浅谈预应力混凝土连续箱梁桥加固方法

彭国强

摘要：随着我国经济的迅速发展，交通量及运载量的迅猛增加，以及由于地理环境、自然灾害、维修养护不及时等因素的影响，国内许多桥梁出现各种各样的问题，例如总体承载力不足、裂缝、混凝土松散剥落、钢筋外露生锈等。这些危桥不仅影响道路的通行能力，也对人们的生命安全造成威胁。采用适当的加固方法对危桥进行修补，可以暂时满足现代交通运输的需求。本人根据实际施工经验，通过本文来探讨桥梁加固的常用加固技术和加固方法。

关键词：桥梁加固；加固技术；加固方法

一、桥梁病害出现的原因

我国幅员辽阔，南北气候差异大，以及桥梁结构种类繁多，使得桥梁病害出现的原因也各式各异，但总体可分为以下原因：

1.桥梁原设计的荷载是依据当时的社会环境决定，但社会进步后，车辆荷载加大，因车辆的超载、超限导致桥梁长期受压而产生病害。

2.结构勘察设计及过程施工中存在缺陷，在设计桥梁之前，没有提前做好科学详细的勘察工作，对后期的设计环节造成影响，亦或施工单位在建设桥梁过程中，出现偷工减料、不按照设计图纸进行施工等情况，导致桥梁的使用性能不能满足要求。

3.相关部门不重视桥梁的养护工作，不及时消除桥梁已产生的病害，导致病害扩大化。例如发现桥梁产生裂缝之后，不对裂缝及时进行修补，导致桥梁钢筋受到湿润空气的腐蚀，加大桥梁的损坏。

4.自然灾害对桥梁的影响，如温差、山洪、滑坡、地震等因素均能对桥梁产生重大影响。

二、桥梁加固的重要性

1、提高桥梁使用安全性，对有病害的桥梁进行加固后，桥梁的安全性能得到提高，不仅可以减少交通事故的发生，还可以提高桥梁的承载能力，延长桥梁的使用寿命，提高桥梁的使用性能和经济性能。

2、减少成本支出，加固桥梁的成本远远低于新建桥梁，能够在人力及资金上给予很大程度上的节约，而且很多加固措施可以在不封闭交通的情况下进行，这样在提高桥梁安全性的同时亦不影响人们的出行。加固桥梁也可以减少建筑垃圾的产生，避免对社会造成环境污染和资源浪费。

三、桥梁加固的原则

桥梁加固应选择技术可靠，具有长期加固效果，能满足结构耐久性要求的加固工艺。加固方法应尽可能减少对原结构的损伤，加固所需施工设备尽量简单，材料用量少，费用经济合理，加固施工时不中断或者少中断交通。

四、桥梁加固技术的应用

1.裂缝修补

桥梁产生裂缝主要有两方面的因素，一是建设期因施工不当，偷工减料等原因致使新建桥梁本身就有轻微裂缝，后在湿润空气腐蚀、混凝土骨料反应的外部影响下，裂缝增加；二是运营期因荷载加重、桥梁超负荷使用等各种原因致使桥梁产生裂缝。裂缝修补可根据缝的大小，进行封缝施工或者灌缝施工。其作用机理都是将胶液注入裂缝内，使其扩散、固化，固化后胶体产生较高的粘结强度，能使裂缝两侧的混凝土較好粘结，并杜绝空气对内部钢筋的腐蚀。

对于裂缝宽较小的裂缝，可采用封缝法修补裂缝。将原箱梁混凝土表面浮渣清除干净后，用丙酮将裂缝周围的油污擦洗干净并保持干燥，然后在裂缝两侧涂刷改性环氧底胶，保证裂缝内含胶饱满。待底胶干燥后，混凝土表面缺陷可用改性环氧胶水泥修补。

对于裂缝宽较大的裂缝，可采用灌缝法修补裂缝。先骑缝凿一条宽度不小于10mm，深度不小于15mm的V型槽，然后沿裂缝用电锤钻孔，孔位一般布置在裂缝两端、缝宽和两条裂缝交叉处，孔间距为30～50cm，每一条缝应有一个进料孔、排气孔、出料孔。接着用空气压缩机吹除裂缝、V型槽、钻孔内的浮尘，并用丙酮清油去污。待干燥后，在孔位处布置注胶嘴，注胶嘴用丙酮擦洗干净，底盘周围应均匀涂抹1～2mm厚改性环氧水泥，并与孔眼对准埋贴于裂缝上。用封缝胶填充V型槽，待胶液凝固后，检查裂缝处是否有漏气的地方，若无漏气便进行灌浆处理。灌浆最佳施工温度为20～25℃，竖缝应自下而上进行灌注，平缝先低后高进行灌注，灌注过程中要严格控制压力，保证裂缝可以充填密实。灌浆完毕后，要检查饱满程度。可采用超声波探伤仪检测或者取芯检查。

2.粘贴钢板

粘贴钢板就是通过将钢板粘贴在钢筋混凝土结构的受力或薄弱部位来增加箱梁结构表面的配筋率，进而增加箱梁结构的强度，对箱梁构件的裂缝扩大及应力发展产生抑制，大大提高箱梁结构的承载能力。粘贴钢板具有占地空间小，施工周期短；材料消耗小；工艺简便等优点。

在粘贴钢板之前，我们要先根据图纸在需粘钢的混凝土表面放出钢板位置及螺栓孔位，螺栓孔位不应破坏原桥预应力筋和主钢筋。然后凿除粘钢位置的混凝土表层砂浆，以粗骨料外露最佳，用电锤钻出螺栓孔位，钻孔直径应比螺栓直径大四毫米。钻出孔位后用钢丝刷和空气压缩机清除灰尘，用丙酮去除混凝土表面和螺栓油污，然后进行植筋操作。钢板冲孔可依据现场实际孔位进行，并用砂轮机对钢板粘贴面进行除锈及打磨处理，打磨纹路宜与钢板受力方向成90度，用丙酮清洗混凝土表面和钢板粘贴面后可进行粘钢。先在钢板上涂满粘钢胶，保证中间厚两边薄，然后在混凝土表面涂一层胶，粘贴时用橡皮锤从中间向两边轻敲，这样粘贴后里面不容易产生间隙，待胶液从钢板两边溢出后，粘钢完成。

3.箱梁腹板加厚及增加预应力钢束

箱梁腹板加厚和增加预应力钢束是通过增加腹板截面面积和增加预应力来提高梁体刚度和结构的抗弯抗剪力。但这种加固方法使得梁体自重增加较多，故在选择这种方法之前要考虑基础的承载能力。腹板加厚及增加预应力钢束施工内容较多，工程量大，在施工过程中为保证新旧混凝土截面有效结合，应在封闭交通后进行施工。

在腹板加厚之前，要先探查腹板上的裂缝，并将裂缝做封闭处理，然后对腹板做打磨及凿毛处理，用空压机吹走粉尘。对原箱梁腹板内部预应力及钢筋进行探测，在后续预应力定位孔及植筋孔施工中，应避开原钢绞线，防止对原桥造成破坏，但预应力钢束定位孔不得变动。用钢丝刷及空压机清除孔内灰尘后，用胶枪将孔内2/3注满植筋胶，然后插入钢筋及预应力定位筋。待支模完成后便可浇筑混凝土，在浇筑混凝土之前，应预先进行混凝土配合比、坍落度、坍落扩展度、强度、弹性模量等性能试验。腹板加厚砼浇注期间监测单位应实时监测梁体应力、挠度的变化，如有异常，应及时反馈，采取处理措施。待混凝土强度达到设计强度的95%后，可进行预应力钢束张拉。张拉应遵循均匀对称张拉原则，张拉后应及时灌浆。

结束语：

随着我国的交通行业的快速发展，危桥数量在日益增加，及时的选择合适的加固方法不仅可以在投入少量资金的情况下，延长桥梁的使用寿命，也能在满足我国现阶段的交通通行要求下，为我国带来巨大的经济效益和社会效益。

参考文献

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[2]郭智刚.增大截面法加固桥梁构件的设计方法研究[D].南京：东南大学.2008

[3]关翼.连续刚构桥箱梁底板开裂原因分析和对策研究[D].重庆：重庆交通大学.2010

（作者单位：武汉二航路桥特种工程有限责任公司）