浅谈公路桥梁施工加固技术

2015-06-28何秀勇

四川水泥 2015年5期

关键词：粘贴主梁碳纤维

何秀勇

（江苏泊翔结构加固工程有限公司，江苏南京 210016）

浅谈公路桥梁施工加固技术

何秀勇

（江苏泊翔结构加固工程有限公司，江苏南京 210016）

伴随着公路交通运输量日益剧增，超负荷的公路桥梁以及破损、陈旧的路面，早已不能承受新时代的运输要求，技术改造的需求迫在眉睫。本文就以公路桥梁施工加固技术为题，首先分析了桥梁加固改造的技术途径和设计原则，然后提出了目前桥梁加固的常用方法，并举例说明碳纤维在实际工程中的应用，对有效和合理地解决公路桥梁的病害问题具有重要意义。

公路桥梁加固方案项目管理

我国公路建设施工技术的进步和发展，引起了公路通车里程迅速增多，因此公路桥梁数量也随之增加。但由于暴雨冲刷、河水的腐蚀以及超重运输负担等种种原因，所引发桥梁结构出现了一些病害，主要有斜腿主筋、箍筋出现锈蚀,铁锈膨胀引起混凝土保护层剥落等。在这种情况下，通过采取有效的桥梁加固措施，恢复和提高桥梁承载能力、抗弯能力、荷载等级等具有重要意义。

1 桥梁加固改造的技术途径及设计原则

1.1 主要技术途径

桥梁加固一般是采取必要的措施提高构件乃至整个结构的承载能力及其使用性能，为了满足新的要求。其主要对桥梁结构的承载能力和抗洪能力进行改造以保证车辆运行安全。主要技术途径有：加强薄弱构件、增加或更换桥梁构件、改变结构受力体系等。

1.2 加固方案确定原则

首先应该结合桥梁的各项实际情况，比如现有技术状况、车辆通行的需要、存在病害等，分析判断加固的必要性和可行性，然后比较各种加固方案的技术经济效果，最后制定科学的加固方案。通常来讲应满足以下要求：加固改造之后的桥梁其结构性能、承载力和耐久性方面都能达到相关标准；与重建新桥相比，能够节约大量投资和材料，经济效益明显；桥梁的下部结构具有足够的潜力，能满足加固后的桥梁对基础的要求。

2 目前桥梁加固的常用方法

2.1 加大截面加固法

加大截面法，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。其对被加固的桥梁下部结构有着很高的要求，不仅需要其承受更多的自重，还可以很高的承载力。

2.2 粘贴钢板加固法

这种方法是以树脂粘接钢板与混凝土的结构加固法，该方法具有施工快速、几乎没有湿作业等特点，不仅不会对生产和生活造成很大的影响，还不会影响到原结构外观和原有净空。但是这种方法也有弊端，那就是对胶粘工艺与操作水平的要求很高，比较适用于那些处于正常湿度环境且只是承受静力作用的受弯或受拉构件的加固。

2.3 体外预应力加固法

通过外加预应力的钢拉杆对结构进行加固的方法就是体外预应力加固法，如果一些桥梁要求提供承载力、刚度和抗裂性及加固后仅占用比较小的空间可以选用这种方法。由于采用这种方法加固后对原结构的外观有很大的影响，所以在实际的施工中很小采用这种方法，但是采用这种方法确实能够很大程度的减少施工工期，具有很好的加固效果。

2.4 置换混凝土加固法

加大截面法的优点和置换混凝土加固法的优点相似，都不影响建筑物的净空，然而两者也存在一样的缺点，那就是湿作业时间会很长。一般这种方法会用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

2.5 粘贴FRP加固法

粘贴FRP加固法是采用高强度或高弹性模量的纤维复合材料，用专门配置的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件表面，使之与原构件形成整体共同受力的加固方法。

现阶段，玻璃纤维（GFRP）、碳纤维（CFRP）和芳纶纤维（AFRP）这三种FRP材料比较常用于结构工程中，其中碳纤维增强复合材料（CFRP）的应用是最多的。本文主要对它的加固方法及实际工程应用进行概述。

3 应用实例

上世纪70年代初安徽省建立了一座桥：上部结构为4孔跨径L=16.8m的少筋微弯板工字梁组合的装配式钢筋混凝土梁结构，无横梁，桥面净空为净—7m+2× 0.25m，下部构造为钢筋混凝土双柱式灌注桩墩及重力式桥台。1966年1月出版的《少筋微弯板与工型梁组合的装配式钢筋混凝土上部构造试用图纸》是原桥上部构造时主要采用的依据，设计荷载为汽—13，拖—60。

3.1 加固前病害勘查

确定加固方案的前提是全面了解旧桥的各项实际情况，经了解全桥主梁4×5片。通过对2～4孔的15片主梁、微弯板、支座等进行详细的勘查，了解旧桥的实际损坏情况。

3.1.1 主梁

各部位尺寸沿跨径有不一致的现象，施工质量不高。主梁上有各式各样的裂缝，比如裂缝、水平裂缝、竖直裂缝等，单根主梁最多存在51条裂缝，其中最宽的是4mm。

3.1.2 其他

微弯板底部很粗糙，有细微裂纹在局部，施工质量不高。支座为钢板支座，钢板锈蚀严重，有大块蚀块脱落。支座附近主梁砼有压碎现象。

3.2 加固设计

结合勘察的具体情况，主要针对主梁笔者进行加固设计。

主梁加固时使用的是CYMAXL300—C碳纤维片材，主要性能指标有：设计厚度0.167mm；抗拉强度标准值4108Mpa；抗拉强度平均值4233Mpa；抗拉强度标准偏差40Mpa；弹性模量236Gpa。计算中，材料的抗拉强度设计值取用折减系数0.8。经计算，0.25mm是主梁跨中底部碳纤维材料最适宜的厚度，所以采用2层。加固设计见图1所示。