cè)檔案，密切關(guān)注橋梁的使用情況。

4 結(jié)語(yǔ)

本文從橋梁病害產(chǎn)生的原因分析入手，通過對(duì)橋梁的不同加固方法的的對(duì)比和總結(jié)，并通過對(duì)橋梁加固的具體工程為例的研究，采用了對(duì)托板處施加體外預(yù)應(yīng)力，改善原斜撐的受力體系，增加整體剛度，防止斜撐承托沉降。并采用還氧樹脂貼鋼板的方法對(duì)全橋的裂縫進(jìn)行了加固處理。經(jīng)檢測(cè)和驗(yàn)收，證明了加固后達(dá)到了加固效果，恢復(fù)了原橋的交通功能。

[1]劉威.碳纖維布加固型鋼混凝土梁受彎性能的研究[D].武漢理工大學(xué);2007年

[2]孫曉燕.服役期及加固后的鋼筋混凝土橋梁可靠性研究[D].大連理工大學(xué);2004年