我國公路橋梁大部分為建國后所建,由于年代的變遷,隨著改革開放的深入及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,通過這些橋梁的交通量及行車荷載已日益加大,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高。20世紀(jì)70年代前后為汽車-10級、汽車-15級;70～80年代末至2004年在一些重要的干道上部分橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提高到汽車-超20級[1]。2004年后,公路橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為公路I級,公路II級。目前一些橋梁在其服役期經(jīng)常超標(biāo)準(zhǔn)承受車輛荷載,且由于設(shè)計(jì)時(shí)存在一些構(gòu)造上的缺陷,以及施工中的質(zhì)量問題,不可避免地產(chǎn)生病害,降低了橋梁的承載能力。
　　某在役公路橋梁,橋梁上部結(jié)構(gòu)為3孔16m鋼筋混凝土簡支梁,全橋長為48 m , 老橋每孔7片T梁由5道橫隔板橫向鉸結(jié)成孔，原設(shè)計(jì)荷載汽-15級，下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式鉆孔灌注樁。由于該橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低、橋梁年久失修,橋梁現(xiàn)狀難以滿足目前一級公路荷載的交通運(yùn)輸需要,致使汽車車輛過橋時(shí)引起結(jié)構(gòu)的激烈振動,嚴(yán)重影響行車的平順與安全和結(jié)構(gòu)的正常使用。
1橋梁檢查

　　1)橋面系。橋面鋪裝層為水泥混凝土結(jié)構(gòu)加瀝青混凝土鋪裝,基本平整,無嚴(yán)重開裂與破損現(xiàn)象,橋面凈寬和排水橫坡與設(shè)計(jì)基本相符。排水管數(shù)量基本滿足使用要求,但排水管大部分已經(jīng)堵塞,不能有效排水,導(dǎo)致水從主梁部位流下,加速了主梁的風(fēng)化侵蝕。伸縮縫因年久失修,破損較嚴(yán)重,主梁正常伸縮受阻。
　　2)主梁。經(jīng)檢查,主梁的梁高、間距等基本與設(shè)計(jì)相符;橋面板開裂和破損現(xiàn)象較為嚴(yán)重。主梁混凝土有不同程度的開裂現(xiàn)象,而各主梁混凝土在跨中附近大約10 m范圍內(nèi)的開裂較嚴(yán)重。
　　3)支座。檢查發(fā)現(xiàn),該橋鋼板支座已被塵埃堆積掩蓋,鋼板銹蝕,上、下座板的滑移與轉(zhuǎn)動受阻,車輛行駛在支座位置處時(shí),震動較大,橋梁支座不能保持正常工作狀態(tài)。
　　4)墩臺。蓋梁頂負(fù)彎矩受拉區(qū)存在不同程度的開裂和破損現(xiàn)象,個(gè)別位置較為嚴(yán)重，柱式墩身存在開裂等破損現(xiàn)象。
　　根據(jù)橋梁細(xì)部檢查結(jié)果,按交通部標(biāo)準(zhǔn)JTG H10-2009《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定,以上部承重構(gòu)件為橋梁技術(shù)狀況的主要評定指標(biāo)，其中有一項(xiàng)不符合指標(biāo)者,按降一類處理的規(guī)定,針對該橋主梁混凝土裂縫的最大寬度已達(dá)0.30 mm,超過有關(guān)規(guī)定的限值0.25 mm[2];結(jié)合橋梁其他各部位的技術(shù)狀況,該橋的技術(shù)狀況綜合評定為三類橋梁,并應(yīng)對該橋梁采取大、中修或加固措施以改善橋梁的現(xiàn)狀。
　　通過橋梁檢查與綜合分析,認(rèn)為現(xiàn)有橋梁的養(yǎng)護(hù)重點(diǎn)應(yīng)是主梁，除及時(shí)封閉主梁既有裂縫外,還應(yīng)采取有效的補(bǔ)強(qiáng)加固措施來增強(qiáng)主梁混凝土的抗裂性,防止混凝土開裂的發(fā)展與惡化,因此,應(yīng)該對T型梁進(jìn)行加固處理。
2橋梁結(jié)構(gòu)評價(jià)
　　通過靜載試驗(yàn)的模擬加載,可以直接了解與掌握結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)與結(jié)構(gòu)性能,為橋梁的綜合評估提供試驗(yàn)依據(jù)。
2.1試驗(yàn)內(nèi)容
　　根據(jù)該橋的設(shè)計(jì)荷載（汽車-15）選擇試驗(yàn)荷載,沿橋縱向、橫向作最不利位置加載,按下列內(nèi)容進(jìn)行檢測與試驗(yàn)分析。
　　1)主梁控制截面主梁下緣主鋼筋最大應(yīng)力。2)主梁控制截面的最大撓度與結(jié)構(gòu)的相對撓度。3)現(xiàn)有橋梁的承載能力效應(yīng)與主梁的使用承載能力。
2.2結(jié)構(gòu)評價(jià)
　　通過靜載試驗(yàn)資料的分析,在影響結(jié)構(gòu)性能與工作狀況的幾個(gè)主要方面對結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價(jià)。
　　1)橋梁上部主梁抗彎承載能力剛好滿足汽車-15級荷載標(biāo)準(zhǔn),在此荷載標(biāo)準(zhǔn)下主梁的驗(yàn)算撓度滿足要求。
　　2)受拉鋼筋的拉應(yīng)變已經(jīng)達(dá)到了理論值,加載后撓度的變化值也達(dá)到了理論計(jì)算值,加載后的裂縫擴(kuò)張情況也較為明顯,應(yīng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)υ摌蜻M(jìn)行加固,以便延長該橋的使用壽命。
　　3)3號梁的殘余應(yīng)變很大,已經(jīng)達(dá)到30%,基本喪失了安全儲備,并且主梁彎曲裂縫開展較多,建議加固前在橋頭建立限重標(biāo)志牌。
　　4)根據(jù)現(xiàn)有主梁的承載能力不能滿足一級公路最低荷載標(biāo)準(zhǔn)要求的實(shí)際情況,建議對該橋進(jìn)行加固。
　　5) 由于該橋梁交通流量大且梁片數(shù)較多，加之年代久遠(yuǎn)，若采用粘貼鋼板方案美觀性較差，日后養(yǎng)護(hù)等較繁瑣。從安全性上，由于上部主梁片數(shù)較多，粘貼鋼板加大了上部重量，增加了下部構(gòu)造的負(fù)擔(dān)。經(jīng)計(jì)算比較，最后確定選用碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。碳纖維布的極限抗拉強(qiáng)度高于普通鋼筋的10倍以上，而彈性模量也與鋼筋相近，較適合于鋼筋砼結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)、加固工程。另外施工簡便，適用于要求施工周期短的加固工程。
3.1主梁加固及施工
　　為確保主梁抗彎鋼筋與加固碳纖維能夠同步工作，應(yīng)該盡量縮短原主梁鋼筋與碳纖維的應(yīng)力應(yīng)變的差值。主梁加固時(shí)需考慮卸載措施，這樣可推遲將原主梁結(jié)構(gòu)的鋼筋受力轉(zhuǎn)給碳纖維的時(shí)間，積極地改善主梁結(jié)構(gòu)，并使得破壞時(shí)原鋼筋和碳纖維各自進(jìn)入極限狀態(tài)，主梁的總體強(qiáng)度顯著得到提高。主梁加固時(shí)卸載措施：拆除上部橋面鋪裝→碳纖維布粘貼加固→新鋪筑橋面鋪裝。
3.1.1施工方法
　　1)膠粘劑的配置。將原材料按不同配合比稱量準(zhǔn)確,分別配置底涂膠料、整平膠料及粘貼膠料。先將稀釋劑加入聚合物主料內(nèi)攪拌均勻,再將填料加入繼續(xù)攪拌至均勻,最后加入固化劑,充分?jǐn)嚢韬蠹纯墒褂谩?br />　　2)基底處理。混凝土表面出現(xiàn)剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位予以剔除,對較大面積的劣質(zhì)層,在剔除后用聚合物水泥砂漿進(jìn)行修復(fù)。裂縫部位,先進(jìn)行封閉處理。用混凝土角磨機(jī)、砂輪（砂紙）等工具,去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì),構(gòu)件基面的混凝土需打磨平整,尤其是表面的凸出部位要磨平,轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀（R=20 mm）。用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈并保持干燥,用脫脂棉沾丙酮擦試表面。
　　3)涂底膠。按一定比例將主劑與固化劑先后置于容器中,用攪拌器攪拌均勻,根據(jù)實(shí)際氣溫決定用量,并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。用滾桶刷或毛刷將膠均勻涂抹于混凝土構(gòu)件表面,厚度不超過0.4 mm,并不得漏刷或有流淌、氣泡,等膠固化后,再進(jìn)行下一道工序。
　　4)用整平膠料找平?；炷帘砻姘枷莶课挥霉蔚肚?br />
整平、膠料修補(bǔ)填平,模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位用整平膠料填補(bǔ),盡量減少高差。轉(zhuǎn)角處用整平膠料將其修補(bǔ)為光滑的圓弧,半徑不小于20 mm。整平膠料固化后,方可進(jìn)行下一道工序。
　　5)粘貼碳纖維布。按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布,配置、攪拌粘膠料,然后用滾筒刷均勻涂抹于粘貼部位,在搭接、拐角部位適當(dāng)多涂抹一些。用特制光滑滾子在碳纖維布表面沿同一方向反復(fù)滾壓至膠料滲出碳纖維布外表面,以去除氣泡,使碳纖維布充分浸潤膠料。多層粘貼應(yīng)重復(fù)以上步驟,待纖維表面指觸感干燥為宜,方可進(jìn)行下一層碳纖維布的粘貼。在最外一層碳纖維布的外表面均勻涂抹一層粘貼膠料。當(dāng)平行粘貼多層纖維布時(shí)其間距須大于5mm，粘貼兩層纖維布時(shí)應(yīng)連續(xù)粘貼，如不能立即粘貼，需要在粘貼前應(yīng)該對底層纖維布作好清潔工作。粘貼碳纖維后需要對粘貼層進(jìn)行防火處理。
　　6）碳纖維布與混凝土之間的粘貼質(zhì)量必須保證其有效粘貼面積大于95%，施工質(zhì)量滿足《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》。粘貼質(zhì)量不符合要求需割除修補(bǔ)時(shí)，應(yīng)沿空鼓邊沿將空鼓部分的碳纖維割除，以每邊向外緣擴(kuò)展100mm大小之同樣碳纖維材料，用同樣粘結(jié)劑補(bǔ)貼在原處，搭接長度應(yīng)不小100mm。

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文章來源： 永年加固公司
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