桥梁加固论文范文

导语：如何才能写好一篇桥梁加固论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

与新建桥梁工程相比，服役桥的维修加固施工有不少特点。首先，维修加固的标准与设计时所采用的标准往往会有不同。由于服役有建筑物的存在，以及未来使用年限要求的不同，桥梁加固或改建的标准不可能与设计时所采用的标准完全相同。比如，服役桥的荷载等级假设是汽车-13级，而经加固后，其荷载等级可能会提高[1]。故应在保证行车安全的前提下，根据使用要求和耐久性要求的具体情况，正确地掌握和提出加固或改建的有关标准要求。其次，维修加固工作的难度要比新建时大。维修加固桥梁建筑物的工作必须在不妨碍交通的条件下进行，因此，往往会增加不少困难。即使会使施工产生困难，也必须尽量照顾交通。为此，在桥梁维修加固工作中，应从设计上和施工组织上采取有效措施，尽量减少对交通的影响。再者，桥梁的维修加固工作应充分利用原有结构。桥梁的维修加固，应在对原有结构作周密、细致检查评定的基础上，合理利用原有结构，能不更换原有结构的就不更换，能充分利用服役桥的，要充分利用。

2．桥梁加固的工作内容及步骤

2.1桥梁加固的工作内容

桥梁加固与改建工作的主要内容：对发生重大病害和不能满足运输要求的桥涵设备彻底进行整治加固、改善和更新。目的是恢复原有桥梁建筑物的整体使用效能和延长使用年限；提高原有桥梁建筑物的荷载等级和通过能力。桥梁加固与改建工作的主要内容有：

对服役桥上部构件进行加固；对服役桥下部构件进行加固；拓宽桥梁的行车道或人行道；升高桥梁上部构造的高度；更换桥梁行车道路面或引桥路面的结构；部分或全部更换桥梁损坏或破服役了的结构物。

桥梁的加固与改建工作，应充分利用原有的部分，凡能加固的，则不宜改建。如能部分改建的，则不应全部改建。

2.2桥梁加固的工作步骤

对服役桥进行维修加固，一般可采用如下的步骤：

（1）检查桥梁现状及损坏情况；

（2）调查桥梁历史技术资料及现有交通状况；

（3）提出维修加固或改建方案并进行分析比较；

（4）确定方案并付诸实施，即进行维修加固或改建施工。

3．桥梁加固的原则及方法

3.1桥梁加固的原则

（1）桥梁加固是一种借加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力或通过能力的措施。因此，桥梁加固工作一般以不更改原建筑形式为原则，只有在复杂的情况下，才更改其结构。

如仅加固仍不足以适应交通运输的需要，必须进行重建桥梁的一部或全部时，则重建桥梁需考虑到将来的发展，并按现行桥梁设计及施工规范进行设计与施工。

（2）桥梁加固可以有各种不同的方式，视服役桥的情况，承载能力的减弱程度以及今后的任务而变。桥梁的加固一般有如下几种[2]：

1）扩大或增加原结构构件截面，以提高原结构的强度和刚度。

2）以新的结构代替服役的应力不够的结构。

3）改变原结构的受力体系，使原结构减少受力。

4）对原结构施加外应力（如预应力），以改变原结构的受力图形，达到提高桥梁刚度和强度的目的。

（3）采用扩大或增加桥梁构件截面的方法进行加固时，应特别注意新加部分与原有部分的结合，使其成为一个整体起到加固作用。

（4）不管采用何种加固方案，都应考虑投资少、功效快、不中断交通、技术上可行、有较好的耐久性等方面的要求。3.2桥梁加固的主要方法

3.2.1扩大或增加构件截面法

（1）桥面补强层加固法

通过一定的工艺和结构措施，在梁顶面（桥面）上加铺一层钢筋混凝土面层，使其与原有主梁形成整体，达到加厚主梁高度和增大梁的抗压截面的目的，以提高桥梁的承载能力。其特点是：

1）施工简便，亦较经济，但加铺梁面层后，静载增加，承载能力提高不显著；

2）施工需凿除原有桥面铺装，同时考虑到新服役混凝土相结合，新浇混凝土的干燥收缩影响等，尚需设置连续钢筋和钢筋网等；

3）此法利于在抗压截面较小的场合使用；

4）浇筑后混凝土须经养护，故必须对交通加以限制。

（2）增大梁截面和配筋加固法

在梁底或侧面，加大钢筋混凝土截面（增配主筋），使梁抗弯截面加大，提高梁的承载能力，其特点是：

1）为加强新服役混凝土的结合，需对服役梁面凿毛工作，操作麻烦、凿除工作量大，常需在桥下搭设脚手架；

2）对T形梁有采用底面及侧面同时加大，以及底部马蹄形加大两种加固形式；

3）加固效果显著，适用于梁桥及拱桥对拱圈的加固。

（3）钢板粘贴或增设其他钢梁，以作成组合梁的加固法

用环氧树脂类粘结剂，将钢板（或槽钢）粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板代替钢筋作用，提高梁的承载能力，其特点是：

1）不需要破坏被加固的原有结构物；

2）加固工程几乎不增大原结构的尺寸；

3）尽管工程质量要求很高，但施工时并不要求高级的专门技术人员操作；

4）能在短期内完成加固工程；

5）几乎可以不改变具有历史价值建筑物的原有艺术特点。

（4）粘贴炭纤维布加固法

碳纤维是一种高新材料，它有着优异的力学性能，是在几千度的高温下经特殊工艺制造出的一种高科技产品。用环氧树脂类粘结剂，将炭纤维粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，使其与结构形成整体，以炭纤维布代替钢筋作用，提高梁的承载能力，其特点是[1]：

1）优异的力学性能。可有效应用于多种形式的结构补强，包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展等等；

2）优异的化学稳定性。碳纤维片具有极强的抗酸、碱、盐、紫外线和防水能力，具有足够的适应气温变化的能力，外加防火涂料后可以有效地防火。因此，可以大大增强结构对恶劣外部环境的适应能力，延长构件寿命；

3）材料本身质轻高强。可以不增加结构体积和不改变结构外形，增加的结构重量可以忽略，便于用所需的色彩涂装，而不留补强痕迹，这是其他方法不可比拟的；

4）施工工序简单。可用小型电动工具操作，工种少，用工少，工期短，进度快，更有资料表明能在持续交通有震动的情况下施工，而不影响补强效果，从而大大缩短施工断交的时间，具有较大的经济效益和社会效益。

3.2.2改变结构体系法

（1）增设纵梁法

在墩台地基安全性能好、并有足够承载能力的情况下，可增设承载力高和刚度大的新纵梁。当基础承载力不足时，必须对基础采取加固措施。新增主梁与服役梁连接，共同受力，从而达到提高桥梁承载力的目的。当新增主梁位于两侧时，则兼有加宽的作用[3]。

（2）增设立柱或桥墩，使简支变连续，或改桥为涵的改变结构体系法

通过改变桥梁结构体系，如在简支梁下增设支点（墩台），缩短桥跨，或把相邻两跨简支梁加以连接，从而使简支梁变成连续梁。对于小桥，还可采用改桥为涵的形式，来提高桥梁的承载能力。前者，一般为临时通过重车的应急措施，后者则必须视通航及排洪灌溉而定。

随着我国公路交通运输事业的蓬勃发展，新建桥梁不断涌现，而原有桥梁也在不断地老化。服役桥的加固是一项具有现实意义而又复杂的工作，它所需要考虑的因素及涉及到的问题很多，从某种意义上，无论是技术改造方案的拟定与设计计算，还是技术改造的具体实施，都是值得人们不断地去研究的方向。

摘要：本文首先阐述了服役桥维修加固的特点，然后总结了服役桥维修加固的内容及原则，最后对服役桥维修加固的方法进行了比较分析，对服役桥维修加固的选择具有一定的指导意义。

关键词：服役；桥梁；加固

参考文献：

[1]杨文渊，桥梁维修与加固[M]，人民交通出版社，1997年

[2]李有丰，桥梁检测评估与补强[M]，机械工业出版社，2003年

篇2

关键词：桥梁上部结构；病害分析；加固方法

1 引言

近年来，随着经济的发展，引起的公路桥梁问题也大大增加，同时长期在自然环境(大气腐蚀、温度、湿度变化等)和使用环境(荷载作用频率的增加、材料与结构的疲劳等)的作用下，许多桥梁已渐渐不能适应现代交通的要求，直接威胁着人民生命财产的安全。因此，对桥梁结构的维修、加固和修复等方面的研究和工程应用，已经引起了广泛的关注[1,2]。

我院通过理论研究和大量的旧桥加固实例，技术人员已经总结出许多行之有效的加固改造方法。如能对其加以正确应用，不但可以提高旧桥的承载能力、刚度和耐久性，相对于重建新桥还可以节约大量的建设资金。因此，旧桥加固的关键就是根据其不同的缺陷与病害，明确加固目的和预期达到的加固效果，才能有针对性的选取合适的加固方法。

2 桥梁上部结构常见病害及加固方法

2.1 预应力混凝土简支板桥

简支板桥是小跨径桥梁常用的结构形式，钢筋混凝土板桥的跨径常为5—13m，有空心板和实心板，施工方法有预制装配和整体现浇。预应力板桥的跨径常为10～20m，一般为空心板，预制装配的较多。

（1）常见病害

1)装配式简支板可能在桥面铰接缝处出现纵向裂缝，这主要是由于铰接缝施工质量差，造成各板块的整体性连接差。

2)产生支座脱空现象，由于每块板的两端各有两个支座，每跨桥都有较多支座，如果施工时支座垫石标高有误差，或预制安装时板有翘曲，或墩台有不均匀沉降都会导致部分支座脱空。

3)板底出现纵向裂缝，预应力混凝土装配式简支板桥大多采用先张法施工，如果由于施工原因造成底板过薄，使得预应力筋周围混凝土局部应力过大，或者由于混凝土中的氯盐添加剂或者混凝土碳化造成钢筋锈蚀，均可能产生板底纵向裂缝。

4)若桥梁采用单块板宽大于l m的空心板，即相当于小箱梁，腹板厚度不大时，有可能出现剪切斜裂缝。

（2）可选的加固方法

1)对板底产生的纵、横向裂缝，当缝宽超过规范的限值时，均可采用粘贴钢板法或粘贴碳纤维复合材料加固法，但该方法对解决跨中下挠的效果不好。

2)预应力加固法，在板底锚固多根平行的预应力细钢丝，张拉后覆盖特制混凝土，或者设转向托架后折线形钢束张拉，预应力钢索穿过两端板中斜孔锚固于铺装层下。

3)改变结构体系法，如简支板桥变连续板桥，小跨径板桥可在跨中或跨中附近增设桥墩或斜撑，但应注意在中支点负弯矩区，应结合桥面改造，增设足够的受拉钢筋，以上两种方法对解决跨中下挠效果较好。

4)锚喷混凝土加固法，在板底锚固钢筋网后，喷射混凝土覆盖，其实质是增加板底配筋。

5)对桥面铰缝处的纵向裂缝，只有通过桥面改造来解决，如增加桥面横向钢筋位置，加厚铺装层等。

6)对板桥支座脱空现象，可采用更换、加钢垫板、楔筋等方法解决。

2.2 预应力混凝土连续板桥

预应力混凝土连续板桥一般采用实心板截面或空心板截面，大多采用现浇施工，预应力混凝土连续板桥一般采用后张法，有等高度和变高度截面形式。城市桥梁中的跨线桥、人行桥用的多一些。

（1） 常见病害

1)板桥各跨中附近板底由下而上的多条竖向裂缝，横向有可能贯通，竖向弯曲裂缝，表明抗弯能力不足。

2)墩顶处桥面开裂，桥下渗水，一般会横向贯通，裂缝可能有一条到多条，可能由活荷载引起，也可能由墩台不均匀沉降引起，说明负弯矩较大，支点截面抗弯能力不足。

3)各跨中附近板底出现纵向裂缝，可能是混凝土保护层太薄，预应力筋周围混凝土局部应力过大，或是混凝土中的添加剂等原因使钢筋生锈，导致沿钢筋产生裂缝。

4)跨中下挠，可能是由于施加的预应力不足，或是跨中钢筋混凝土板底竖向裂缝过多、过宽导致刚度降低，挠度增大。

（2）可选加固方法

1)对板底裂缝，当缝宽超过规范要求时，可采用粘贴钢板或粘贴碳纤维复合材料加固法。

2)对墩顶处桥面开裂，可采用在负弯矩区的混凝土铺装层内增设受拉普通钢筋或局部预应力筋，提高支点截面抗弯能力。

3)预应力加固法，在板底设转向托架，按折线形布束张拉，此法对各种原因受力产生的病害均有利。

4)改变结构体系法，如在跨中或跨中附近增设斜支撑，解决跨中下挠过大，或预应力不足，但应增强支撑面负弯矩区的受拉钢筋。

2.3 预应力混凝土简支梁桥

预应力混凝土简支梁是所有运营中桥梁数量最多的梁桥，其断面形式常有T形、I字形、箱形和各种形式的组合。预应力混凝土简支梁跨径一般在16～50m，少量有更大的跨径。施工方式大多采用预制装配，少量采用现浇施工。由于呈肋板形截面，自重轻、抗弯能力及跨径比板桥大，病害种类也较多。

（1）常见病害

预应力混凝土B类构件允许出现裂缝，A类构件正常使用条件下不允许出现裂缝，常发生的病害有：①跨中附近梁底由下而上的竖向弯曲裂缝，数量随跨径增大而增多，恒载裂缝宽度有可能超过规范限制值，有的还伴有跨中下挠过大。②两支撑段附近腹板上的斜向裂缝系主拉应力过大或腹板抗剪不足等引起的剪切病害。③梁腹板上的竖向裂缝，多位于薄腹板的中部，中间宽两头细，多为混凝土养护差、或温度变化、或腹板上的水平筋太少等原因所致的收缩裂缝，主要影响结构的耐久性。④桥面上沿翼缘板接缝处的纵向裂缝，较多发生在预制装配T梁桥翼缘采用铰接或横向联系受损较大的装配式简支梁桥中。此种病害会造成恶性循环，加重单片梁的其他病害程度。⑤张拉锚具的锚下纵向裂缝，长度一般不超过梁高，主要为锚下局部应力集中产生的劈裂拉力所致。⑥沿预应力钢束的纵向裂缝，主要为预应力钢束保护层过薄，钢束处局部应力过大产生劈裂或混凝土保护层碳化后预应力筋生锈所致。⑦跨中下挠过大，超过规范容许值，跨中截面不一定开裂。主要为施加预应力不足或预应力损失过大所致。

（2）可选加固方法

1)对梁底弯曲裂缝和沿预应力筋的纵向裂缝，可采用粘贴钢板、粘贴纤维复合材料的方法加固，也可采用增大截面法加固。增加铺装层厚度，加大截面受压区面积对提高抗弯强度和刚度有利，但增加高度有限，同时也增加自重，如果增加梁底截面高度，实际上增加配筋。

2)对于腹板上的斜裂缝，可在与裂缝反向并近似于水平线成450，即大致正交于斜裂缝的方向粘贴钢板或纤维复合材料；对梁高度矮，钢板或纤维锚固长度不足时，可粘贴成u形箍和加压条的形式。

3)对于腹板上的收缩裂缝和锚固区的裂缝，视缝宽大小采用环氧封闭或灌缝处理。

4)对桥面纵向裂缝，可结合铺装层改造增加厚度和横向配筋，或者增加、加大横隔板。

5)对病害较多、较重的某一单片梁，条件许可时，可割开横向联系更换增大刚度后的新梁，同时减少其他梁的荷载分布。多数情况下边梁病害较重。

3 结语

由于现役桥梁中引起病害的原因多种多样，我们应根据实际桥梁的病害原因，并结合加固前后检测结果，采用最优的加固方法，使加固后的承载能力满足设计要求，并加强桥梁的后期养护与管理，保证桥梁的长期安全、正常运营。

参考文献

篇3

关键词：桥梁；加固； 耐久性

Abstract: our country economic system reform has entered a steady fast development period, in order to adapt to the regional economic and cultural exchanges between countries increased the construction of infrastructure of roads and Bridges, roads and Bridges engineering quality, but also to the development of the national economy. The author embarks from the practical work, for the bridge reinforcement technology are comprehensively described.

Key words: Bridges; Reinforcement; The durability of

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

道路桥梁的发展，承载着我国经济内需的命脉，然而由于我国幅员辽阔，地域区域地质环境复杂，南北跨度大等特点 ，公路桥梁的长度也在不断的加大，承载的负荷量也在与日俱增，桥梁在多年的使用过程中会受到自然环境的氧化侵蚀外，还可能遭受地震、洪水等自然灾害带来的严重破坏。桥梁结构自然老化, 耐久性差，老旧桥梁设计断面单薄、安全储备低，部分桥梁存在设计不当或施工质量差。因此对旧桥、危桥的加固维修, 以及如何提高其承载力的问题, 确保交通运输的安全是目前和今后面临的主要任务[1]。

1. 桥梁加固目的意义

提高整座桥梁通行能力的措施主要是通过技术改造加强或增加桥梁构件进行加固。可以视桥梁的荷载承受能力、结构类型及使用的技术要求而确定。加固的特点[2]主要包括：1）桥梁加固要比新建桥梁节省成本，新建桥梁施工费时、费力，且成本高，而加固所需费用节约相对来说要节约很多。2）桥梁的加固应使原有结构发挥最大的功效，首先应进行原桥的检测评定，合理利用原有结构，使原有桥梁的经济效益最大化。3）涌现出许多新的施工工艺，新技术的科学性、合理性、耐久性等必须经过大量的工程实践的检验来实现。4）改造的标准与原设计时所采用的标准不同，由于旧桥设计时采用的标准只能满足当时的需要，而不能满足现在以及未来的使用要求，所以加固时采用标准一般比原设计时采用的荷载标准要高一个等级以确保桥梁的安全性与耐久性。

2. 桥梁加固方法的研究

2.1 混凝土桥梁结构的缺陷[3]

混凝土桥梁结构缺陷产生的原因有很多，一般分为表层缺陷和内部缺陷两类。钢筋混凝土表层缺陷主要有：蜂窝、孔洞、剥落、老化、露筋、层隙、磨损、掉角、表面裂缝、表面腐蚀、构件变形、接缝不平等。混凝土表层缺陷，其原因是多方面的，如设计、施工、维修养护不善、交通事故、地震和结构老化等等。钢筋混凝土的内部缺陷主要有：设计方面，结构受力分析错误、结构不合理、计算上出现差错、稳定性能较差、刚度不足等。施工方面：施工质量不好，施工中所使用的材料的规格与性能不符合要求，操作违反规程等原因。

2.2 桥梁加固机理研究分析

加固方法主要利用了两个相互挤压且做相对运动或者有相对运动趋势的物体的接触面之间会产生摩擦阻力这一力学原理。摩擦阻力的大小主要取决于两个物体之间的压力，由摩擦力的计算公式，可以看出，摩擦力F与压力N之间是正比例关系，当压力N越大时，摩擦力F也越大。如果当上部结构的重量G大于摩擦阻力的临界值 时，就会打破力的平衡，发生滑动；当G≤F0时，受到的摩擦力F=G，就保持力的平衡，就不可能向下滑动，从而起到支撑上部结构重物的作用[4]。

3. 桥梁的加固方法

3.1粘贴碳纤维加固法

碳纤维材料和黏结剂必须由供应商配套提供，并同时给出材料的各项性能指标。碳纤维质轻（1.7～1.9g/cm3），高强（3～4GPa），高弹模（220～440GPa），导电性良好（10-2～10-3Ω•cm），线膨胀系数为零，是一种性能极为优良的复合材料组分[5]。加固法是利用树脂类材料把碳纤维布材或板材粘贴于混凝土结构或构件表面，形成复合材料体。碳纤维加固旧桥具有以下优点：不增加恒载及断面尺寸；可适应不同构件形状，成型很方便；施工简便；采用碳纤维加固补强，对原结构不产生新的损伤；能有效地封闭混凝土的裂缝；碳纤维布(片)具有优良的耐化学腐蚀性；不影响结构的外观。

3.2 粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法是通过配置黏结剂把打磨好的钢板粘贴在混凝土结构的表面，用以提高混凝土结构的承载能力。具有独特的特点：1) 不会破坏被加固结构的外形。2) 施工工艺简单, 施工质量易于控制。3) 施工工期短, 经济性较好。4) 粘钢所占空间小, 不影响桥梁净空, 桥梁自重增加很小。5) 加固部位、范围与强度可视设计构造需要灵活设置。6) 可在不影响或少影响交通的情况下施工。

3.3 体外预应力加固法

体外预应力加固通常是在梁底或梁侧下部增加预应力加劲钢丝索或预应力粗钢筋补强并分别锚固在梁的两端，通过设置一定的联结构件使预应力拉杆与梁体构成一个体系，抵消部分恒载应力[6]。体外预应力法实际上改变了原结构，其计算方式与无粘结预应力混凝土结构相似。这种方法施工简便、对交通干扰较小，人力投入少的特点，体外预应力加固桥梁能很明显的提高或恢复桥梁原有的承载能力，满通的需求。

桥梁的加固方法必将越来越先进，传统的加固方法除了简便易行，材料经济而继续得到青睐外，新方法的运用，使得桥梁加固的对象更广，施工更方便快捷，效果更明显，选择最佳加固形式做出最优控制以实现桥梁的加固和耐久性的目的，保障人民的财产和生命的安全至关重要。为我们带来最大的经济效益与社会效益，这是我们工程人员一个前进的方向，是实现可持续发展的物质保障，立足现状，放眼长远，处理好桥梁设计与维修管理的关系，如何把维修加固中发现的问题，放到今后桥梁设计上加以考虑。

参考文献：

[1] 张开鹏，蒋玉龙，曾雪芳.桥梁加固的发展与展望.公路，2005，8: 300

[2] 陈开利，王邦楣，林亚超．桥梁工程鉴定与加固手册．人民交通出版社．2005.06

[3] 刘来军，赵小星．桥梁加固设计与施工技术．人民交通出版社．2004.03

[4] 孟云．桥梁加固与改造．重庆大学出版社．1989.01

篇4

关键词：植筋胶，植筋，抗剪力，粘结剂强度，锚固深度

 

1、前言

近年来，混凝土新技术和新材料在桥梁工程改建和加固中普遍开始应用，植筋技术作为一种新型的加固技术，不仅具有施工方便、工作面小、工作效率高的特点，而且还具有适应性强、适用范围广、锚固结构的整体性能良好、价格低廉等优点。由于在桥梁钢筋混凝土结构上植筋锚固不必进行大量的开凿挖洞，而只需在植筋部位钻孔后，利用化学粘合剂作为钢筋与混凝土的粘合材料就能保证钢筋与混凝土的良好粘接，从而减轻对原有混凝土结构构件的破坏，也减少了加固改造工程量：又因植筋胶对钢筋的锚固作用不是靠锚筋与基材的胀压与摩擦产生的力，而是利用其自身粘接材料的锚固力，使钢筋锚杆与混凝土基材有效地锚固成一体，产生的粘接强度与机械咬合力来承受受拉荷载，当植筋达到标准的锚固深度后，植入的钢筋就具有很强的抗拔力，从而保证了锚固强度。工程实践证明，植筋技术不失为一种处理建筑及桥梁混凝土结构缺陷的好方法。将钢筋、螺栓等牢固地埋置于混凝土基材的化学植筋技术，近几十年来已被我国建筑业广泛的应用于各类建筑加固、改造与维修中。在目前应用化学植筋技术的桥梁加固、改扩建工程中，存在两种主要的植筋施工方法：按生产厂家提供的标准机具操作方法和人工操作方法。无论是施工操作程序，还是植筋粘合剂材料，这两类施工方法都存在着一定的差异。机具标准操作方法则是配备专用施工工具，同时粘合剂在出厂时已经做好定量包装；人工操作方法的施工方式为现场手工称量，均匀搅拌，手工填充。对两种施工方法进行对比分析，机具标准操作方法费用相对要高很多,但是便于施工操作。

一、化学植筋锚固技术简介

化学植筋锚固技术原理；化学植筋锚固技术是一项新型的钢筋混凝土结构加固技术，是对混凝士结构较简捷、有效的连接与锚固技术。它是在已有混凝土结构或构件上按适当的直径和标准要求的深度钻孔，采用专用植筋胶，利用其粘结和锁键原理使设计图纸要求的钢筋与原混凝土粘接牢固，使作用在植筋上的拉力通过化学粘接剂向混凝土传递，从而形成受力整体。目前，已广泛地应用于桥梁扩大加宽基础、加层改造、新旧混凝土连接、漏放钢筋添加、节点连接加固、增梁加梁、柱及桥栏杆安装固定等工程处理中应用，并得到广泛的应用于新建和已有建筑物的加固改造工程中。其工作原理是：在施工加固过程中，新旧混凝土界面的抗剪力主要由以下几部分组成：界面混凝土内部结合力，界面摩擦力，植筋的抗剪力。当外力作用达到一定程度，界面混凝土内部结合力被抵消，新增的混凝土与原混凝土界面理论上分离，产生相对位移，此时植筋受拉力和剪力产生弯矩作用，作用值的大小依赖于界面的粗糙度和强度。如果界面足够粗糙，新增的混凝士与原混凝土界面粘和力足够大，此时会产生附加的混凝土层间自内连锁作用(包括摩擦力和内部结合力)，起到部分抵消外部剪力的功效。

2．化学植筋锚固技术优点；

设计的灵活性：根据需要可以在钢筋混凝土结构的大多数位置，根据结构受力特征而设计植筋的数量及规格。可靠性优于预埋件：一般钢筋混凝土结构在需要与其他结构连接处均预留预埋件，但预埋件位置不易确定，混凝土浇注成型后及调整使用功能后预埋件的位置难以改变且施工繁琐，而植筋具有灵活性，其可靠度与预埋件基本相同。比一般的铆、焊方法相比受力均匀，材料不会产生应力集中现象(如焊接时的热应力等)，化学植筋比较耐疲劳。承载力大，按标准规范计算施工的植筋完全能满足承载力的受力要求。工艺简单，可大大缩短工期，往往在2～3 天或更短时间内就可使用。钻孔直径、深度范围广、施工灵活，抗高温，可近距离焊接施工。新增混凝土结构基本没有滑移。造价较低：以应用植筋技术最多的框架柱与砌块填充墙之间的锚拉筋（ф6㎜）为例。经过施工单位使用情况调查，一般每公斤结构植筋胶可植近100根锚拉筋，植筋所用结构胶成本还不到0．6元，由于植锚拉筋工艺简便，一般钢筋工都可以操作，且每个工日至少可植50～60根，每根钢筋综合成本也就在1～2元左右，比其他施工方法相对经济。

3．化学植筋锚固技术影响及不利因素

植筋技术的成败主要取决于混凝土基材质量、钢筋质量、粘结剂强度、钢筋植入混凝土的深度(锚长度)、施工温度、成孔质量、孔内洁净程度、孔内干湿程度等诸多因素。施工时应满足《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。混凝土本身强度如果很低，植入高强度钢筋没有实际意义。论文格式。所以根据《混凝土结构加固技术规程》规定，混凝土强度不宜低于C15，混凝土强度宜采用C20以上。钢筋一般选用I级、II级钢筋，其强度应符合现行国家标准，即《普通碳素结构钢技术条件》的规定。粘结剂胶体的自身抗拉强度、抗弯强度及劈裂抗拉强度和粘接性能强度必须满足使用要求。混凝土化学植筋的破坏形式则主要取决于植筋的锚固深度，就植筋的埋置深度而言，试验研究表明，埋深较小时，植筋发生混凝土锥形破坏，承载力较低，不但不能发挥钢筋的作用，而且脆性破坏：埋置深度过深时，钢筋发生断裂破坏，钢筋植入部分没有发生丝毫滑移，强度未充分发挥，容易造成材料浪费：只有埋置达到适当的深度时，植筋破坏始于钢筋屈服，有明显的屈服破坏预兆，符合工程需要。论文格式。这个“适当的深度”就是满足《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。施工温度及湿度。植筋的施工温度直接影响粘结剂的固化时间。一般情况下，植筋所用粘结剂的固化时间随温度的升高而缩短：植筋的环境湿度也直接影响粘结剂的固化时间和粘结力学性能的发挥，故应确保环境温度不致过高及湿度相对低些。化学植筋锚固工艺对操作者来说存在一定的危害，施工时应做好个人安全防护，现场要保持通风良好。

4．化学植筋锚固技术施工要求

工艺流程： 植筋锚固钢筋混凝土工程设计→定位→钻孔→清孔→注胶→除锈后在钢筋上标记埋深刻度，→植入钢筋→留足够的时间固化并防止流胶→现场检测固化效果→检测合格→对结构表面进行凿毛处理→清洁表面→浇筑新增结构混凝土。施中应注意的问题：①按设计要求定位布孔。②钻孔与母体表面垂直，孔径比钢筋直径 5㎜左右，注意钻孔位置应避开结构内钢筋，尤其是受力主筋，一般采用钢筋探测仪定位。采用水钻钻孔时，应对孔壁进行打毛及干燥处理。③用刷子及清洁的压缩空气清干净尘土，不能用水洗，钢筋表面要除锈，不能存在浮锈或油污。④从孔底开始注胶，待孔内注胶达到80％以后即将钢筋缓缓旋入孔中，以表面稍有溢出为宜，整个植筋过程应连续进行。⑤植筋胶凝固硬化前不得施加荷载。植筋锚固在潮湿的混凝土中时，干燥后再施工，硬化时间必须加倍。

二、适合于工程应用的植筋锚固项目

1．用于桥梁病害治理。根据桥梁桥面铺装层不同程度破坏的情况，如产生病害的主要原因是桥面铺装层与梁顶面粘接不良。通过对桥面铺装层钻芯可以看出，桥面铺装层与顶梁的结合性很差，主要原因是施工中浇筑铺装混凝土前对梁板顶面凿毛及清理不当，铺装层与梁板之间出现夹层，未能紧密结合成整体，形成分层，在机动车辆行车震动的作用下发生疲劳破坏。采用化学植筋技术，可使桥面铺装与梁板结合紧密，两者共同参与受力，同时固定桥面铺装钢筋网的位置。论文格式。采用化学植筋技术的固定桥面铺装钢筋网的结合层运行效果良好。

2．用于加固新旧混凝土结合部强度。如桥梁扩大基础、承台、盖梁和台帽等部位。通过在扩大基础、承台、盖梁和台帽等不同部位的植筋施工体现化学植筋效果，可以有效提高新旧混凝土结合部位粘接性能强度，施工部位，新旧台帽结合部位极少数出现裂隙。

3．用于对一些老旧厂房、住宅、办公楼等的改造：由于一些旧有建筑结构不能适应使用需求，需要进行改造，而距使用年限还有一定的时间，使用化学植筋的方式进行建筑结构改造，如接柱、加梁、后加楼梯、电梯井、内外装饰锚固等，这样能节省大量的资金及时间。

4．用于桥梁加宽。传统方法是先做好桥下安全维护工作，再凿除防撞栏和桥面悬臂板混凝土，安装加宽部分钢筋并与旧桥钢筋绑扎固定，最后支模浇注混凝土。从节约投资、减少施工难度、缩短工期等方面考虑，采用化学植筋方法施工更实用、有效。具体作法是在需加宽的构件上植入一定数量的钢筋，再支模浇注混凝土，从而加大桥面宽度。在桥梁加宽工程上应用化学植筋方法具有不错的效果。

三、结束语

化学植筋技术设备简单，操作方便，效果可靠，其施工要点在于钻孔深度、孔径及垂直度一定要保证符合设计要求，且施工中植入钢筋一定要保持洁净，对植筋胶的选用一定要严格，施工前必须先做试验，若能保证以上措施，植筋效果能达到《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的要求。总的来说植筋技术的合理应用，不仅能够解决既有工程结构由于使用功能变化、不可抗力(指地震、水灾、火灾等自然灾害)、结构老化等原因而需结构加固的问题，而且，还能解决由于设计缺陷、装潢、施工遗漏等原因造成的需要结构加固问题。同时，随着更多需要结构加固工程和改造工程的出现和化学植筋技术被广泛的应用。其可靠性被工程界和开发商的认可，为化学植筋技术的应用提供了广阔的市场。但是，随着化学植筋技术的广泛应用，应努力解决好以下问题：植筋技术应用的方法、手段、设备、仪器，通过研究和实践形成成套的更为先进的化学植筋技术，从而使该技术进一步理论化、规范化。相信，随着化学植筋技术的成熟和成本的不断降低，它在建筑工程中的运用将越来越普遍。

结论；由各种工程的实际应用的数据分析可知，严格按照施工要求，不同的操作方法对粘合剂的承载力影响是有限的，各种结构用化学植筋粘合剂用于建筑物结构改造中钢筋的种植完全是可行的，而且在承载力上区别不大；不同的操作方法决定了粘合剂的可操作性、固化时间、环保安全性、价格等等，通过以上的论述，我们可以得知如果在施工条件允许的情况下，化学植筋技术粘合剂具有更大的市场，而且这种优势会随着我国劳动力成本的不断上涨、工程质量的要求、环保的要求的不断提高而不断扩大，最终混凝土化学植筋技术将会更加完善。

参考文献

［1］混凝土结构后锚固技术规程JGJ145-2004

［2］混凝土结构加固设计规范GB50367-2006

[3]市政桥梁工程质量检验评定标准 CJJ2-90

[4]城市桥梁养护技术规范 CJJ99-2003

篇5

【关键词】加固措施；公路；旧桥

桥梁是公路交通的关键环节，桥梁功能发挥的好坏直接决定着公路输运的效果，由于现有公路受到当时设计的局限，已不能适应现代交通运输量的飞速增长。在用材、维护、加固等各方面的滞后也严重制约了公路交通运输业的发展，特别是日益增长的车辆负载和桥梁老化之间的矛盾，使得公路桥梁的检测和加固迫在眉睫。

一、公路桥梁的加固目的

截止目前，我国危桥总量已达到相当多的数目。如果要将所有这些存在安全隐患的桥梁全部拆除重建，不仅会因为工期较长影响公路运输的延续性，还会耗费巨额资金；但换之以旧桥改造和加固维修，则不但可以节约大量的资金，还可以延长桥梁的使用时限，赢取巨大的经济和社会效益。

二、常用的公路桥梁的加固方法

桥梁加固的含义，就是通过一定的措施使桥体或者桥体的某个构件的承载能力和使用性能得到改善和提高。主要有以下几类常用方法：

1.桥面板补强加固法。浇筑补强混凝土可采用干硬性混凝土或钢纤维混凝土，以减少新浇混凝土的收缩，从而减少新、旧混凝土之间产生的差动收缩力，提高补强效果。

2.增大截面加固。当采用增大构件截面的方法对桥梁进行加固时，保证新旧混凝土面良好的结合是提高抗弯刚度达到补强效果的关键。因此在施工中应采取必要措施，保证新旧混凝土的整体性。新增的钢筋骨架也必须与原结构的骨架可靠连接，一般通过植筋连接，也可暴露出原结构主筋，采用绑焊连接。对支架进行预压，可消除支架变形对新浇混凝土与旧桥连接的不利影响。其加载量、卸载量和程序应进行专门设计。

3.粘贴钢板加固法。粘贴用钢板宜采取工厂加工制作，运至现场除锈、清洗后，刷浆粘贴。钢板易在搬运、施工中造成变形翘曲，应采取相应的防止变形措施。为增加表面极性，改善其粘附能力，对粘贴面应进行除锈和粗糙处理。其方法是：用电动磨光机反复打磨粘贴面，至露出金属光泽，再用平砂轮打磨拉毛处理，纹道与钢板受力方向垂直。用丙酮清洗，除去钢板表面附着的油污和杂质，晾干待用。按设计图的螺栓孔位置在原构件钻孔时，为避免钻孔损伤原构件钢筋（及预应力钢束），可用钢筋探测仪确定钢筋位置，为了避开内部钢筋，容许适当移动孔眼位置。待黏合面上锚固螺栓孔全部钻成后，可用透明纸覆盖在混凝土面上画出锚栓孔位置，然后覆盖在钢板黏合面上用电钻钻取相应锚栓孔。加固构件的黏结面处理及钢板的黏结面处理是最关键的工序，应认真进行。对于混凝土构件的黏结面，应根据构件表面的新旧、坚实、干湿程度，分别按以下情况进行处理：（1）对很旧很脏的混凝土构件的黏结面，应先用硬毛刷蘸高效洗涤剂刷除表面油污后用清水冲洗，再对黏结面进行打磨，除去2mm～3mm厚表层，直至完全露出新的混凝土面，并且用压缩空气吹除粉尘。（2）对于新混凝土构件的黏结面，可先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，再用毛刷蘸清洗液洗刷表面，再用清水冲洗，待完全干燥后即可。（3）混凝土表现有松散浮渣要用钢丝刷除去；混凝土黏贴面凹凸不平的应用磨光机打磨进行整平处理，露出新鲜混凝土。经处理后的混凝土表面应粗糙、平整、洁净，不得有粉尘、浮渣、油污等杂物。（4）将配制好的胶黏剂用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上。为使胶液充分渗透扩散在结合面上，宜先用少量胶液在结合面上来回刮抹，再抹胶液至所需厚度，且使中间厚边缘薄，然后将钢板贴于预定位置。粘贴后，应用手沿粘贴面轻轻敲击钢板，如无空洞声，表示已粘贴密实，否则应重新卸下钢板，重新补胶黏结。（5）钢板粘贴好后用锚固螺栓等加以固定，并适当加压，将钢板与混凝土表面压实，以胶液刚从钢板边沿挤出为度。锚固螺栓一般兼作钢板的永久构件来提高黏结层抗剪强度。

4.体外预应力加固法。体外预应力筋一般采用无黏结预应力钢筋材料，其表面涂刷的防腐防锈蚀材料对保护预应力筋起到关键作用，因此在运输和安装过程中不能损伤其表面，如有操作失误应及时处理，防止锈蚀发生。当钢绞线采用连续跨布置，而在跨中的转折点设在梁底以上位置时，应尽可能采用两端纵向张拉以减少摩擦力损失；当钢绞线在跨中的转折点设在梁底以下位置时，可采用一端纵向张拉，但在纵向张拉以后，还应利用设在跨中的张紧螺栓进行横向张拉，以补足由摩擦力引起的预应力损失值。当纵向张拉有困难时，也可将跨中转折点架设在梁底，全部采用横向张拉的方法，这种方法一般适用于无外观要求的情况。当转向块之间的距离过长时，钢束在桥梁受到荷载振动时，钢束摆动过大和原设计的线形发生改变，影响受力效果，因此当钢束体外段长度超过10m时，应在中间设置定位器，固定钢束位置，保证钢束线形和受力效果。水平滑块多用18mm～30mm厚的钢板焊接而成，如用铸铁加工将更为经济。楔形滑块常用钢板制成，并焊接在型钢斜杆的下端，也可用混凝土直接浇筑在型钢斜杆的下端。不平滑块的垫板由于受斜筋分力的作用将一直处于受压状态，因此，水平滑块的垫板只需用环氧砂浆粘贴在梁的底面上。施工时应先将梁底混凝土凿除20mm左右，并在混凝土表面抹一层环氧胶液，再用环氧砂浆补平，然后用临时的吊架将支撑板粘贴在梁底。成品束一般自身带有防腐措施，不需要进行专门的防腐保护措施。当采用非成品束或钢束本身没有防腐功能时，预应力筋的保护措施如下：如果是粗钢筋，可采用二度防锈漆的方法进行防护，也可采用聚乙烯套管进行防护；如果是钢绞线则事先套入套管，然后采用压浆处理。同时为防止桥下船只碰撞预应力筋，可采用在预应力筋下加设钢板防护罩进行保护。除了以上方案以外，还有结构性加固、非结构性加固、改变结构体系加固、粘贴纤维复合材料加固等等方法。然后，最合理的加固方案是将上述加固方法优化组合，体现出加固效果及经济效益。应注意以下两点：不同的加固方法有对应的设计计算方法：加固后的桥梁结构承载能力提高幅度受原结构的制约，如原结构配筋率、截面尺寸等，不可能无限制地提高承载能力。

三、公路桥梁的加固效果评价与施工要求

桥梁加固与维修技术需要进一步的规范和完善，需要经验的总结和技术的支撑，同时要注意定期对维修加固处理后的桥梁做后期检测，确保效果。桥梁加固后的上部结构通常是用静载或动载试验，将试验结果与加固设计的计算结果进行对比，来判断桥梁加固成功与否。但对下部结构而言，不方便进行荷载试验，通过其频率变化来定量评估桥墩的加固效果。应在桥梁加固设计中提供桥体受损调查表，由施工单位复核。若未提及，施工单位应补齐。除记录裂缝等受损情况的数量、长度、宽度、分布位置外，有条件时应用钻孔等方法查明主要部位裂缝深度。对于桥体受损或者老化的发展趋势应高度重视，如果存在结构性破损，预示桥梁技术状况仍在恶化，可能需要变更原加固方案时，应及时反馈意见，研究对策。总之，公路桥梁的加固维修是一门新兴的技术，为了完善和指导桥梁加固技术的应用，需有一整套完善的实用性公路桥梁检测、评定与加固的技术规范，从而为我国公路危旧桥的改造提供技术支持，确保危旧桥的改造工作科学合理、经济安全，有法可依。

参 考 文 献

[1]周建廷，桥梁加固机理及加固准则探讨[J].重庆交通学院学报.2001

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    论文摘要:桥梁工程在使用过程中会由于种种原因产生病害 ,为了达到安全、经济和适用的目的,必须对产生的病害进行结构补强。介绍用碳纤维布和碳纤维棒材对桥梁结构进行补强加固的一种方法,包括碳纤维布和碳纤维棒材的特点和用于加固桥梁的技术特点、补强适用范围、补强施工要点等。本文试图从碳纤维的特性分析出发,论述了碳纤维加固技术在桥梁结构建设中的应用。

    自上世纪七十年代末初期,欧洲进行纤维增强复合材料(FRP)在土木工程应用研究以来,具有极好的比强度和比刚度、优秀耐腐蚀性的纤维增强复合材料已广泛用于混凝土结构的粘贴加固工程,形成了纤维增强复合材料补强加固已有混凝土桥梁的新技术,其中碳纤维增强复合材料(CFRP)应用更多。混凝土桥梁结构的粘贴碳纤维板技术在加固中具有不中断交通,且工期短,人工少的优点。所以扩展该项技术开展了配有大偏心CFRP体外束预应力混凝土连续梁桥体系应用研究,是本世纪新型桥梁建设方向之一。

    一、碳纤维材料的基本特性

    碳纤维增强复合材料补强加固所采用的基本材料是高强度或高弹性模量的连续碳纤维,单向排列成束,用环氧树脂浸渍固化的碳纤维板或未经树脂浸渍固化的碳纤维布,统称碳纤维片材。将片材用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件需补强加固部位表面,树脂固化后与原构件形成新的受力复合体,共同工作。

    1、碳纤维片材。

    片材碳纤维材料的拉伸强度在(2400~3400)MPa之间,与普通碳素钢板拉伸强度为240MPa相比,片材的拉伸强度很高。

    片材碳纤维材料的弹性模量依片材力学性能不同,碳纤维片材依力学性能分成高模量、高强度和中等模量三类。高模量碳纤维片材的弹性模量较高,但其伸长率较低。

    相比之下,碳纤维片材的单位重比钢材低许多,说明碳纤维片材较轻。碳纤维的化学结构稳定,本身不会受酸碱盐及各类化学介质的腐蚀,有良好的耐寒和耐热性。

    2、配套树脂类粘结材料。

    混凝土结构加固修补配套树脂系统包括底层涂料,用于渗透过混凝土表面,促进粘结并形成长期持久界面的基础;油灰,用于填充整个表面空隙并形成平整表面以便使用碳纤维片材;浸渍树脂或粘结树脂,前者用于碳纤维布粘贴,后者用于碳纤维板粘贴。

    浸渍树脂或粘贴树脂是将碳纤维片粘附于混凝土构件表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作的关键,因此,树脂同混凝土的粘贴强度大于混凝土的拉伸强度和剪切强度。

    就公路混凝土桥梁用碳纤维片材加固技术而言,环氧树脂在不同施工环境温度下固化性能有十分重要的意义,因为这涉及到粘贴工作质量与如何尽量减少桥上正常交通中断时间紧密相关。采用专配的环氧树脂材料,在混凝土施工表面温度(10~40)摄氏度时,粘贴环氧树脂固化时间约15小时以上,但粘贴后就可以使用的时间为45分钟以上,专配的环氧树脂材料的这一性能是完全适合混凝土桥梁的加固工作。

    二、碳纤维加固补强的施工工艺

    1、根据设计确定粘贴碳纤维的范围进行基底处理

    a)将砼构件表面的残缺、破损及碳化层部分清除干净,达到结构密实部位。检查外露钢筋是否有锈蚀,并进行必要的处理。对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分进行修补复原;

    b)裂缝修补。缝宽小于0.2mm的裂缝,用环氧树脂进行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝;

    c)将构件表面凸出部分(模板的段差等)打磨平整,修复后的段差尽量平顺。用磨光机把棱角磨成半径大于30mm的圆角;

    d)清洗打磨过的构件表面,并使其充分干燥。

    2、底层涂刷(底层涂料具有较强的渗透性,可渗入砼表面内)。

    a)把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放人容器内,用搅拌器拌均匀,一次调和量应在可使用时间内用完为准;

    b)用滚筒刷均匀的涂刷底层涂料;

    C)底层涂料固化后,表面有凸起部分时要用砂纸磨光;

    d)注意在气温小于5C,相对湿度大于85,砼表面含水率在8以上,有结露可能而无可靠保证措施时,均不得施工。

    3、环氧腻子对构件表面残缺的修补。

    a)构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平,修复至表面平整;

    b)内角(段差、起拱等)要用环氧腻子填补使之平顺。

    4、贴碳纤维片。

    a)为了防止碳纤维受损,在碳纤维片运输、储存、裁切和粘贴过程中,严禁受弯折。贴片前应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断纤维片,每段长度一般不超过6rn;。

    b)碳纤维接头必须搭接10cm以上,横向不需搭接;

    c)按规定比例掺配树脂主剂和固化剂,用滚筒刷均匀地涂刷黏结树脂,称为下涂;

    d)贴片时,在碳纤维片和树脂之间尽量不要有空气,可用罗拉沿着纤维方向在碳纤维片上对此滚压,使树脂渗入碳纤维中。

    5、养护。

    粘贴碳纤维片后,需自然养护24h达到初期固化,并保证固化期间不受干扰。

    6、涂装。

    根据需要可在树脂固化后加固补强构件表面,涂刷耐火涂层和色彩。

    三、碳纤维(片材)加固处理要点

    在进行结构加固处理前,先对梁板采取有效地卸载和支顶措施,然后按以下施工工序进行加固施工。

    (1)破损面混凝土表面处理:清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土,露出混凝土结构层。

    (2)按设计要求对破损面钢筋处理后用M45的环氧树脂砂浆进行灌缝或封闭处理,并保证钢筋保护层厚度不小于15mm.利用打磨机将其表面打磨平整,并用钢刷将其表面的粉尘、油污等不洁物清除干净,使构件加固表面平整、干燥无粉尘。另外,如碳纤维需沿基纤维方向绕构件转角处粘贴时,转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状,圆弧半径不应小于20mm.

    (3)涂刷底层树脂:用专用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面,待树脂表面指触干燥时即进行下一道工序施工。

    (4)找平处理:表面凹陷部位用找平材料填补平整,且不应有菱角。

    (5)粘贴碳纤维片材:将配制好的浸渍树脂均匀涂抹于所要粘贴的部位,并用橡胶滚筒沿纤维方向多次滚压,挤除气泡,使浸渍树脂充分浸透碳纤维布,滚压时不得损伤碳纤维布。多层粘贴重复上述步骤,待纤维表面接触干燥时即可进行下一层的粘贴。如超过60min,则应等12h后,再行涂刷粘结剂粘贴下一层。

    (6)在最后一层的碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。

    四、对碳纤维加固补强技术的展望

    碳纤维用于砼结构的修复补强虽然时间不长,但发展很快,其主要原因在于碳纤维片加固存在较多优点:

    a)施工简便迅速,无需模板、夹具、支撑等;

    b)不增加结构重量,碳纤维片重量200g/m.~300g/m,设计厚度0.1l1mm~0.167mm,加上环氧树脂的重量也很轻,对结构自重影响可忽略不计;

篇7

【关键词】 旧桥梁、加固设计、改进方法。

现役混凝土桥梁的损伤形式表现多样，例如钢筋锈蚀、混凝土结构损坏开裂、沉降变形、支座脱空等，这些损伤的出现，直接体现在结构裂缝的进一步发展和应变挠度的不断加大。容易造成桥梁结构整体安全度下降和结构承载力不能满足受力要求，引起这些现象的原因有多方面，需要对桥梁损伤结构进行详细的研究及分析评价。

1、概述

桥梁加固改造技术是一项重要复杂的工作，需要灵活运用桥梁专业知识，并且根据桥梁病害情况，将相关理论知识与病害进行实际结合，还要考虑其他方面所涉及到的问题。旧桥加固设计是一门综合学科，对于旧桥加固的施工工艺、加固方案和加固设计等，其复杂程度大于新桥的建设。

随着使用年限的增加，旧桥加固趋势变大，桥梁加固维修的目的主要是为了使桥梁承载力得以恢复或提高，改善原有桥梁结构的受力性能，满足其正常的通行能力，提高桥梁的安全性能。由于桥梁加固技术进一步提高，加固方法日趋成熟，一些新型加固材料和工艺也随之出现，并且经常用于一些旧桥加固的工程实践。以下就主要加固方法做简要评述。

2、旧桥加固方法

据不完全统计，桥梁常用加固方法根据不同分类有很多种，本文主要根据桥梁的结构类型对加固方法简要探讨。

（l）桥面板的加固方法

对桥梁上部结构混凝土桥面板而言，如果桥面出现碎裂、破损、孔洞等病害，需要进行局部范围的补强，先将表面破坏的地方凿除，然后浇筑新的混凝土。若混凝土桥面板表面出现严重的裂缝、剥落等现象时，旧的桥面板已不符合要求，需要铺设新面层。这样，桥面铺装层的加固不仅能增加桥面板的横向联系和整体性，还能提高桥梁整体的承载力。

（2）主梁的加固补强方法

①增大截面法。增大混凝土截面加固技术是在原结构基础上再浇筑一定厚度的钢筋混凝土，这是对钢筋混凝土桥加固的一种常用的改造技术。有两种常用方式，一是对桥面板进行加厚，二是增大主梁肋的宽度和高度。在桥梁结构下缘加设主筋，可以很好提高结构的承载力，此种方法适用于有梁肋的桥梁，尤其对小跨径的T梁桥更为适用。

②粘帖碳纤维。粘贴碳纤维加固技术是一种新型的桥梁加固改造技术。碳纤维材料抗拉强度极高，粘结剂采用环氧树脂，粘结剂作为碳纤维和加固构造物之间的中介，使其成很好的整体，碳纤维片与结构共同受力，很好地提高了结构的刚度、强度、抗裂性和延性，还可限制裂缝的进一步发展，提高了结构的抗剪和抗拉能力。碳纤维加固法对于钢筋表面锈蚀严重的桥梁，加固效果明显，对混凝土板桥和梁桥的抗弯抗剪加固非常适用。

③粘帖钢板加固法。粘帖钢板法是采用粘结剂或锚栓，在梁或板的主要部位，将钢板粘帖在结构受拉、压、剪的部位，使钢板与结构形成有效整体，共同承受荷载的作用。将钢板粘帖在桥梁结构的的受拉区，可以提高结构的正截面承载力;将钢板粘帖在桥梁结构的侧面，可以提高结构的斜截面承载力。粘帖钢板可以提高结构刚度和抗裂度，增强桥梁结构的抗弯及抗剪承载力。由于粘帖钢板加固法的施工工艺复杂，需要专业队伍。

④体外预应力法。相对被动加固法而言，体外预应力加固法是一种主动的加固方法。将预应力筋设置在混凝土构件截面之外的一种技术。由于其独特的优点，在自重不大的情况下，可以改善结构的承载力，对于桥梁上部结构的应力和变形更为明显。虽然体外预应力加固法具有一定的优越性，但是加固成本较高，施工工艺比较复杂，对大型桥梁的加固维修更为实用，比如大跨径连续刚构桥的加固。

⑤改变结构体系加固法。改变结构体系加固法，是指进行技术改造或增设附加的加固构件，是桥梁结构的受力体系和受力状况发生变化，可以有效减小桥梁构件的应力应变，有效改善结构受力性能，提高桥梁结构的承载能力。改变结构体系，也可以通过增设支点、柱、托架或托梁拔柱的方式，增设支点可以很好地提高桥梁结构的承载力，减小竖向挠度，限制裂缝的发展，也可以减小跨度，降低计算弯矩，但会缩小使用空间。对于托梁拔柱，是在上部结构尽量不动的情况下，对长柱进行拆除和更换的一种方法。

⑥锚喷混凝土加固法。采用锚喷工具，将混凝土组合材料，高压喷射到锚固有钢筋网的构件表面，形成新的钢筋混凝土层，对原有混凝土表面加以补强，以提高桥梁结构的承载力。

⑦更换构件法。对一些不能修复的构件，有严重缺陷的桥梁构件，用新的构件加以替换。例如对于桥梁支座经过一定年限后，不能满足使用要求，可以将支座更换;对于钢架拱桥的桥面板，当其破坏不能修复时，考虑其结构形式也可以更换。

除上述常用加固方法外，还有外包钢板法，即在构件的两角或四角外包型钢的加固方法，此办法优点是能有效地提高结构的承载力，对净空高度的要求不大，缺点是钢板用量较大，成本较高。增设辅助构件法，为改善原有桥梁结构的受力情况，在原有桥梁结构上增设新的受力构件，以满足结构受力的要求，如增设主梁、横隔梁或支点等。塞缝灌浆技术，即对桥梁表面裂缝的处理，利用水泥、水泥砂浆、环氧树脂等材料对裂缝进行补强，此方法被广泛采用，效果良好。

（3）墩台与基础的加固方法

①扩大基础加固法。扩大基础加固法就是增大桥梁基础底面积的加固方法，当地基土质结构比较坚硬时，如果桥梁基础出现不均匀的沉降，可以采用此法加固;当桥梁基础底部地基的承载力不能满足要求时，可以利用桩基，在基础底部打入部分桩，以提高地基的承载能力。扩大基础加固适用于基础承载力不足或埋置太浅，桥梁结构墩台为混凝土刚性实体基础或砖石的情况。对于扩大基础的施工工艺，注意的是要保证新旧基础混凝土的整体连接性，缺点是加固效果不易控制，加固费用比较高。

②增补桩基加固法。增补桩基加固法适用于以下情况：当桥梁墩台采用桩基础，桩的深度不够，或由于水流冲刷使桩发生倾斜时，当桥梁墩台基底下存在软卧地基层，受力不均导致墩台发生沉陷时，都可以采用此方法进行加固。此加固方法能很大地增强基础的稳定性，提高基础的承载力。

③钢筋混凝土套箍或护套加固法。对于桥梁墩台因施工质量控制不严，使桥梁墩台开裂或破损，对于基础的埋置深度不够，可采用钢筋混凝土钢箍或围带进行加固。如果桥梁墩台结构破损比较严重，出现大量裂缝、表面严重破损、混凝土表面剥落风化等病害时，可围绕整个桥梁墩台，设置钢筋混凝土护套对其进行加固。

（4）人工地基加固法

当基础下面的地基土松软而不能承受很大荷载，或上层土虽好但深层土质不良引起基础沉陷时，可采用人工地基加固方法，以提高基础的承载能力。此类加固方法有砂桩法、树根桩法、高压喷射注浆法和灌浆法等。其中高压旋喷注浆加固法，其作用过程是利用钻机，把带有喷嘴的注浆管旋转并以一定的速度提升，并钻入土层的预定位置，与此同时，以高压流的形式，将水和浆液从喷嘴里射出，人工地基加固法的原理，通过高压流切割土层，将土层搅碎并使土颗粒分散，其中部分土顺水和浆液流出钻孔，部分与浆液搅拌并凝固，形成一定强度和具有抗渗能力的固结体，人工地基加固法的用途比较广泛，其地基的加固质量效果好、可靠、成本低并且施工方便，人工地基加固法现已成为桥梁墩台基础的重要加固方法。

以上只是旧桥加固的一些常用方法，对于特殊情况，要采取相应的特殊加固方法，通常还需多种方法并用，以达到安全、适用、经济的目的。

随着新材料和新技术的应用及发展，很多新工艺和新方法被应用于旧桥的加固维修中，取得了很好的加固效果和经济效益。

3、旧桥加固设计问题探讨

在桥梁加固设计中，出现很多设计方面的问题值得探讨，对于设计中参数的取值，桥梁结构模型的建立，对模型的分析方法都要尽量符合桥梁的实际情况，以下就这三方面反应的问题做简要探讨。

（l）预应力锈蚀引起的预应力额外损失问题

对于预应力桥梁的加固，当然会考虑原桥结构的内力状况，二者紧密联系。对损伤结构而言，由于结构存在大量裂缝，随之出现钢筋锈蚀，混凝土的强度不能满足要求。特别是预应力混凝土结构，由于钢筋锈蚀问题，引起预应力额外损失，应引起足够重视。对于预应力额外损失的检测，目前还无法精确的判断其损失情况，所以要附加必要的计算分析。加固设计时，可先假设不同的损失度，然后计算结构的应力，与实测裂缝情况进行对比，来大致判定额外预应力损失度。如果对原桥结构损伤复杂时，加固设计应设定材料退化的上下限值，以便加固后桥梁结构在此范围内，可以满足相关要求。

（2）结构应力重分布

桥梁结构损伤后出现不同裂缝，在外荷载作用下，裂缝表面的应力释放会产生应力重分布。全预应力混凝土桥梁结构在损伤之前，其结构是全断面受力，结构开裂后，原有的内力会被释放。所以针对损伤比较严重的桥梁结构，特别是超静定结构，必须要认真考虑应力重分布的问题。

（3）损伤结构计算模型问题

桥梁结构损伤后会出现不同裂缝，会引起应力重分布问题，由于应力传递路线会发生变化，结构断面平面变形不能保持，按照平面杆系理论计算，计算结构会产生较大误差，所以要根据机构空间理论来分析桥梁结构受力，以便能尽量模拟结构裂缝带来的影响。

4、结语

桥梁出现的种种病害会带来很大影响，而且对行车的快捷、舒适和安全造成不利因素，必须要引起广泛关注。自从上世纪以来，有很多国家己经由桥梁的建设转向桥梁的维修加固中来，并多次召开国际会议，对旧桥的加固改造进行探讨和研究，随着对旧桥加固改造的重视，桥梁结构的损伤评估、加固方案优化及可靠性理论己成为重要研究内容。

参考文献

[1]杨文渊。桥梁维修与加固「Ml.人民交通出版社， 1989，第2版;

[2]范立础。桥梁工程（上、下册）.北京：人民交通出版社，1996;

[3]旧桥检测、评价、加固技术的应用[M]。人民交通出版社.1990，第1版;

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【关键词】灌浆法；公路桥梁隧道施工；应用

中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

近年来，随着国民经济水平的发展，各类等级公路的建设进行的如火如荼，这在很大程度中方便了人们的生产和生活，在公路施工的过程中，桥梁与隧道的建设是其中的重要组成部分，与公路路基相比而言，桥梁与隧道施工具有一定的特殊性，对于施工方法的要求也更高，如果未掌握好施工技术，很可能导致公路在投入使用后出现各种各样的质量问题，提高桥梁与隧道的施工质量也成为施工管理人员关注的重点问题，就现阶段来看，灌浆法作为公路桥梁隧道中常见的施工技术，能够很好的防止桥梁隧道中各类病害问题的产生，下面就具体介绍灌浆法的类别及其具体的应用要点。

1 灌浆法相关介绍

灌浆法又称为压力灌浆法，即利用压力将固结浆液通过钻孔注入建筑物裂隙与土体孔隙中，改善其物理力学性能的一个过程。灌浆在注入裂缝后，能够以渗透、填充和挤密的方式挤出岩石和土体裂缝中的空气和水分，这样就能够将原先松散的土体凝结成一个整体，达到提升其水稳性和强度的目的。就现阶段来看，灌浆法包括高压喷射灌浆与静压灌浆两种，高压喷射灌浆时利用钻机将注浆管钻进土层预定位置，再利用高压设备将高压流喷射出来，当速度快、能量大的高压喷射流超过土体结构强度时，土粒便会剥落，其他土粒会按照一定比例与浆液重新排列行为固结体，这样就可以达到加固桥梁的作用。静压灌浆方式与之相比能够很好的解决桥梁与隧道的加固问题，也能够解决土体防渗问题，技术难度也较小，因此，在公路桥梁隧道的施工过程中，静压灌浆方式的应用范围更加的广泛。

2 灌浆法在公路桥梁隧道施工过程中的应用

2.1 灌浆方案的设计

灌浆需要按照地质勘察、方案选择、灌浆试验、设计计算、修改优化的过程进行，具体的设计内容要包括灌浆标准的确定、灌浆材料的选择、施工范围的确定、浆液影响半径的设置、钻孔的布置、灌浆效果的评估等等。在公路桥梁隧道的灌浆处理过程中，对于强度较低的底层可以使用压密灌浆的方式进行处理，对于硬质的土层可以使用劈裂灌浆的方式进行处理，对于砂砾层则可以使用渗透灌浆的方式进行处理，灌浆方式能够单独使用，也可以组合使用。在灌浆顺序的决定上，对于砂砾层较多的地层，一般使用分段式灌浆的方式来处理，对于软弱地层，也可以使用以上的处理方式。

在浆材材料的配比设计方面，一般应该使用0.8:1-1:1水灰比的配合比浆液，对于浆液扩散半径的确定可以使用以下的计算公式来计算：

其中，k为砂砾土渗透系数；h为灌浆压力水头；t为灌浆时间；n为砂砾土空隙率；为浆液和水的粘滞比；R为浆液扩散半径；为灌浆管半径，如果地基较为复杂难以计算参数时，就要使用现场注浆试验的方式进行确定。

在灌浆压力的确定方面，适度的灌浆压力能够有效提升土体强度、减少灌浆孔的数量，但是如果压力过大，就有可能破坏地基结构，为了解决这一问题，必须确定好地基的允许注浆压力。灌浆压力与地层强度、密度、初始应力等多种因素有关，往往难以预测到所有的因素，此时必须要使用现场灌浆试验的方式进行确定。一般情况下，灌浆压力的选择应该根据施工地区涂层埋深和性质进行确定，砂性土经验数值约为0.2到0.5MPa，粘性土经验数值约为0.2到0.3MPa，在由于环境因素、地基条件和灌浆目的不同难以确定参数的情况下，可以参考其他的施工工程进行确定。

在注浆量的确定方面可以使用以下的公式进行计算：

其中，Q为每孔的注入量；A为浆液损耗系数；R为浆液有效扩散半径；H为注浆孔深；k为孔隙率；为浆液充填系数。

2.2 灌浆施工操作方案

灌浆施工操作方案按照如下的流程进行：

确定灌浆孔深度、确定灌浆压力、确定灌浆量、灌浆检查，在确定灌浆孔深度时需要结合勘探资料；灌浆压力则需要在施工现场根据实验进行确定，一般而言，桥梁基础灌浆加固灌浆压力约为0.3到0.5MPa，如果在灌浆过程中遇到特殊情况则需要进行科学分析再调整灌浆压力；灌浆量则根据上述计算公式可以得出；待整个灌浆过程完成后，需要进行检测，孔段吸浆量小于0.6L/min，且延续30min方可结束进行下一阶段的工作。在开始灌浆前，需要做好完善的施工准备工作，准备内容包括灌浆施工所用的机具设备、施工人员、技术人员等等。在具体的灌浆过程中，应该控制好几项工艺，即成孔、安放灌浆管与封堵孔口、搅拌、灌浆、成孔。在成孔时，应该注意好地层的变化，在钻头钻至粉性土时，应该先下导管护壁，再使用捞砂筒钻至粘性土中；在安放灌浆孔与封堵孔口时，应该使用软橡皮进行包裹，防止泥沙进入花管中；在搅拌时，需要先将一定量的水导入搅拌桨筒中，再使用搅拌机进行搅拌，搅拌完成后加入一定量的水泥，再搅拌3到5min过滤浆液后方可使用；当整个灌浆完成后，应该及时进行封孔，封孔完成的24h内还需要对孔口进行检查，如浆液下沉则需要及时的进行补浆。

2.3 灌浆法在公路桥梁隧道施工过程的实际应用

以某地公路为例，公路中包含桥梁与隧道施工，基槽开挖深度为4m，由于施工条件具有一些限制导致回填料具有空隙率大、压实不充分的情况，为了防止沉降变形情况的产生，必须做好加固处理工作。根据工程的具体情况，可以使用袖阀管法静压注浆方式进行加固处理，该种方式可以有效提高地基强度和填土密实度，减少沉降和变形情况的产生。

施工程序包括防线定孔位、钻孔、下注浆、制浆、洗孔、补浆几个方面，在施工前要准确的测量出涵管外轮廓线，并按照标准规定的要求进行定孔位和防线，设置好孔位的标志；在钻孔时要固定好钻机的位置，钻进过程中，详细的记录好地层情况、异常情况、钻孔深度、处理措施等等；制浆要严格遵照设计配合比，配置好的浆液要在4h内使用完；为了保证注浆效果，在每次注浆完都要进行洗孔，这样才能保证下次注浆的顺利进行。

在灌浆时，要将注浆压力控制在0.2到0.4MPa，具体的压力需要根据试验结果进行确定，整个灌浆的程序分为二序孔，孔距灌浆遵循由稀到密的原则，第一序孔孔距为5.0m，第二孔序孔距为2.5m。灌浆使用自下而上的方式，每孔根据实际的情况灌浆2到3遍，钻孔位置不得超过5cm，垂直度必须小于1.5%，沉渣厚度也要控制在20cm。据统计，此次工程共计220个孔数，单孔深为4m，使用该种灌浆方式取得了很好的效果。

3 结语

将灌浆法应用在公路桥梁隧道施工中能够有效减少开挖工程量，同时，该种施工方式也不会受到天气因素的影响，操作方式相对简单，可以取得良好的社会效益，此外，经过造价比较，灌浆处理方式有着一定的资金优势，值得在施工过程中进行推广。

参考文献：

[1]陈卓.灌浆法在公路桥梁隧道施工中的应用[期刊论文].交通标准化,2013,04(08)

[2]刘娟.公路桥梁混凝土施工质量控制[期刊论文].交通世界(建养.机械),2012(12)

[3]王雪莲.浅谈灌浆法在山区高填方路基边坡处理中的应用[期刊论文].黑龙江交通科技. 2009(01)

篇9

关键词：断裂力学；裂缝；加固工程

中图分类号：TU377文献标识码：A

序论

桥梁经过常年累月的使用，由于各种不利的内外因素（温度、荷载、材料性质、施工水平等）的影响，都会或多或少的产生一系列损伤，导致结构出现严重的功能退化情况。由于桥梁项目投资巨大，往往不会因此拆除重建，而是采用结构加固的办法，花少量的投资来维修加固就可以恢复其承载力，确保安全使用。

近几十年来，断裂力学从一门边缘学科发展成为一支新兴学科。它从连续介质力学角度出发，合理的解释在各类结构如何产生缺陷或裂纹，并在外界条件影响下如何扩展和传播，直至使结构失稳、破坏。它建立了裂纹尺寸、应力(应变)及材料断裂韧性三者之间的定量关系，提出了针对脆性破坏的计算方式，也为结构加固提供理论依据。

桥梁裂缝产生

裂缝是桥梁最常见的病害，桥梁结构功能下降往往也是从裂缝形成开始，逐渐使结构整体性能降低，所以通过分析裂缝的状态和产生的原因，可以了解桥梁结构的性能，根据具体病害采取合理的加固处理措施。

2.1裂缝产生的原因[1]

裂缝是结构变形的结果，变形（）是对形变（）、自然变形（）、强迫变形（）三者的泛称。当结构不受约束时，变形等于自然变形，即；当结构受约束是，自然变形受到一定阻力，即，所产生的形变就是强迫变形，且。而强迫变形使结构产生应变，从而使材料产生应变，记为。经过对结构构件裂缝分析可以得知，结构开裂与否，以及裂缝的大小均取决于；裂缝的方向和形式，取决于构件的部位和强迫变形的方向。

2．2常见裂缝形式

1)弯曲裂缝:一般出现在弯矩最大截面，是混凝土构件在弯矩作用下产生的裂缝。例如预应力混凝土结构，在张拉预应力时力度过大使结构反弯开裂，在顶板翼缘处常出现裂缝；当预应力损失较大的或超载严重的桥梁结构，由于预应力度不足在跨中梁底处易产生裂缝。

2)剪切裂缝和弯剪裂缝:剪切裂缝首先发生在剪应力最大的部位，一般在段的腹板处，由主拉应力引起的呈大于夹角的裂缝。弯剪裂缝是受弯曲与剪切共同作用而产生的裂缝，一般在段的腹板处，会出现由主拉应力引起与梁纵向成夹角的裂缝。

3)扭曲裂缝:当混凝土构件受扭转与弯曲共同作用时产生，裂缝一般呈倾斜，同时伴随混凝土保护层剥落等病害出现。

4)温度裂缝:桥梁在使用期间的温度裂缝主要由于实际温度场产生的温度应力比设计计算产生的大。

断裂力学理论及运用[2]

3.1基础知识

断裂力学是运用连续体力学的原理，来研究有缺陷的均质连续材料或由这类材料构成的工程结构的强度以及裂纹扩展规律，以确保其安全使用的一门学科。根据不同的荷载作用下裂纹扩展形式的不同可分为三种基本断裂类型：张开型断裂（Ⅰ型）、滑移型断裂（Ⅱ型）、撕裂型断裂（Ⅲ型）。图3.1可知张开型断裂是实际工程中最常见也是最危险的裂缝，在研究中总能将材料或结构的某种断裂形式视为基本断裂类型的组合。

张开型断裂（Ⅰ型）(b)滑移型断裂（Ⅱ型） (c)撕裂型断裂（Ⅲ型）

图3.1 三种基本断裂类型

根据弹性力学的方法可得到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型加载下的经典裂纹的断裂判据：

Ⅰ型加载：

，

Ⅱ型加载：

，

Ⅲ型加载：

，

由上述表达式可看出当时，各应力分量均趋向于无穷大,根据强度定义就会认为结构一旦存在裂纹就会丧失承载能力，这与实际情况不符。故用裂纹端部的应力值大小（应力强度因子）来评价裂纹端部应力场强弱，在断裂力学中按应力强度因子建立的断裂判断即为：，其中断裂韧性为表征材料抗断裂性能的常数，根据推导不难得出三种基本断裂类型对应的应力强度因子为：、、。显然应力强度因子大小与点的位置无关，仅决定于荷载和裂纹尺寸。故保证即可确保结构安全，、同理。在加固过程中仅需有效控制应力强度因子则可达到抑制裂缝扩展，提高结构承载能力的目的。

3.2断裂力学在结构加固中的运用

根据上述断裂力学的原理我们可以针对桥梁结构的具体病害采取相应的加固措施，当采用封闭法或压力灌浆修补裂缝时将原本已分离开的裂缝又重新结合为整体，相应的减少裂缝长度；钢纤维混凝土显著地改善了混凝土的抗拉强度及主要由主拉应力控制的抗弯强度、抗剪强度，且具有较好的韧性 (延性 )及控制裂缝的能力；截面转换和粘贴钢板加固可有效改善原结构受力特点。

工程实例

4.1项目简介

曾家2号桥位于重庆市江津区省道S106线上，是一座3跨钢筋混凝土简支T梁，桥跨布置为3×12m，桥梁全长52.46m。通过检测发现该桥主梁主要存在的裂缝病害如下：（1）2＃、3＃跨，支座附近多片主梁出现多条斜向裂缝，主梁两侧裂缝对称，裂缝最大长度0.8m，最大宽度2mm；（2）各片主梁中部出现多条竖向裂缝，裂缝最长1.0m，宽2mm。

图4.1裂缝病害图1 图4.2裂缝病害图2

4.2桥梁裂缝加固处理措施

4.2.1 裂缝修补

(1)对于裂缝宽度＜0.15mm采用表面封闭法

采用聚合物水泥表面封闭法，聚合物水泥是在加固专用的改性环氧浆液配出后加入50克525#水泥搅拌均匀而成，封闭后要考虑梁体表面的美观。

(2)对于裂缝宽度≥0.15mm采用压力灌注法

采用灌注混凝土裂缝修补胶液封闭裂缝法，将裂缝修补胶浆液压注入结构物内部裂缝中去，以达到封闭裂缝，恢复并提高结构强度、耐久性和抗渗性的目的，使混凝土构件恢复整体性,“必可法”（BICS）灌缝是比较常见的一种。

4.2.2 利用截面转换加固改造技术对主梁加固

为了提高原桥的抗弯刚度和抗扭刚度，采用主梁截面转换成箱梁截面的加固技术。在主梁中部6m范围内通过增设钢筋混凝土底板加以封闭，加固底板厚12cm；为提高钢筋混凝土强度、刚度及耐久性能，主梁采用C40钢纤维混凝土，按砼重量的1.5‰掺入减水率大于25％的高效减水剂。浇筑方式为先跨中，再两端，先中梁，再边梁。

4.2.3 粘贴钢板加固技术

为了提高支座截面的抗剪承载能力，采用粘贴钢板条对各跨支座附近的主梁腹板进行加固，腹板钢板条的净距为14cm，厚度为8mm。

图4.3 裂缝修补 图4.4 截面转换加固

图4.5粘贴钢板加固 图4.6 荷载试验

以上简述的加固方案仅针对主梁裂缝病害，结合对支座、墩、桥台、桥面铺装以及主梁其他病害的加固措施，该加固项目实现了提高桥梁承载力，保证桥梁的安全运行的目标，并通过荷载试验数据证明该桥梁加固方案有效，同时也说明通过断裂力学理论指导混凝土梁桥加固是科学、可行的。

结论

实践证明断裂力学理论在梁桥加固中已经得到了合理运用，并取得了良好的经济效应，值得借鉴和推广。然而由于理论和实际之间必然存在的某些差异，使得在加固运用中仍然存在着一些问题，有待进一步分析和探讨。

（1）裂缝修补处理时，采用不同的灌注方式、压力大小都会对裂缝产生影响，防止裂缝扩展和保证灌注质量是一对矛盾体，如何确保加固质量还需要进一步分析和研究。

（2）梁桥加固中会存在改变原结构特征从而优化受力的情况，但这种对原结构的改变也存在负面效应，例如T转箱后会明显增大结构自重，如何将负面效应和受力优化情况合理结合起来，仍然是要桥梁加固继续探寻的方向。

参考文献：

蒙云，卢波.桥梁加固与改造[M].北京：人民交通出版社，2004.

洪起超.工程断裂力学基础[M].上海：上海交通大学出版社，1987.

易志坚.一种新型的复合钢筋混凝土结构及其优良的阻裂增强性能[M].重庆交通大学55周年校庆论文专辑.重庆：重庆交通大学出版社，2006.

张国新等.用断裂力学研究混凝土裂缝的允许灌浆压力[J].水利水电技术.2009年12期.

高岩等.开裂预应力混凝土梁的检测、评估和加固[J].中国铁道科学.2005年9月第26卷第5期.

马世立等.断裂力学钢筋混凝土箱梁加固中裂纹发展的过程分析[J].河南建材.2011年5期.

篇10

关键词：碳纤维，桥梁，加固补强，应用

 

1.工程概况

济青高速公路自1993底建成通车，随着重型车辆日趋增多，在重载车辆的反复作用下，梁板出现结构性裂缝，严重影响结构安全，需要修复补强，以适应交通量增长的需要。2005-2008年，青岛分公司组织对济青高速青岛段67片梁板进行了粘贴碳纤维布加固工艺，从使用和试验检测结果看，效果良好。

2 .工艺原理

碳纤维布是用抗拉强度极高的碳纤维丝单向排列，经特殊工艺编制而成，使用时，碳纤维布是沿受力方向或垂直于裂缝方向用胶结材料将其粘贴在混凝土结构的补强部位，胶结材料作为它们之间的剪力，增大了结构抗拉或抗剪能力，并能有效地提高结构的强度、延性，及抗裂性，控制裂缝和挠度的继续发展；必要时也可交叉粘贴单向碳纤维片材。整个工艺的关键在于碳纤维布粘贴和紧密性与牢固性，以保证与原结构形成整体。其胶结材料是专用的配套环氧树脂。

3.材料

3.1碳纤维布修复补强混凝土结构所用材料，可以分为碳纤维布和与其相配套的专用环氧树脂两大类，配套树脂分为底涂树脂、找平树脂和粘贴树脂。配套树脂分别由主剂和固化剂配制而成；分为适合于冬天及夏天使用的冬用型和夏用型。主剂和固化剂分别包装，在现场作用时，应按工艺要求、按照规定的比例混合均匀，以形成所需要的底涂树脂、找平树脂、粘结树脂。

3.2碳纤维布具有如下特点

（1）高弹模，以提供有效的增强作用；

（2）高强度

（3）单根纤维间强度变化小；

（4）在制造与处理过程中强度稳定并保持不变。

碳纤维布的规格及性能