预应力混凝土桥梁加固技术与检测评定

高新学，刘明龙

(山东省交通工程监理咨询有限公司，山东 济南 250000)

0 引 言

预应力混凝土桥梁存在较多优点，在实际工程中应用较为广泛，但是也会由于不同的原因造成桥梁病害的发生，所以对桥梁进行检测和加固是必不可少的措施。对桥梁加强检测力度，确定破坏形式及原因，根据病害对类型对及检测结果对桥梁进行加固处理，为社会减少经济损失。预应力混凝土自身存在一定优点如：刚度强，材质轻，有较强的抗裂性能，在我国桥梁建设过程中被广泛应用。但桥梁一旦发生病害就存在影响正常使用的可能性，因此对桥梁进行检测及加固变得尤为重要。

1 桥梁加固原则和方法

1.1 加固原则

桥梁在进行加固过程中应遵守一定的原则，具体原则如下。

(1)桥梁加固过程中应采用先进的技术，保证加固过程中施工简单、安全可靠。

(2)根据桥梁类型和加固要求合理选择加固方法。

(3)桥梁在进行加固前应进行受力状态的推断，通过桥梁结构所处的状态合理选择加固方法，避免产生不合理的加固方式，这样可能会造成桥梁出现新的损伤或受力状态发生改变，使桥梁加固问题变得更加复杂。

(4)桥梁在加固前应充分考虑会出现的状况，加固时可以通过多种加固方法结合运用来分析，改变桥梁的内力状态，达到加固补强的目的。

(5)桥梁在进行加固时，应对加固方案进行可行性的分析，保证该方案安全可行，不会造成环境、交通等其他方面的影响。

1.2 加固方法

桥梁加固的方法主要分为被动加固和主动加固。被动加固的具体加固方法是通过增加截面和粘贴钢板两种方法。增大截面法是通过在原结构的基础上进行植筋，增大截面尺寸，提高结构的刚度及承载力，使新旧结构共同受力。粘贴钢板的加固方法主要是通过增强桥梁结构的抗剪强度来提高整体稳定性。具体方式是在混凝土抗剪薄弱的部位粘贴钢板，使新旧结构在钢板的作用下共同受力，协调变形，这样可以减少裂缝的产生，提高结构强度。该方法施工简单、布置合理，适用于抗剪强度不够的桥梁结构。粘贴纤维材料的施工方法和原理与粘贴钢板类似，其特点是自身质量轻、强度高、有防水和提高抗剪强度的作用。

主动加固法主要包括预应力主动加固、改变结构体系。改变结构体系主要是通过将原结构中有效截面的内力减小来提高桥梁自身的承载能力。常用的方法有：在梁跨中增加斜撑的手段来使跨度减小、增加临时辅助墩、体系转换(简支变连续)等，通过这种方式使原结构的受力体系发生变化，使桥梁的内力减小。

2 桥梁加固

2.1 粘贴钢板加固

本文对预应力混凝土加固采用的技术是粘贴钢板的方法。该方法进行前应先对裂缝进行封闭处理，然后将钢板进行粘贴。已开裂预应力混凝土桥采用粘贴钢板法加固时，一般都会先进行裂缝封闭，然后再粘贴钢板。

通过受力分析可知未开裂截面、裂缝灌注处理截面等在不同情况下，受力变化存在较大差异，所以针对以上情况进行分析。

(1)未开裂截面

图1 截面应力图

当梁开裂后该截面处的应力为0，此时裂缝处的拉应力表现为σc

(2)裂缝处理截面

图2 截面平均应变图

裂缝没有进行处理时，应变如图2中所示，此时梁处于开裂状态，拉应力主要有钢筋提供。当对裂缝进行补胶处理后，该处发生应力重分布。当裂缝修补后，截面一直处于受压状态，将粘贴钢板卸载时应力不会出现图2中(b)的变化，而是从图2中(c)开始。

2.2 检测评定

本文中定义加固后(1)类构件特征为：在短期荷载效应组合下，正截面不出现拉应力。加固后部分预应力混凝土构件；在短期荷载效应组合下，正截面出现拉应力，当拉应力受限时，此时为加固后(2)类构件；当拉应力表现为大于极限值时，此时为加固后(3)类构件。

(1)应变测试

本文在进行应变测试时采用的方式是：在混凝土表层安装应变计，具体操作如图3所示。通过实际经验可以分析得到：平均应变能在一定程度上反应截面真实应变。

图3 应变测试图

多个应变测点的平均值按下式计算

式中:ε平表示产生的平均应变；εi表示测试结果中各测点的应变；li表示各测点的标距；n表示测点数。

(2)加固前检测

桥梁在加固前应对结构进行检测，主要包括结构，表观，材料等方面的检测。在检测过程中应注意混凝土裂缝的变化以及钢筋的锈蚀等。导致混凝土产生裂缝的原因有很多，将这些裂缝大致分为两类，一类是结构性裂缝，主要产生原因是外荷载的作用；一类是非结构性裂缝，主要是变形引起的。在进行检测时，通过对裂缝分布和形状的分析找到开裂原因，判断构件的承载力是否满足要求。

(3)加固监测

桥梁在加固过程中为保证安全和质量的目标，应加强对施工过程的监测。对加固材料、新增构件等进行检测，采用螺栓固定时，确保位置的准确性。桥梁在加固过程中经常对桥梁进行加载、卸载，在该过程中应加强监控。

(4)加固后检测

桥梁在完成加固后应对结构和材料等各方面进行全面的检查，主要检查对象是用于加固的材料，新增加的构件，如植筋等以及病害处理部位，如钢板粘贴质量、混凝土缺损修补、裂缝修补情况等。通过对检测后的桥梁做出综合评定，保证加固后的技术安全以及技术状况，针对以后类似病害提出相关建议。

3 结 语

对桥梁进行检测和加固，是维持公路正常运行的有效措施。完善的桥梁加固前后检测分析，可全面监测桥梁健康状态，了解桥梁运营条件和质量衰退状况，让桥梁延长使用寿命。本文通过对预应力混凝土梁桥加固的分析得出以下结论。

(1)桥梁在加固过程中应遵循一定原则，该原则主要保证加固过程施工简单，加固方法合理，加固方案具有可行性，对环境和交通不会造成过大影响。

(2)桥梁加固的方法按形式可以分为主动加固法和被动加固法，这两种方法又可进行具体方法的划分，实际工程中根据桥梁加固的自身条件选择加固方法。

(3)本文通过应变测试可知平均应变在一定程度上反应真实应变情况；加固前检测可以找到裂缝产生原因，初步判定构件承载力状况；加固监测能够保证施工质量；通过对检测评定进行分析可知，加固后桥梁进行计算时应依据新的状态进行。