城市混凝土橋梁常用加固方法研究

———城市混凝土橋梁常用加固方法研究隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的進(jìn)展，交通運(yùn)輸量大幅度提高，貨運(yùn)干道上的城市橋梁，隨著交通量的大幅提高，以及超載現(xiàn)象的影響，部分城市橋梁結(jié)構(gòu)消失了不同程度的損壞，需進(jìn)行必要的檢測(cè)加固，以期恢復(fù)其正常使用功能，本文分析了對(duì)現(xiàn)役橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)平安評(píng)估的評(píng)價(jià)體系，總結(jié)城市混凝土橋梁常用加固方法。

橋梁結(jié)構(gòu)體系的劣化與損傷

1.1橋梁結(jié)構(gòu)體系劣化的緣由

由于項(xiàng)目周期、人員專業(yè)素養(yǎng)等緣由可能造成設(shè)計(jì)不合理、結(jié)構(gòu)截面尺寸和鋼筋配置不符合力學(xué)要求、施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、建筑材料使用不當(dāng)、品質(zhì)不良等問(wèn)題，這些問(wèn)題使橋梁在使用初期就存在質(zhì)量隱患。橋梁在使用過(guò)程中，混凝土的收縮、徐變現(xiàn)象以及預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力損失不行避開(kāi)，造成裂縫產(chǎn)生、構(gòu)件強(qiáng)度降低；同時(shí)，環(huán)境中有害的化學(xué)物質(zhì)會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成侵蝕，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，鋼筋產(chǎn)生銹蝕。此外，交通超載、車輛與船舶的撞擊損壞、橋面磨損等人為因素常常發(fā)生；寒冷酷暑的溫度影響、洪水的沖擊、地震造成的破壞也不行避開(kāi)

1.2橋梁結(jié)構(gòu)體系損傷與劣化現(xiàn)象

橋梁結(jié)構(gòu)體系的損傷與劣化現(xiàn)象是多種緣由形成的，近兩年筆者負(fù)責(zé)了合肥市市政大修橋梁的加固設(shè)計(jì)任務(wù)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)和調(diào)查發(fā)覺(jué)，混凝土橋梁構(gòu)件主要存在如下病害：

（1）由于支座支承面不平整或預(yù)埋鋼板下澆筑砼時(shí)空氣無(wú)法排出，砼凝固后收縮，與鋼板產(chǎn)生空隙及預(yù)制板梁底翹曲等緣由，造成支座脫空

（2）施工時(shí)橋臺(tái)填料壓實(shí)度不足導(dǎo)致橋臺(tái)不勻稱沉降，且澆筑大體積混凝土?xí)r沒(méi)有掌握好水化熱的影響，引起橋臺(tái)側(cè)墻消失斜向裂縫；

（3）由于支座偏壓或脫空，鉸縫受剪破壞及橋面鋪裝的防水性能差，部分梁板消失滲水結(jié)晶現(xiàn)象；

（4）由于施工時(shí)模板位置或鋼筋放樣不到位，后期混凝土的碳化、剝落，導(dǎo)致愛(ài)護(hù)層厚度變薄或鋼筋外露，另外，鉸縫處漏水對(duì)梁板的腐蝕作用造成板體混凝土愛(ài)護(hù)層厚度不足，普遍小于20mm；

（5）由于鉸縫破壞，梁板處于單板受力狀態(tài)，承載力量不足，板底裂縫明顯，部分結(jié)構(gòu)鋼筋外露；

混凝土橋的技術(shù)狀況的評(píng)定

在橋梁修理加固之前，應(yīng)具體評(píng)估其結(jié)構(gòu)現(xiàn)有強(qiáng)度是否能夠承受實(shí)際荷載，以判定橋梁承載力量的平安性。而在耐久性方面，應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)損傷、材質(zhì)劣化、施工缺陷等狀況與四周環(huán)境條件，合理推斷結(jié)構(gòu)的使用壽命。下表是我國(guó)對(duì)現(xiàn)役橋梁技術(shù)狀況的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：

混凝土橋梁補(bǔ)強(qiáng)加固方法

3.1加大截面加固法。增大截面加固法是在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再澆筑肯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納兩種方式，一種是加厚橋面板;另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。該法施工工藝簡(jiǎn)潔、適應(yīng)性強(qiáng)，并具有成熟的設(shè)汁和施工閱歷，適用于較小跨徑的T梁橋或板橋的加固。采納此法加固后橋梁剛度明顯提高，承載力量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。

3.2粘貼鋼板加固法。以樹(shù)脂粘接鋼板與混凝土的結(jié)構(gòu)加固法，被用于建筑、工廠、橋梁等土木工程中。該法施工快速、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對(duì)生產(chǎn)和生活影響小，且加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無(wú)顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平。適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。

3.3粘貼碳纖維增加塑料加固法。粘貼碳纖維加固技術(shù)采納特地的樹(shù)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，不轉(zhuǎn)變凈空高度，施工便利，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、耐久性和抗疲憊性能，依據(jù)受力分析可進(jìn)行多層粘貼進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，其方向性也可以敏捷把握。此外碳纖維質(zhì)地松軟，加固后可用混凝土砂漿涂敷，或依據(jù)要求涂裝各種顏料，修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)不留痕跡?？稍诓晦D(zhuǎn)變結(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、抗疲憊、抗震、抗風(fēng)、掌握裂縫和撓度的擴(kuò)展，增加結(jié)構(gòu)的延性。

3.4體外預(yù)應(yīng)力加固法。體外預(yù)應(yīng)力加固法是指對(duì)布置于承載結(jié)構(gòu)主體之外的鋼束張拉而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的后張法。體外預(yù)應(yīng)力體系由體外預(yù)應(yīng)力孔管、漿體、錨固體系和轉(zhuǎn)向塊等部件組成。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)能大大縮短施工工期。但加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀有肯定影響，且不宜用于混凝土收縮徐變大的結(jié)構(gòu)。

3.5噴凝土加固法。噴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)鋼筋的愛(ài)護(hù)，提高已剝離或變質(zhì)的混凝土強(qiáng)度，供應(yīng)美觀表面的功能，是目前常用的修理加固方法。

3.6置換混凝土加固法。該法的優(yōu)點(diǎn)與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)。適用于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)峻缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。

3.7有粘結(jié)外包型鋼加固法。該法也稱濕式外包鋼加固法，特點(diǎn)是受力牢靠、施工簡(jiǎn)便、現(xiàn)場(chǎng)工作量較小。適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載力量的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

3.8錨栓錨固法。該法適用于混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20~C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的改造、加固，不適用于已嚴(yán)峻風(fēng)化的上述結(jié)構(gòu)及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。

3.9增加支承加固法。該法簡(jiǎn)潔牢靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間。適用于詳細(xì)條件許可的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)于現(xiàn)役消失病害的城市橋梁，如能實(shí)行有效的加固修理措施，恢復(fù)和提高它們的承載力量，消退平安隱患，使其能夠連續(xù)服役，將會(huì)帶來(lái)巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。因此，我們應(yīng)高度重視城市橋梁的管養(yǎng)工作，加大資金投入，使其保持良好的工作狀態(tài)。橋梁平安評(píng)估和加固補(bǔ)強(qiáng)必將成為橋梁工程中的一門(mén)新興學(xué)科，推動(dòng)橋梁工程進(jìn)展。

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的進(jìn)展，交通運(yùn)輸量大幅度提高，貨運(yùn)干道上的城市橋梁，隨著交通量的大幅提高，以及超載現(xiàn)象的影響，部分城市橋梁結(jié)構(gòu)消失了不同程度的損壞，需進(jìn)行必要的檢測(cè)加固，以期恢復(fù)其正常使用功能，本文分析了對(duì)現(xiàn)役橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)平安評(píng)估的評(píng)價(jià)體系，總結(jié)城市混凝土橋梁常用加固方法。

橋梁結(jié)構(gòu)體系的劣化與損傷

1.1橋梁結(jié)構(gòu)體系劣化的緣由

由于項(xiàng)目周期、人員專業(yè)素養(yǎng)等緣由可能造成設(shè)計(jì)不合理、結(jié)構(gòu)截面尺寸和鋼筋配置不符合力學(xué)要求、施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、建筑材料使用不當(dāng)、品質(zhì)不良等問(wèn)題，這些問(wèn)題使橋梁在使用初期就存在質(zhì)量隱患。橋梁在使用過(guò)程中，混凝土的收縮、徐變現(xiàn)象以及預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力損失不行避開(kāi)，造成裂縫產(chǎn)生、構(gòu)件強(qiáng)度降低；同時(shí)，環(huán)境中有害的化學(xué)物質(zhì)會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成侵蝕，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，鋼筋產(chǎn)生銹蝕。此外，交通超載、車輛與船舶的撞擊損壞、橋面磨損等人為因素常常發(fā)生；寒冷酷暑的溫度影響、洪水的沖擊、地震造成的破壞也不行避開(kāi)

1.2橋梁結(jié)構(gòu)體系損傷與劣化現(xiàn)象

橋梁結(jié)構(gòu)體系的損傷與劣化現(xiàn)象是多種緣由形成的，近兩年筆者負(fù)責(zé)了合肥市市政大修橋梁的加固設(shè)計(jì)任務(wù)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)和調(diào)查發(fā)覺(jué)，混凝土橋梁構(gòu)件主要存在如下病害：

（1）由于支座支承面不平整或預(yù)埋鋼板下澆筑砼時(shí)空氣無(wú)法排出，砼凝固后收縮，與鋼板產(chǎn)生空隙及預(yù)制板梁底翹曲等緣由，造成支座脫空

（2）施工時(shí)橋臺(tái)填料壓實(shí)度不足導(dǎo)致橋臺(tái)不勻稱沉降，且澆筑大體積混凝土?xí)r沒(méi)有掌握好水化熱的影響，引起橋臺(tái)側(cè)墻消失斜向裂縫；

（3）由于支座偏壓或脫空，鉸縫受剪破壞及橋面鋪裝的防水性能差，部分梁板消失滲水結(jié)晶現(xiàn)象；

（4）由于施工時(shí)模板位置或鋼筋放樣不到位，后期混凝土的碳化、剝落，導(dǎo)致愛(ài)護(hù)層厚度變薄或鋼筋外露，另外，鉸縫處漏水對(duì)梁板的腐蝕作用造成板體混凝土愛(ài)護(hù)層厚度不足，普遍小于20mm；

（5）由于鉸縫破壞，梁板處于單板受力狀態(tài)，承載力量不足，板底裂縫明顯，部分結(jié)構(gòu)鋼筋外露；

混凝土橋的技術(shù)狀況的評(píng)定

在橋梁修理加固之前，應(yīng)具體評(píng)估其結(jié)構(gòu)現(xiàn)有強(qiáng)度是否能夠承受實(shí)際荷載，以判定橋梁承載力量的平安性。而在耐久性方面，應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)損傷、材質(zhì)劣化、施工缺陷等狀況與四周環(huán)境條件，合理推斷結(jié)構(gòu)的使用壽命。下表是我國(guó)對(duì)現(xiàn)役橋梁技術(shù)狀況的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：

混凝土橋梁補(bǔ)強(qiáng)加固方法

3.1加大截面加固法。增大截面加固法是在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再澆筑肯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納兩種方式，一種是加厚橋面板;另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。該法施工工藝簡(jiǎn)潔、適應(yīng)性強(qiáng)，并具有成熟的設(shè)汁和施工閱歷，適用于較小跨徑的T梁橋或板橋的加固。采納此法加固后橋梁剛度明顯提高，承載力量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。

3.2粘貼鋼板加固法。以樹(shù)脂粘接鋼板與混凝土的結(jié)構(gòu)加固法，被用于建筑、工廠、橋梁等土木工程中。該法施工快速、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對(duì)生產(chǎn)和生活影響小，且加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無(wú)顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平。適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。

3.3粘貼碳纖維增加塑料加固法。粘貼碳纖維加固技術(shù)采納特地的樹(shù)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，不轉(zhuǎn)變凈空高度，施工便利，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、耐久性和抗疲憊性能，依據(jù)受力分析可進(jìn)行多層粘貼進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，其方向性也可以敏捷把握。此外碳纖維質(zhì)地松軟，加固后可用混凝土砂漿涂敷，或依據(jù)要求涂裝各種顏料，修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)不留痕跡?？稍诓晦D(zhuǎn)變結(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、抗疲憊、抗震、抗風(fēng)、掌握裂縫和撓度的擴(kuò)展，增加結(jié)構(gòu)的延性。

3.4體外預(yù)應(yīng)力加固法。體外預(yù)應(yīng)力加固法是指對(duì)布置于承載結(jié)構(gòu)主體之外的鋼束張拉而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的后張法。體外預(yù)應(yīng)力體系由體外預(yù)應(yīng)力孔管、漿體、錨固體系和轉(zhuǎn)向塊等部件組成。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)能大大縮短施工工期。但加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀有肯定影響，且不宜用于混凝土收縮徐變大的結(jié)構(gòu)。

3.5噴凝土加固法。噴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)鋼筋的愛(ài)護(hù)，提高已剝離或變質(zhì)的混凝土強(qiáng)度，供應(yīng)美觀表面的功能，是目前常用的修理加固方法。

3.6置換混凝土加固法。該法的優(yōu)點(diǎn)與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)。適用于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)峻缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。

3.7有粘結(jié)外包型鋼加固法。該法也稱濕式外包鋼加固法，特點(diǎn)是受力牢靠、施工簡(jiǎn)便、現(xiàn)場(chǎng)工作量較小。適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載力量的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

3.8錨栓錨固法。該法適用于混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20~C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的改造、加固，不適用于已