桥梁加固方案

桥梁加固方案

　　桥梁加固方案（一）

　　一、体外预应力加固：

　　加固措施：通过体外预应力索施加反向荷载的方法对该桥进行加固，此外考虑箱梁两侧腹板出现大量的斜剪裂缝，为了约束斜裂缝进一步发展，加强对腹板混凝土的约束，增强腹板抗剪承载能力和刚度，采用腹板内侧粘贴钢板。预应力施工工艺1.锚固端部横梁与跨中转向横肋！墩顶导向槽的施工2.钢绞线下料与穿束3.钢绞线张拉4预紧5.高应力张拉6.压浆

　　缺点：

　　1.预应力的施工工艺，在钢绞线下料与穿束中粘接段段的长度和位置，新老混凝土之间的粘结，后加预应力对原预应力的影响，很难确定。

　　2.施加预应力索加固现在存在的问题：如合理的加固预应力筋的位置和数量后加固的预应力钢筋对已经存在的预应力钢筋的影响

　　3.体外预应力钢筋松弛、断筋等失效的现象也较为常见

　　二、体外预应力的加固另外的加强措施

　　1、弯曲加强

　　采用体外预应力加固法可提高结构构件的受弯承载力。预应力筋布置应符合优化布置原则，即加固筋外形与外荷载产生的弯矩图形相似。因此，加固梁式结构时，体外预应力筋多采用折线形连续筋，以充分发挥加固筋的抗拉强度。体外筋的灵活布置，可以有效地补强加固不同受力情况的简支梁和连续梁。若连续梁中仅有个别跨需要加固，则可采取在这些跨上单独布置预应力筋进行局部加固；若连续梁普遍较差，则可用各跨布置给予整体加固，若连续梁普遍较弱，但个别跨更弱，则可采取通长布置与局部布置相结合的办法进行加固。

　　2、剪切加强

　　梁的剪切强度可通过外部加设扁钢！钢板和钢箍等方法来提高。扁钢通常箍在构件上用后张法拉紧并已开发了一种后张不锈钢钢箍的方法。后张法能使新材料平分恒载及活载，这样就能更有效地利用新增材料。提高剪切强度的另外一种方法为采用后张的附加预应力钢筋。预应力钢筋可以加在垂直和倾斜方向上，而且既可安装在梁腹板内，又可安装在箱内。施加预应力时应当小心谨慎，避免结构某些部分出现超限应力。若构件中存在裂缝，一个好的实施方法是在施加预应力之前，先在裂纹上注射环氧树脂。

　　三、粘贴碳纤维法与钢板粘贴加强法基本原理是一致的，均是将其增强材料粘贴在混凝土结构的受拉边缘或薄弱部位，使之与结构形成整体，代替需增设的补强钢筋，提高梁的承载能力达到补强的目的。

　　粘贴碳纤维法

　　碳纤维加固桥梁构件的部位：用粘结材料将碳纤维材料有序地缠绕粘贴于构件表面，实现对构件变形的约束并因此提高构件的极限强度和承载能力。在桥梁加固运用中，可粘贴在混凝土梁的顶面或底板上，以提高混凝土梁的截面强度和刚度：也可粘贴在梁的腹板上，以提高其抗剪强度

　　具体的施工工艺：

　　1、处理结构混凝土表面，涂敷基底树脂并整平

　　2、涂刮整平胶并对其表面作砂光处理

　　3、滚刷粘结剂粘结碳纤维

　　4、对已贴的碳纤维作压面处理

　　5、表面整饰（如抹砂浆等）

　　粘贴钢板（碳纤维）法：（1）对结构抗弯和抗剪加固效果明显，但对结构静刚度影响不大（静刚度包括等直杆件扭转刚度、受弯梁的弯曲强度、薄板受弯曲载荷作用、薄壳变形计算）。（2）在借用桥面铺装层参与受力时，新老混凝土的可靠连接，始终存在问题如粘结剂的老化问题

　　此外粘贴钢板法存在以下自己特殊的缺点：（1），钢板面积大，刚度大，适型性差，很难与原结构紧密粘接，此外，自重很大，加上锈迹等原因，底、侧粘贴很易脱落（钢板易受腐蚀或脱落）（2）对于大跨度梁来说，钢板的重量可能太重粘贴碳纤维法存在以下自己特殊的缺点（1碳纤维的抗剪强度低，延展性又不好，所以，其受力的不均匀性必须充分注意（2）碳纤维用于桥梁加固，其老化问题不容忽视。

　　四、体系转换法：

　　是通过改变桥梁结构体系以减少梁内应力，提高承载能力的一种加固方法这是一种‘变被动加固为主动加固’的方法，该方法需要对原结构的现状进行仔细的调查，对其承载潜能进行正确评价，用周密、细致、可靠的汁算分析确定体系转换的方法和施工工艺流程，以达到加固修复病桥的目的。一般可通过简支梁下增一设支架或桥墩；或把简支梁与简支梁加以连接，使结构由简支变为连续等。

　　施工工艺：（1）揭开桥面铺装层。将梁顶保护层凿除。使主筋外露。沿梁顶增设纵向受力主筋，数量根据计算决定。

　　（2）浇注端头混凝土

　　（3）拆除或改变原有支座

　　（4）重新做好桥面铺装

　　该加固方法主要对于大、中简支梁桥的加固，将多跨简支梁的梁端连接起来，变为多跨连续梁，可以有效改善结构的受力状况，提高桥梁的承载能力，但不适合连续刚构桥的后期加固。

　　五、桥面系减载。

　　对大跨度连续刚构而言，恒载在总重量中占有相当大的比重，减小桥跨内桥面的恒载重量诸如变硷桥面铺装为沥青硷桥面铺装、变硷栏杆系为钢质栏杆系、减薄人行道铺装厚度等能有效地减小跨中的下挠量。

　　六、扩大或增加原结构构件截面，以提高原结构的强度和刚度；该方法虽然能提高结构承载力，但也会因而加大结构自重。

　　自重加大产生的内力增量会消抵部分或全部结构承载能力的提高。且新增结构面积或体外施加的预应力与原结构体的界面能否良好结合此外（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）改变原结构的受力体系，使其减小受力；（3）以新的结构代替旧的应力不够的结构这三种方法均不能用于大跨径连续刚构桥深固工程技术系统总结：增大截面、粘贴钢板（碳纤维）、体外预应力等加固方法都属于二次超静定受力结构。加固前原结构已经承受荷载（即第一次受力），特别是当承载能力不足时，加固前原结构的截面应力、应变水平一般都很高。新加固部分加固后并不立即承受荷载，而是在新荷载（即二次加载）下才开始受力。从而导致整个加固结构在其后的第二次受力过程中新加部分的应力、应变始终滞后于原结构的累计应力、应变，这决定了此时混凝土结构加固计算分析不能够完全按普通结构概念进行。加固结构的承载力与新旧两部分的应力差值或应变差值直接相关，与原结构的极限变形值有关，与两部分材料的应力—应变关系有关。

　　桥梁加固方案（二）

　　一、公路桥梁存在的常见病害

　　1.主拱圈裂缝病害

　　a.主拱圈中波纵向裂缝，检查时常发现各孔中波波顶均存在纵向裂缝。

　　b.肋、波连接处裂缝。各孔拱波与拱肋连接处大部分均发生裂缝。

　　c.拱肋裂缝。各孔拱肋均有横向裂缝，有不少是U形裂缝，这些裂缝多发生在拱顶前后10m左右范围内。

　　d.横系梁裂缝

　　2.钢筋锈蚀病害

　　钢筋发生锈蚀时，锈蚀部分的体积可膨胀至原来体积的10倍以上，从而对周围混凝土形成挤压，造成混凝土开裂、剥蚀、使截面有效尺寸减小，导致结构承载能力下降，锈蚀剥蚀，使截面有效尺寸减小，导致结构承载能力下降。锈蚀的直接后果是钢筋断面面积减小，对于以钢筋作为抗弯能力。钢筋锈蚀还会降低混凝土对钢筋的握裹力，锈蚀物外流，在结构表面形成锈迹，影响结构美观。

　　3.墩台基础病害

　　桥梁墩台基础在常年使用过程中，除了承受上部构造荷载外，还将承受土压力，风力，流水压力，冰压力和浮力等等各种力的作用。另外，自然界各种因素的影响作用，以及由于过桥车辆的日益重型化，墩台基础经常受到过重荷载的作用，因此，桥墩台将会出现不同程度的损坏。

　　4.主梁裂缝及主梁变形病害

　　主梁裂缝多发生在锚跨中部（正弯矩区）梁的下缘及悬臂梁根部（负弯矩区）上缘，后者大都贯穿整个车行道翼板。此类裂缝显然是由于大量重车通过使梁的受拉区开裂，属正常现象。但由于负变矩区裂缝在上面，雨水易从裂缝渗入梁内，引起钢筋锈蚀及砼强度降低。

　　二、公路桥梁加固的重要性

　　1.在公路桥梁使用期间内，任何桥梁都会成为旧桥。早期修建的桥梁，由于当时人们对铺装功能、病害认识有限，往往存在配筋偏小，钢筋直径过细，铺装与承载构件的界面连续不牢靠等问题。由于桥梁是建在大地上的特殊产品，不仅受自然环境的影响（如大气腐蚀、温度、湿度变化等），而且还受到使用环境的影响，难以避免产生损坏现象。这使桥梁的维修、养护、加固、改造已成为必然。

　　2.从经济上分析，桥梁加固可以节省大量投资，收到良好的社会经济效益。采用适当的加固技术和拓宽措施，不仅可以避免因拆除旧桥与重建新桥而增加工程费用；而且对现有交通运输影响有的甚至可以在不中断交通的情况下完成，早期设计施工的高速公的桥梁在长期大交通量、重荷载的运营情况下大部分出现了病害；同时也恢复和提高了旧桥的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，满足现代化交通运输的需求。

　　3.同时桥梁的改造和加固，不仅可以提高公路桥梁的通行能力和服务水平，而且在更大程度上能够消除交通安全隐患。从发展中分析，旧的公路桥梁加固有利于促进桥梁建设的可持续发展。既满足现代人的需求以不损害后代人满足需求的能力，使经济、社会、资源和环境保护协调发展。

　　三、公路桥梁加固的方法

　　1、桥面铺装加固法

　　1）局部修复凿补法。将水泥混凝土铺装层的表面凿毛，深度以使骨料露出为准；用清水冲洗干净断面并充分润湿，涂刷上同标号的水泥砂浆（或其他粘结材料），最后在桥梁承载能力容许范围内，铺筑一层1～5cm厚的水泥混凝土铺装层。

　　2）重新浇筑混凝土面板。桥面板的破裂和其他损坏特别严重，混凝土质量或施工状况特别不良，且无适用的修补方法时，就必须采用重新浇筑新的混凝土桥面板的措施，施工时，将原有的行车道铺装全部拆除，再将行车道表面清扫干净，必要时铺入适量短钢筋，配置上1～2层钢筋网，浇筑整体化混凝土。

　　3）桥面补强层加固法。即在旧有桥面上，重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层，此方法既修补已出现裂缝、剥离等损坏的桥面板，又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗弯能力，改善铰结梁板的荷载横向分布，从而提高桥梁的承载能力。

　　4）其他方法。如加铺一层沥青混凝土，采用混凝土粘结剂或环氧树脂材料修补法，钢纤维混土修补法，聚合物混凝土罩面法等。

　　2、加大截面加固法

　　也称为外包混凝土加固法，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。加大截面加固法一般采用两种方式：一种是加厚桥面板；另一种是加大主梁梁肋的高度和宽度。该法工艺简单、适应性强，具有成熟的设计和施工经验，适用于较小跨径的T梁桥或板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高，承载能力也能取得较好的效果。但现场施工的湿作业时间较长，加固后的建筑物净空有一定减小。

　　3、粘贴碳纤维增强塑料加固法

　　采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面，碳纤维与原结构形成新的受力整体，碳纤维与钢筋共同承受荷载，降低了钢筋应力，从而使结构达到了加固和补强效果。此法几乎不增加结构自重和截面尺寸，不改变净空高度，施工方便，对原结构几乎不会造成新的损伤，具有良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳性能，根据受力分析可进行多层粘贴进行补强，其方向性也可以灵活掌握。缺点是环氧树脂在温度高于60℃时会呈现软化现象，而桥梁一般受到阳光直射，桥面温度高于60℃的可能性很大，不利于采用树脂胶作粘贴剂。

　　4、桥下部结构加固法

　　桥台特别是高度较大的桥台，受行车荷载和土压力作用，常见病害有桥台开裂、凸肚，翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小、水流不大的石拱桥，可采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。

　　5、灌缝胶灌注法

　　当梁体变形及裂缝严重，承载能力下降。当梁体存在严重变形和裂缝，应加强桥梁观测及试验检测，分析原因，制定加固处理方对承载能力、刚度不足的梁体，首选用灌缝胶灌注处理裂缝，采用种植或粘贴钢筋加固法、新浇注混凝土增大梁体截面加固法、粘贴钢板（筋加固法、粘贴碳纤维加固法、体外预应力加固法等方案进行进行结构补强，提高梁体的抗弯承载力。