橋梁加固方案

　　橋梁加固方案（一）

　　一、體外預(yù)應(yīng)力加固：

　　加固措施：通過體外預(yù)應(yīng)力索施加反向荷載的方法對該橋進行加固，此外考慮箱梁兩側(cè)腹板出現(xiàn)大量的斜剪裂縫，為了約束斜裂縫進一步發(fā)展，加強對腹板混凝土的約束，增強腹板抗剪承載能力和剛度，采用腹板內(nèi)側(cè)粘貼鋼板。預(yù)應(yīng)力施工工藝1.錨固端部橫梁與跨中轉(zhuǎn)向橫肋！墩頂導(dǎo)向槽的施工2.鋼絞線下料與穿束3.鋼絞線張拉4預(yù)緊5.高應(yīng)力張拉6.壓漿

　　缺點：

　　1.預(yù)應(yīng)力的施工工藝，在鋼絞線下料與穿束中粘接段段的長度和位置，新老混凝土之間的粘結(jié)，后加預(yù)應(yīng)力對原預(yù)應(yīng)力的影響，很難確定。

　　2.施加預(yù)應(yīng)力索加固現(xiàn)在存在的問題：如合理的加固預(yù)應(yīng)力筋的位置和數(shù)量后加固的預(yù)應(yīng)力鋼筋對已經(jīng)存在的預(yù)應(yīng)力鋼筋的影響

　　3.體外預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛、斷筋等失效的現(xiàn)象也較為常見

　　二、體外預(yù)應(yīng)力的加固另外的加強措施

　　1、彎曲加強

　　采用體外預(yù)應(yīng)力加固法可提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受彎承載力。預(yù)應(yīng)力筋布置應(yīng)符合優(yōu)化布置原則，即加固筋外形與外荷載產(chǎn)生的彎矩圖形相似。因此，加固梁式結(jié)構(gòu)時，體外預(yù)應(yīng)力筋多采用折線形連續(xù)筋，以充分發(fā)揮加固筋的抗拉強度。體外筋的靈活布置，可以有效地補強加固不同受力情況的簡支梁和連續(xù)梁。若連續(xù)梁中僅有個別跨需要加固，則可采取在這些跨上單獨布置預(yù)應(yīng)力筋進行局部加固；若連續(xù)梁普遍較差，則可用各跨布置給予整體加固，若連續(xù)梁普遍較弱，但個別跨更弱，則可采取通長布置與局部布置相結(jié)合的辦法進行加固。

　　2、剪切加強

　　梁的剪切強度可通過外部加設(shè)扁鋼！鋼板和鋼箍等方法來提高。扁鋼通常箍在構(gòu)件上用后張法拉緊并已開發(fā)了一種后張不銹鋼鋼箍的方法。后張法能使新材料平分恒載及活載，這樣就能更有效地利用新增材料。提高剪切強度的另外一種方法為采用后張的附加預(yù)應(yīng)力鋼筋。預(yù)應(yīng)力鋼筋可以加在垂直和傾斜方向上，而且既可安裝在梁腹板內(nèi)，又可安裝在箱內(nèi)。施加預(yù)應(yīng)力時應(yīng)當(dāng)小心謹慎，避免結(jié)構(gòu)某些部分出現(xiàn)超限應(yīng)力。若構(gòu)件中存在裂縫，一個好的實施方法是在施加預(yù)應(yīng)力之前，先在裂紋上注射環(huán)氧樹脂。

　　三、粘貼碳纖維法與鋼板粘貼加強法基本原理是一致的，均是將其增強材料粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉邊緣或薄弱部位，使之與結(jié)構(gòu)形成整體，代替需增設(shè)的補強鋼筋，提高梁的承載能力達到補強的目的。

　　粘貼碳纖維法

　　碳纖維加固橋梁構(gòu)件的部位：用粘結(jié)材料將碳纖維材料有序地纏繞粘貼于構(gòu)件表面，實現(xiàn)對構(gòu)件變形的約束并因此提高構(gòu)件的極限強度和承載能力。在橋梁加固運用中，可粘貼在混凝土梁的頂面或底板上，以提高混凝土梁的截面強度和剛度：也可粘貼在梁的腹板上，以提高其抗剪強度

　　具體的施工工藝：

　　1、處理結(jié)構(gòu)混凝土表面，涂敷基底樹脂并整平

　　2、涂刮整平膠并對其表面作砂光處理

　　3、滾刷粘結(jié)劑粘結(jié)碳纖維

　　4、對已貼的碳纖維作壓面處理

　　5、表面整飾（如抹砂漿等）

　　粘貼鋼板（碳纖維）法：（1）對結(jié)構(gòu)抗彎和抗剪加固效果明顯，但對結(jié)構(gòu)靜剛度影響不大（靜剛度包括等直桿件扭轉(zhuǎn)剛度、受彎梁的彎曲強度、薄板受彎曲載荷作用、薄殼變形計算）。（2）在借用橋面鋪裝層參與受力時，新老混凝土的可靠連接，始終存在問題如粘結(jié)劑的老化問題

　　此外粘貼鋼板法存在以下自己特殊的缺點：（1），鋼板面積大，剛度大，適型性差，很難與原結(jié)構(gòu)緊密粘接，此外，自重很大，加上銹跡等原因，底、側(cè)粘貼很易脫落（鋼板易受腐蝕或脫落）（2）對于大跨度梁來說，鋼板的重量可能太重粘貼碳纖維法存在以下自己特殊的缺點（1碳纖維的抗剪強度低，延展性又不好，所以，其受力的不均勻性必須充分注意（2）碳纖維用于橋梁加固，其老化問題不容忽視。

　　四、體系轉(zhuǎn)換法：

　　是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)體系以減少梁內(nèi)應(yīng)力，提高承載能力的一種加固方法這是一種‘變被動加固為主動加固’的方法，該方法需要對原結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀進行仔細的調(diào)查，對其承載潛能進行正確評價，用周密、細致、可靠的汁算分析確定體系轉(zhuǎn)換的方法和施工工藝流程，以達到加固修復(fù)病橋的目的。一般可通過簡支梁下增一設(shè)支架或橋墩；或把簡支梁與簡支梁加以連接，使結(jié)構(gòu)由簡支變?yōu)檫B續(xù)等。

　　施工工藝：（1）揭開橋面鋪裝層。將梁頂保護層鑿除。使主筋外露。沿梁頂增設(shè)縱向受力主筋，數(shù)量根據(jù)計算決定。

　�。�2）澆注端頭混凝土

　　（3）拆除或改變原有支座

　�。�4）重新做好橋面鋪裝

　　該加固方法主要對于大、中簡支梁橋的加固，將多跨簡支梁的梁端連接起來，變?yōu)槎嗫邕B續(xù)梁，可以有效改善結(jié)構(gòu)的受力狀況，提高橋梁的承載能力，但不適合連續(xù)剛構(gòu)橋的后期加固。

　　五、橋面系減載。

　　對大跨度連續(xù)剛構(gòu)而言，恒載在總重量中占有相當(dāng)大的比重，減小橋跨內(nèi)橋面的恒載重量諸如變鹼橋面鋪裝為瀝青鹼橋面鋪裝、變鹼欄桿系為鋼質(zhì)欄桿系、減薄人行道鋪裝厚度等能有效地減小跨中的下?lián)狭俊?/p>

　　六、擴大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，以提高原結(jié)構(gòu)的強度和剛度；該方法雖然能提高結(jié)構(gòu)承載力，但也會因而加大結(jié)構(gòu)自重。

　　自重加大產(chǎn)生的內(nèi)力增量會消抵部分或全部結(jié)構(gòu)承載能力的提高。且新增結(jié)構(gòu)面積或體外施加的預(yù)應(yīng)力與原結(jié)構(gòu)體的界面能否良好結(jié)合此外（1）擴大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，以提高原結(jié)構(gòu)的強度和剛度；（2）改變原結(jié)構(gòu)的受力體系，使其減小受力；（3）以新的結(jié)構(gòu)代替舊的應(yīng)力不夠的結(jié)構(gòu)這三種方法均不能用于大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋深固工程技術(shù)系統(tǒng)總結(jié)：增大截面、粘貼鋼板（碳纖維）、體外預(yù)應(yīng)力等加固方法都屬于二次超靜定受力結(jié)構(gòu)。加固前原結(jié)構(gòu)已經(jīng)承受荷載（即第一次受力），特別是當(dāng)承載能力不足時，加固前原結(jié)構(gòu)的截面應(yīng)力、應(yīng)變水平一般都很高。新加固部分加固后并不立即承受荷載，而是在新荷載（即二次加載）下才開始受力。從而導(dǎo)致整個加固結(jié)構(gòu)在其后的第二次受力過程中新加部分的應(yīng)力、應(yīng)變始終滯后于原結(jié)構(gòu)的累計應(yīng)力、應(yīng)變，這決定了此時混凝土結(jié)構(gòu)加固計算分析不能夠完全按普通結(jié)構(gòu)概念進行。加固結(jié)構(gòu)的承載力與新舊兩部分的應(yīng)力差值或應(yīng)變差值直接相關(guān)，與原結(jié)構(gòu)的極限變形值有關(guān)，與兩部分材料的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系有關(guān)。

　　橋梁加固方案（二）

　　一、公路橋梁存在的常見病害

　　1.主拱圈裂縫病害

　　a.主拱圈中波縱向裂縫，檢查時常發(fā)現(xiàn)各孔中波波頂均存在縱向裂縫。

　　b.肋、波連接處裂縫。各孔拱波與拱肋連接處大部分均發(fā)生裂縫。

　　c.拱肋裂縫。各孔拱肋均有橫向裂縫，有不少是U形裂縫，這些裂縫多發(fā)生在拱頂前后10m左右范圍內(nèi)。

　　d.橫系梁裂縫

　　2.鋼筋銹蝕病害

　　鋼筋發(fā)生銹蝕時，銹蝕部分的體積可膨脹至原來體積的10倍以上，從而對周圍混凝土形成擠壓，造成混凝土開裂、剝蝕、使截面有效尺寸減小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力下降，銹蝕剝蝕，使截面有效尺寸減小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力下降。銹蝕的直接后果是鋼筋斷面面積減小，對于以鋼筋作為抗彎能力。鋼筋銹蝕還會降低混凝土對鋼筋的握裹力，銹蝕物外流，在結(jié)構(gòu)表面形成銹跡，影響結(jié)構(gòu)美觀。

　　3.墩臺基礎(chǔ)病害

　　橋梁墩臺基礎(chǔ)在常年使用過程中，除了承受上部構(gòu)造荷載外，還將承受土壓力，風(fēng)力，流水壓力，冰壓力和浮力等等各種力的作用。另外，自然界各種因素的影響作用，以及由于過橋車輛的日益重型化，墩臺基礎(chǔ)經(jīng)常受到過重荷載的作用，因此，橋墩臺將會出現(xiàn)不同程度的損壞。

　　4.主梁裂縫及主梁變形病害

　　主梁裂縫多發(fā)生在錨跨中部（正彎矩區(qū)）梁的下緣及懸臂梁根部（負彎矩區(qū)）上緣，后者大都貫穿整個車行道翼板。此類裂縫顯然是由于大量重車通過使梁的受拉區(qū)開裂，屬正�，F(xiàn)象。但由于負變矩區(qū)裂縫在上面，雨水易從裂縫滲入梁內(nèi)，引起鋼筋銹蝕及砼強度降低。

　　二、公路橋梁加固的重要性

　　1.在公路橋梁使用期間內(nèi)，任何橋梁都會成為舊橋。早期修建的橋梁，由于當(dāng)時人們對鋪裝功能、病害認識有限，往往存在配筋偏小，鋼筋直徑過細，鋪裝與承載構(gòu)件的界面連續(xù)不牢靠等問題。由于橋梁是建在大地上的特殊產(chǎn)品，不僅受自然環(huán)境的影響（如大氣腐蝕、溫度、濕度變化等），而且還受到使用環(huán)境的影響，難以避免產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。這使橋梁的維修、養(yǎng)護、加固、改造已成為必然。

　　2.從經(jīng)濟上分析，橋梁加固可以節(jié)省大量投資，收到良好的社會經(jīng)濟效益。采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)和拓寬措施，不僅可以避免因拆除舊橋與重建新橋而增加工程費用；而且對現(xiàn)有交通運輸影響有的甚至可以在不中斷交通的情況下完成，早期設(shè)計施工的高速公的橋梁在長期大交通量、重荷載的運營情況下大部分出現(xiàn)了病害；同時也恢復(fù)和提高了舊橋的承載能力及通行能力，延長橋梁的使用壽命，滿足現(xiàn)代化交通運輸?shù)男枨蟆?/p>

　　3.同時橋梁的改造和加固，不僅可以提高公路橋梁的通行能力和服務(wù)水平，而且在更大程度上能夠消除交通安全隱患。從發(fā)展中分析，舊的公路橋梁加固有利于促進橋梁建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。既滿足現(xiàn)代人的需求以不損害后代人滿足需求的能力，使經(jīng)濟、社會、資源和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展。

　　三、公路橋梁加固的方法

　　1、橋面鋪裝加固法

　　1）局部修復(fù)鑿補法。將水泥混凝土鋪裝層的表面鑿毛，深度以使骨料露出為準；用清水沖洗干凈斷面并充分潤濕，涂刷上同標號的水泥砂漿（或其他粘結(jié)材料），最后在橋梁承載能力容許范圍內(nèi)，鋪筑一層1～5cm厚的水泥混凝土鋪裝層。

　　2）重新澆筑混凝土面板。橋面板的破裂和其他損壞特別嚴重，混凝土質(zhì)量或施工狀況特別不良，且無適用的修補方法時，就必須采用重新澆筑新的混凝土橋面板的措施，施工時，將原有的行車道鋪裝全部拆除，再將行車道表面清掃干凈，必要時鋪入適量短鋼筋，配置上1～2層鋼筋網(wǎng)，澆筑整體化混凝土。

　　3）橋面補強層加固法。即在舊有橋面上，重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補強層，此方法既修補已出現(xiàn)裂縫、剝離等損壞的橋面板，又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗彎能力，改善鉸結(jié)梁板的荷載橫向分布，從而提高橋梁的承載能力。

　　4）其他方法。如加鋪一層瀝青混凝土，采用混凝土粘結(jié)劑或環(huán)氧樹脂材料修補法，鋼纖維混土修補法，聚合物混凝土罩面法等。

　　2、加大截面加固法

　　也稱為外包混凝土加固法，是用增大混凝土結(jié)構(gòu)物的截面面積和配筋進行加固的一種方法。加大截面加固法一般采用兩種方式：一種是加厚橋面板；另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。該法工藝簡單、適應(yīng)性強，具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗，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。但現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間較長，加固后的建筑物凈空有一定減小。

　　3、粘貼碳纖維增強塑料加固法

　　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，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)達到了加固和補強效果。此法幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重和截面尺寸，不改變凈空高度，施工方便，對原結(jié)構(gòu)幾乎不會造成新的損傷，具有良好的耐腐蝕性、耐久性和抗疲勞性能，根據(jù)受力分析可進行多層粘貼進行補強，其方向性也可以靈活掌握。缺點是環(huán)氧樹脂在溫度高于60℃時會呈現(xiàn)軟化現(xiàn)象，而橋梁一般受到陽光直射，橋面溫度高于60℃的可能性很大，不利于采用樹脂膠作粘貼劑。

　　4、橋下部結(jié)構(gòu)加固法

　　橋臺特別是高度較大的橋臺，受行車荷載和土壓力作用，常見病害有橋臺開裂、凸肚，翼墻外崩、開裂、錯位等。對于跨徑較小、水流不大的石拱橋，可采用在橋跨內(nèi)加鋼筋混凝土框架進行加固。

　　5、灌縫膠灌注法

　　當(dāng)梁體變形及裂縫嚴重，承載能力下降。當(dāng)梁體存在嚴重變形和裂縫，應(yīng)加強橋梁觀測及試驗檢測，分析原因，制定加固處理方對承載能力、剛度不足的梁體，首選用灌縫膠灌注處理裂縫，采用種植或粘貼鋼筋加固法、新澆注混凝土增大梁體截面加固法、粘貼鋼板（筋加固法、粘貼碳纖維加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法等方案進行進行結(jié)構(gòu)補強，提高梁體的抗彎承載力。