橋樑加固方案

　　橋樑加固方案（一）

　　一、體外預應力加固：

　　加固措施：通過體外預應力索施加反向荷載的方法對該橋進行加固，此外考慮箱梁兩側腹板出現大量的斜剪裂縫，為了約束斜裂縫進一步發展，加強對腹板混凝土的約束，增強腹板抗剪承載能力和剛度，採用腹板內側粘貼鋼板。預應力施工工藝1.錨固端部橫樑與跨中轉向橫肋！墩頂導向槽的施工2.鋼絞線下料與穿束3.鋼絞線張拉4預緊5.高應力張拉6.壓漿

　　缺點：

　　1.預應力的施工工藝，在鋼絞線下料與穿束中粘接段段的長度和位置，新老混凝土之間的粘結，后加預應力對原預應力的影響，很難確定。

　　2.施加預應力索加固現在存在的問題：如合理的加固預應力筋的位置和數量后加固的預應力鋼筋對已經存在的預應力鋼筋的影響

　　3.體外預應力鋼筋鬆弛、斷筋等失效的現象也較為常見

　　二、體外預應力的加固另外的加強措施

　　1、彎曲加強

　　採用體外預應力加固法可提高結構構件的受彎承載力。預應力筋布置應符合優化布置原則，即加固筋外形與外荷載產生的彎矩圖形相似。因此，加固梁式結構時，體外預應力筋多採用折線形連續筋，以充分發揮加固筋的抗拉強度。體外筋的靈活布置，可以有效地補強加固不同受力情況的簡支梁和連續梁。若連續梁中僅有個別跨需要加固，則可採取在這些跨上單獨布置預應力筋進行局部加固；若連續梁普遍較差，則可用各跨布置給予整體加固，若連續梁普遍較弱，但個別跨更弱，則可採取通長布置與局部布置相結合的辦法進行加固。

　　2、剪切加強

　　梁的剪切強度可通過外部加設扁鋼！鋼板和鋼箍等方法來提高。扁鋼通常箍在構件上用后張法拉緊並已開發了一種后張不鏽鋼鋼箍的方法。后張法能使新材料平分恆載及活載，這樣就能更有效地利用新增材料。提高剪切強度的另外一種方法為採用后張的附加預應力鋼筋。預應力鋼筋可以加在垂直和傾斜方向上，而且既可安裝在梁腹板內，又可安裝在箱內。施加預應力時應當小心謹慎，避免結構某些部分出現超限應力。若構件中存在裂縫，一個好的實施方法是在施加預應力之前，先在裂紋上注射環氧樹脂。

　　三、粘貼碳纖維法與鋼板粘貼加強法基本原理是一致的，均是將其增強材料粘貼在混凝土結構的受拉邊緣或薄弱部位，使之與結構形成整體，代替需增設的補強鋼筋，提高梁的承載能力達到補強的目的。

　　粘貼碳纖維法

　　碳纖維加固橋樑構件的部位：用粘結材料將碳纖維材料有序地纏繞粘貼於構件表面，實現對構件變形的約束並因此提高構件的極限強度和承載能力。在橋樑加固運用中，可粘貼在混凝土梁的頂面或底板上，以提高混凝土梁的截面強度和剛度：也可粘貼在梁的腹板上，以提高其抗剪強度

　　具體的施工工藝：

　　1、處理結構混凝土表面，塗敷基底樹脂並整平

　　2、塗刮整平膠並對其表面作砂光處理

　　3、滾刷粘結劑粘結碳纖維

　　4、對已貼的碳纖維作壓面處理

　　5、表面整飾（如抹砂漿等）

　　粘貼鋼板（碳纖維）法：（1）對結構抗彎和抗剪加固效果明顯，但對結構靜剛度影響不大（靜剛度包括等直桿件扭轉剛度、受彎梁的彎曲強度、薄板受彎曲載荷作用、薄殼變形計算）。（2）在借用橋面鋪裝層參與受力時，新老混凝土的可靠連接，始終存在問題如粘結劑的老化問題

　　此外粘貼鋼板法存在以下自己特殊的缺點：（1），鋼板面積大，剛度大，適型性差，很難與原結構緊密粘接，此外，自重很大，加上銹跡等原因，底、側粘貼很易脫落（鋼板易受腐蝕或脫落）（2）對於大跨度梁來說，鋼板的重量可能太重粘貼碳纖維法存在以下自己特殊的缺點（1碳纖維的抗剪強度低，延展性又不好，所以，其受力的不均勻性必須充分注意（2）碳纖維用於橋樑加固，其老化問題不容忽視。

　　四、體系轉換法：

　　是通過改變橋樑結構體系以減少梁內應力，提高承載能力的一種加固方法這是一種‘變被動加固為主動加固’的方法，該方法需要對原結構的現狀進行仔細的調查，對其承載潛能進行正確評價，用周密、細緻、可靠的汁算分析確定體系轉換的方法和施工工藝流程，以達到加固修復病橋的目的。一般可通過簡支梁下增一設支架或橋墩；或把簡支梁與簡支梁加以連接，使結構由簡支變為連續等。

　　施工工藝：（1）揭開橋面鋪裝層。將梁頂保護層鑿除。使主筋外露。沿梁頂增設縱向受力主筋，數量根據計算決定。

　　（2）澆注端頭混凝土

　　（3）拆除或改變原有支座

　　（4）重新做好橋面鋪裝

　　該加固方法主要對於大、中簡支梁橋的加固，將多跨簡支梁的梁端連接起來，變為多跨連續梁，可以有效改善結構的受力狀況，提高橋樑的承載能力，但不適合連續剛構橋的後期加固。

　　五、橋面系減載。

　　對大跨度連續剛構而言，恆載在總重量中佔有相當大的比重，減小橋跨內橋面的恆載重量諸如變礆橋面鋪裝為瀝青礆橋面鋪裝、變礆欄杆係為鋼質欄杆系、減薄人行道鋪裝厚度等能有效地減小跨中的下撓量。

　　六、擴大或增加原結構構件截面，以提高原結構的強度和剛度；該方法雖然能提高結構承載力，但也會因而加大結構自重。

　　自重加大產生的內力增量會消抵部分或全部結構承載能力的提高。且新增結構面積或體外施加的預應力與原結構體的界面能否良好結合此外（1）擴大或增加原結構構件截面，以提高原結構的強度和剛度；（2）改變原結構的受力體系，使其減小受力；（3）以新的結構代替舊的應力不夠的結構這三種方法均不能用於大跨徑連續剛構橋深固工程技術系統總結：增大截面、粘貼鋼板（碳纖維）、體外預應力等加固方法都屬於二次超靜定受力結構。加固前原結構已經承受荷載（即第一次受力），特別是當承載能力不足時，加固前原結構的截面應力、應變水平一般都很高。新加固部分加固后並不立即承受荷載，而是在新荷載（即二次加載）下才開始受力。從而導致整個加固結構在其後的第二次受力過程中新加部分的應力、應變始終滯後於原結構的累計應力、應變，這決定了此時混凝土結構加固計算分析不能夠完全按普通結構概念進行。加固結構的承載力與新舊兩部分的應力差值或應變差值直接相關，與原結構的極限變形值有關，與兩部分材料的應力—應變關係有關。

　　橋樑加固方案（二）

　　一、公路橋樑存在的常見病害

　　1.主拱圈裂縫病害

　　a.主拱圈中波縱向裂縫，檢查時常發現各孔中波波頂均存在縱向裂縫。

　　b.肋、波連接處裂縫。各孔拱波與拱肋連接處大部分均發生裂縫。

　　c.拱肋裂縫。各孔拱肋均有橫向裂縫，有不少是U形裂縫，這些裂縫多發生在拱頂前後10m左右範圍內。

　　d.橫系梁裂縫

　　2.鋼筋鏽蝕病害

　　鋼筋發生鏽蝕時，鏽蝕部分的體積可膨脹至原來體積的10倍以上，從而對周圍混凝土形成擠壓，造成混凝土開裂、剝蝕、使截面有效尺寸減小，導致結構承載能力下降，鏽蝕剝蝕，使截面有效尺寸減小，導致結構承載能力下降。鏽蝕的直接後果是鋼筋斷面面積減小，對於以鋼筋作為抗彎能力。鋼筋鏽蝕還會降低混凝土對鋼筋的握裹力，鏽蝕物外流，在結構表面形成銹跡，影響結構美觀。

　　3.墩台基礎病害

　　橋樑墩台基礎在常年使用過程中，除了承受上部構造荷載外，還將承受土壓力，風力，流水壓力，冰壓力和浮力等等各種力的作用。另外，自然界各種因素的影響作用，以及由於過橋車輛的日益重型化，墩台基礎經常受到過重荷載的作用，因此，橋墩台將會出現不同程度的損壞。

　　4.主梁裂縫及主梁變形病害

　　主梁裂縫多發生在錨跨中部（正彎矩區）梁的下緣及懸臂樑根部（負彎矩區）上緣，後者大都貫穿整個車行道翼板。此類裂縫顯然是由於大量重車通過使梁的受拉區開裂，屬正常現象。但由於負變矩區裂縫在上面，雨水易從裂縫滲入梁內，引起鋼筋鏽蝕及砼強度降低。

　　二、公路橋樑加固的重要性

　　1.在公路橋樑使用期間內，任何橋樑都會成為舊橋。早期修建的橋樑，由於當時人們對鋪裝功能、病害認識有限，往往存在配筋偏小，鋼筋直徑過細，鋪裝與承載構件的界面連續不牢靠等問題。由於橋樑是建在大地上的特殊產品，不僅受自然環境的影響（如大氣腐蝕、溫度、濕度變化等），而且還受到使用環境的影響，難以避免產生損壞現象。這使橋樑的維修、養護、加固、改造已成為必然。

　　2.從經濟上分析，橋樑加固可以節省大量投資，收到良好的社會經濟效益。採用適當的加固技術和拓寬措施，不僅可以避免因拆除舊橋與重建新橋而增加工程費用；而且對現有交通運輸影響有的甚至可以在不中斷交通的情況下完成，早期設計施工的高速公的橋樑在長期大交通量、重荷載的運營情況下大部分出現了病害；同時也恢復和提高了舊橋的承載能力及通行能力，延長橋樑的使用壽命，滿足現代化交通運輸的需求。

　　3.同時橋樑的改造和加固，不僅可以提高公路橋樑的通行能力和服務水平，而且在更大程度上能夠消除交通安全隱患。從發展中分析，舊的公路橋樑加固有利於促進橋樑建設的可持續發展。既滿足現代人的需求以不損害後代人滿足需求的能力，使經濟、社會、資源和環境保護協調發展。

　　三、公路橋樑加固的方法

　　1、橋面鋪裝加固法

　　1）局部修復鑿補法。將水泥混凝土鋪裝層的表面鑿毛，深度以使骨料露出為準；用清水沖洗乾淨斷面並充分潤濕，塗刷上同標號的水泥砂漿（或其他粘結材料），最後在橋樑承載能力容許範圍內，鋪築一層1～5cm厚的水泥混凝土鋪裝層。

　　2）重新澆築混凝土面板。橋面板的破裂和其他損壞特別嚴重，混凝土質量或施工狀況特別不良，且無適用的修補方法時，就必須採用重新澆築新的混凝土橋面板的措施，施工時，將原有的行車道鋪裝全部拆除，再將行車道表面清掃乾淨，必要時鋪入適量短鋼筋，配置上1～2層鋼筋網，澆築整體化混凝土。

　　3）橋面補強層加固法。即在舊有橋面上，重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補強層，此方法既修補已出現裂縫、剝離等損壞的橋面板，又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗彎能力，改善鉸結梁板的荷載橫向分佈，從而提高橋樑的承載能力。

　　4）其他方法。如加鋪一層瀝青混凝土，採用混凝土粘結劑或環氧樹脂材料修補法，鋼纖維混土修補法，聚合物混凝土罩面法等。

　　2、加大截面加固法

　　也稱為外包混凝土加固法，是用增大混凝土結構物的截面面積和配筋進行加固的一種方法。加大截面加固法一般採用兩種方式：一種是加厚橋面板；另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。該法工藝簡單、適應性強，具有成熟的設計和施工經驗，適用於較小跨徑的T梁橋或板橋的加固。採用此法加固後橋梁剛度明顯提高，承載能力也能取得較好的效果。但現場施工的濕作業時間較長，加固后的建築物凈空有一定減小。

　　3、粘貼碳纖維增強塑料加固法

　　採用專門的樹脂將碳纖維粘貼於混凝土結構受拉表面，碳纖維與原結構形成新的受力整體，碳纖維與鋼筋共同承受荷載，降低了鋼筋應力，從而使結構達到了加固和補強效果。此法幾乎不增加結構自重和截面尺寸，不改變凈空高度，施工方便，對原結構幾乎不會造成新的損傷，具有良好的耐腐蝕性、耐久性和抗疲勞性能，根據受力分析可進行多層粘貼進行補強，其方向性也可以靈活掌握。缺點是環氧樹脂在溫度高於60℃時會呈現軟化現象，而橋樑一般受到陽光直射，橋面溫度高於60℃的可能性很大，不利於採用樹脂膠作粘貼劑。

　　4、橋下部結構加固法

　　橋台特別是高度較大的橋台，受行車荷載和土壓力作用，常見病害有橋台開裂、凸肚，翼牆外崩、開裂、錯位等。對於跨徑較小、水流不大的石拱橋，可採用在橋跨內加鋼筋混凝土框架進行加固。

　　5、灌縫膠灌注法

　　當梁體變形及裂縫嚴重，承載能力下降。當梁體存在嚴重變形和裂縫，應加強橋樑觀測及試驗檢測，分析原因，制定加固處理方對承載能力、剛度不足的梁體，首選用灌縫膠灌注處理裂縫，採用種植或粘貼鋼筋加固法、新澆注混凝土增大梁體截面加固法、粘貼鋼板（筋加固法、粘貼碳纖維加固法、體外預應力加固法等方案進行進行結構補強，提高梁體的抗彎承載力。