導語：如何才能寫好一篇橋梁加固論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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與新建橋梁工程相比，服役橋的維修加固施工有不少特點。首先，維修加固的標準與設計時所采用的標準往往會有不同。由于服役有建筑物的存在，以及未來使用年限要求的不同，橋梁加固或改建的標準不可能與設計時所采用的標準完全相同。比如，服役橋的荷載等級假設是汽車-13級，而經(jīng)加固后，其荷載等級可能會提高[1]。故應在保證行車安全的前提下，根據(jù)使用要求和耐久性要求的具體情況，正確地掌握和提出加固或改建的有關標準要求。其次，維修加固工作的難度要比新建時大。維修加固橋梁建筑物的工作必須在不妨礙交通的條件下進行，因此，往往會增加不少困難。即使會使施工產(chǎn)生困難，也必須盡量照顧交通。為此，在橋梁維修加固工作中，應從設計上和施工組織上采取有效措施，盡量減少對交通的影響。再者，橋梁的維修加固工作應充分利用原有結構。橋梁的維修加固，應在對原有結構作周密、細致檢查評定的基礎上，合理利用原有結構，能不更換原有結構的就不更換，能充分利用服役橋的，要充分利用。

2．橋梁加固的工作內(nèi)容及步驟

2.1橋梁加固的工作內(nèi)容

橋梁加固與改建工作的主要內(nèi)容：對發(fā)生重大病害和不能滿足運輸要求的橋涵設備徹底進行整治加固、改善和更新。目的是恢復原有橋梁建筑物的整體使用效能和延長使用年限；提高原有橋梁建筑物的荷載等級和通過能力。橋梁加固與改建工作的主要內(nèi)容有：

對服役橋上部構件進行加固；對服役橋下部構件進行加固；拓寬橋梁的行車道或人行道；升高橋梁上部構造的高度；更換橋梁行車道路面或引橋路面的結構；部分或全部更換橋梁損壞或破服役了的結構物。

橋梁的加固與改建工作，應充分利用原有的部分，凡能加固的，則不宜改建。如能部分改建的，則不應全部改建。

2.2橋梁加固的工作步驟

對服役橋進行維修加固，一般可采用如下的步驟：

（1）檢查橋梁現(xiàn)狀及損壞情況；

（2）調(diào)查橋梁歷史技術資料及現(xiàn)有交通狀況；

（3）提出維修加固或改建方案并進行分析比較；

（4）確定方案并付諸實施，即進行維修加固或改建施工。

3．橋梁加固的原則及方法

3.1橋梁加固的原則

（1）橋梁加固是一種借加大或修復橋梁構件來提高局部或整座橋梁承載能力或通過能力的措施。因此，橋梁加固工作一般以不更改原建筑形式為原則，只有在復雜的情況下，才更改其結構。

如僅加固仍不足以適應交通運輸?shù)男枰?，必須進行重建橋梁的一部或全部時，則重建橋梁需考慮到將來的發(fā)展，并按現(xiàn)行橋梁設計及施工規(guī)范進行設計與施工。

（2）橋梁加固可以有各種不同的方式，視服役橋的情況，承載能力的減弱程度以及今后的任務而變。橋梁的加固一般有如下幾種[2]：

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）以新的結構代替服役的應力不夠的結構。

3）改變原結構的受力體系，使原結構減少受力。

4）對原結構施加外應力（如預應力），以改變原結構的受力圖形，達到提高橋梁剛度和強度的目的。

（3）采用擴大或增加橋梁構件截面的方法進行加固時，應特別注意新加部分與原有部分的結合，使其成為一個整體起到加固作用。

（4）不管采用何種加固方案，都應考慮投資少、功效快、不中斷交通、技術上可行、有較好的耐久性等方面的要求。3.2橋梁加固的主要方法

3.2.1擴大或增加構件截面法

（1）橋面補強層加固法

通過一定的工藝和結構措施，在梁頂面（橋面）上加鋪一層鋼筋混凝土面層，使其與原有主梁形成整體，達到加厚主梁高度和增大梁的抗壓截面的目的，以提高橋梁的承載能力。其特點是：

1）施工簡便，亦較經(jīng)濟，但加鋪梁面層后，靜載增加，承載能力提高不顯著；

2）施工需鑿除原有橋面鋪裝，同時考慮到新服役混凝土相結合，新澆混凝土的干燥收縮影響等，尚需設置連續(xù)鋼筋和鋼筋網(wǎng)等；

3）此法利于在抗壓截面較小的場合使用；

4）澆筑后混凝土須經(jīng)養(yǎng)護，故必須對交通加以限制。

（2）增大梁截面和配筋加固法

在梁底或側面，加大鋼筋混凝土截面（增配主筋），使梁抗彎截面加大，提高梁的承載能力，其特點是：

1）為加強新服役混凝土的結合，需對服役梁面鑿毛工作，操作麻煩、鑿除工作量大，常需在橋下搭設腳手架；

2）對T形梁有采用底面及側面同時加大，以及底部馬蹄形加大兩種加固形式；

3）加固效果顯著，適用于梁橋及拱橋對拱圈的加固。

（3）鋼板粘貼或增設其他鋼梁，以作成組合梁的加固法

用環(huán)氧樹脂類粘結劑，將鋼板（或槽鋼）粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位，使其與結構形成整體，以鋼板代替鋼筋作用，提高梁的承載能力，其特點是：

1）不需要破壞被加固的原有結構物；

2）加固工程幾乎不增大原結構的尺寸；

3）盡管工程質量要求很高，但施工時并不要求高級的專門技術人員操作；

4）能在短期內(nèi)完成加固工程；

5）幾乎可以不改變具有歷史價值建筑物的原有藝術特點。

（4）粘貼炭纖維布加固法

碳纖維是一種高新材料，它有著優(yōu)異的力學性能，是在幾千度的高溫下經(jīng)特殊工藝制造出的一種高科技產(chǎn)品。用環(huán)氧樹脂類粘結劑，將炭纖維粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位，使其與結構形成整體，以炭纖維布代替鋼筋作用，提高梁的承載能力，其特點是[1]：

1）優(yōu)異的力學性能。可有效應用于多種形式的結構補強，包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風、控制裂縫和撓度的擴展等等；

2）優(yōu)異的化學穩(wěn)定性。碳纖維片具有極強的抗酸、堿、鹽、紫外線和防水能力，具有足夠的適應氣溫變化的能力，外加防火涂料后可以有效地防火。因此，可以大大增強結構對惡劣外部環(huán)境的適應能力，延長構件壽命；

3）材料本身質輕高強?？梢圆辉黾咏Y構體積和不改變結構外形，增加的結構重量可以忽略，便于用所需的色彩涂裝，而不留補強痕跡，這是其他方法不可比擬的；

4）施工工序簡單。可用小型電動工具操作，工種少，用工少，工期短，進度快，更有資料表明能在持續(xù)交通有震動的情況下施工，而不影響補強效果，從而大大縮短施工斷交的時間，具有較大的經(jīng)濟效益和社會效益。

3.2.2改變結構體系法

（1）增設縱梁法

在墩臺地基安全性能好、并有足夠承載能力的情況下，可增設承載力高和剛度大的新縱梁。當基礎承載力不足時，必須對基礎采取加固措施。新增主梁與服役梁連接，共同受力，從而達到提高橋梁承載力的目的。當新增主梁位于兩側時，則兼有加寬的作用[3]。

（2）增設立柱或橋墩，使簡支變連續(xù)，或改橋為涵的改變結構體系法

通過改變橋梁結構體系，如在簡支梁下增設支點（墩臺），縮短橋跨，或把相鄰兩跨簡支梁加以連接，從而使簡支梁變成連續(xù)梁。對于小橋，還可采用改橋為涵的形式，來提高橋梁的承載能力。前者，一般為臨時通過重車的應急措施，后者則必須視通航及排洪灌溉而定。

隨著我國公路交通運輸事業(yè)的蓬勃發(fā)展，新建橋梁不斷涌現(xiàn)，而原有橋梁也在不斷地老化。服役橋的加固是一項具有現(xiàn)實意義而又復雜的工作，它所需要考慮的因素及涉及到的問題很多，從某種意義上，無論是技術改造方案的擬定與設計計算，還是技術改造的具體實施，都是值得人們不斷地去研究的方向。

摘要：本文首先闡述了服役橋維修加固的特點，然后總結了服役橋維修加固的內(nèi)容及原則，最后對服役橋維修加固的方法進行了比較分析，對服役橋維修加固的選擇具有一定的指導意義。

關鍵詞：服役；橋梁；加固

參考文獻：

[1]楊文淵，橋梁維修與加固[M]，人民交通出版社，1997年

[2]李有豐，橋梁檢測評估與補強[M]，機械工業(yè)出版社，2003年

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關鍵詞：橋梁上部結構；病害分析；加固方法

1 引言

近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，引起的公路橋梁問題也大大增加，同時長期在自然環(huán)境(大氣腐蝕、溫度、濕度變化等)和使用環(huán)境(荷載作用頻率的增加、材料與結構的疲勞等)的作用下，許多橋梁已漸漸不能適應現(xiàn)代交通的要求，直接威脅著人民生命財產(chǎn)的安全。因此，對橋梁結構的維修、加固和修復等方面的研究和工程應用，已經(jīng)引起了廣泛的關注[1,2]。

我院通過理論研究和大量的舊橋加固實例，技術人員已經(jīng)總結出許多行之有效的加固改造方法。如能對其加以正確應用，不但可以提高舊橋的承載能力、剛度和耐久性，相對于重建新橋還可以節(jié)約大量的建設資金。因此，舊橋加固的關鍵就是根據(jù)其不同的缺陷與病害，明確加固目的和預期達到的加固效果，才能有針對性的選取合適的加固方法。

2 橋梁上部結構常見病害及加固方法

2.1 預應力混凝土簡支板橋

簡支板橋是小跨徑橋梁常用的結構形式，鋼筋混凝土板橋的跨徑常為5—13m，有空心板和實心板，施工方法有預制裝配和整體現(xiàn)澆。預應力板橋的跨徑常為10～20m，一般為空心板，預制裝配的較多。

（1）常見病害

1)裝配式簡支板可能在橋面鉸接縫處出現(xiàn)縱向裂縫，這主要是由于鉸接縫施工質量差，造成各板塊的整體性連接差。

2)產(chǎn)生支座脫空現(xiàn)象，由于每塊板的兩端各有兩個支座，每跨橋都有較多支座，如果施工時支座墊石標高有誤差，或預制安裝時板有翹曲，或墩臺有不均勻沉降都會導致部分支座脫空。

3)板底出現(xiàn)縱向裂縫，預應力混凝土裝配式簡支板橋大多采用先張法施工，如果由于施工原因造成底板過薄，使得預應力筋周圍混凝土局部應力過大，或者由于混凝土中的氯鹽添加劑或者混凝土碳化造成鋼筋銹蝕，均可能產(chǎn)生板底縱向裂縫。

4)若橋梁采用單塊板寬大于l m的空心板，即相當于小箱梁，腹板厚度不大時，有可能出現(xiàn)剪切斜裂縫。

（2）可選的加固方法

1)對板底產(chǎn)生的縱、橫向裂縫，當縫寬超過規(guī)范的限值時，均可采用粘貼鋼板法或粘貼碳纖維復合材料加固法，但該方法對解決跨中下?lián)系男Ч缓谩?/p>

2)預應力加固法，在板底錨固多根平行的預應力細鋼絲，張拉后覆蓋特制混凝土，或者設轉向托架后折線形鋼束張拉，預應力鋼索穿過兩端板中斜孔錨固于鋪裝層下。

3)改變結構體系法，如簡支板橋變連續(xù)板橋，小跨徑板橋可在跨中或跨中附近增設橋墩或斜撐，但應注意在中支點負彎矩區(qū)，應結合橋面改造，增設足夠的受拉鋼筋，以上兩種方法對解決跨中下?lián)闲Ч^好。

4)錨噴混凝土加固法，在板底錨固鋼筋網(wǎng)后，噴射混凝土覆蓋，其實質是增加板底配筋。

5)對橋面鉸縫處的縱向裂縫，只有通過橋面改造來解決，如增加橋面橫向鋼筋位置，加厚鋪裝層等。

6)對板橋支座脫空現(xiàn)象，可采用更換、加鋼墊板、楔筋等方法解決。

2.2 預應力混凝土連續(xù)板橋

預應力混凝土連續(xù)板橋一般采用實心板截面或空心板截面，大多采用現(xiàn)澆施工，預應力混凝土連續(xù)板橋一般采用后張法，有等高度和變高度截面形式。城市橋梁中的跨線橋、人行橋用的多一些。

（1） 常見病害

1)板橋各跨中附近板底由下而上的多條豎向裂縫，橫向有可能貫通，豎向彎曲裂縫，表明抗彎能力不足。

2)墩頂處橋面開裂，橋下滲水，一般會橫向貫通，裂縫可能有一條到多條，可能由活荷載引起，也可能由墩臺不均勻沉降引起，說明負彎矩較大，支點截面抗彎能力不足。

3)各跨中附近板底出現(xiàn)縱向裂縫，可能是混凝土保護層太薄，預應力筋周圍混凝土局部應力過大，或是混凝土中的添加劑等原因使鋼筋生銹，導致沿鋼筋產(chǎn)生裂縫。

4)跨中下?lián)?，可能是由于施加的預應力不足，或是跨中鋼筋混凝土板底豎向裂縫過多、過寬導致剛度降低，撓度增大。

（2）可選加固方法

1)對板底裂縫，當縫寬超過規(guī)范要求時，可采用粘貼鋼板或粘貼碳纖維復合材料加固法。

2)對墩頂處橋面開裂，可采用在負彎矩區(qū)的混凝土鋪裝層內(nèi)增設受拉普通鋼筋或局部預應力筋，提高支點截面抗彎能力。

3)預應力加固法，在板底設轉向托架，按折線形布束張拉，此法對各種原因受力產(chǎn)生的病害均有利。

4)改變結構體系法，如在跨中或跨中附近增設斜支撐，解決跨中下?lián)线^大，或預應力不足，但應增強支撐面負彎矩區(qū)的受拉鋼筋。

2.3 預應力混凝土簡支梁橋

預應力混凝土簡支梁是所有運營中橋梁數(shù)量最多的梁橋，其斷面形式常有T形、I字形、箱形和各種形式的組合。預應力混凝土簡支梁跨徑一般在16～50m，少量有更大的跨徑。施工方式大多采用預制裝配，少量采用現(xiàn)澆施工。由于呈肋板形截面，自重輕、抗彎能力及跨徑比板橋大，病害種類也較多。

（1）常見病害

預應力混凝土B類構件允許出現(xiàn)裂縫，A類構件正常使用條件下不允許出現(xiàn)裂縫，常發(fā)生的病害有：①跨中附近梁底由下而上的豎向彎曲裂縫，數(shù)量隨跨徑增大而增多，恒載裂縫寬度有可能超過規(guī)范限制值，有的還伴有跨中下?lián)线^大。②兩支撐段附近腹板上的斜向裂縫系主拉應力過大或腹板抗剪不足等引起的剪切病害。③梁腹板上的豎向裂縫，多位于薄腹板的中部，中間寬兩頭細，多為混凝土養(yǎng)護差、或溫度變化、或腹板上的水平筋太少等原因所致的收縮裂縫，主要影響結構的耐久性。④橋面上沿翼緣板接縫處的縱向裂縫，較多發(fā)生在預制裝配T梁橋翼緣采用鉸接或橫向聯(lián)系受損較大的裝配式簡支梁橋中。此種病害會造成惡性循環(huán)，加重單片梁的其他病害程度。⑤張拉錨具的錨下縱向裂縫，長度一般不超過梁高，主要為錨下局部應力集中產(chǎn)生的劈裂拉力所致。⑥沿預應力鋼束的縱向裂縫，主要為預應力鋼束保護層過薄，鋼束處局部應力過大產(chǎn)生劈裂或混凝土保護層碳化后預應力筋生銹所致。⑦跨中下?lián)线^大，超過規(guī)范容許值，跨中截面不一定開裂。主要為施加預應力不足或預應力損失過大所致。

（2）可選加固方法

1)對梁底彎曲裂縫和沿預應力筋的縱向裂縫，可采用粘貼鋼板、粘貼纖維復合材料的方法加固，也可采用增大截面法加固。增加鋪裝層厚度，加大截面受壓區(qū)面積對提高抗彎強度和剛度有利，但增加高度有限，同時也增加自重，如果增加梁底截面高度，實際上增加配筋。

2)對于腹板上的斜裂縫，可在與裂縫反向并近似于水平線成450，即大致正交于斜裂縫的方向粘貼鋼板或纖維復合材料；對梁高度矮，鋼板或纖維錨固長度不足時，可粘貼成u形箍和加壓條的形式。

3)對于腹板上的收縮裂縫和錨固區(qū)的裂縫，視縫寬大小采用環(huán)氧封閉或灌縫處理。

4)對橋面縱向裂縫，可結合鋪裝層改造增加厚度和橫向配筋，或者增加、加大橫隔板。

5)對病害較多、較重的某一單片梁，條件許可時，可割開橫向聯(lián)系更換增大剛度后的新梁，同時減少其他梁的荷載分布。多數(shù)情況下邊梁病害較重。

3 結語

由于現(xiàn)役橋梁中引起病害的原因多種多樣，我們應根據(jù)實際橋梁的病害原因，并結合加固前后檢測結果，采用最優(yōu)的加固方法，使加固后的承載能力滿足設計要求，并加強橋梁的后期養(yǎng)護與管理，保證橋梁的長期安全、正常運營。

參考文獻

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關鍵詞：橋梁；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

中圖分類號：K928.78 文獻標識碼：A 文章編號：

道路橋梁的發(fā)展，承載著我國經(jīng)濟內(nèi)需的命脈，然而由于我國幅員遼闊，地域區(qū)域地質環(huán)境復雜，南北跨度大等特點 ，公路橋梁的長度也在不斷的加大，承載的負荷量也在與日俱增，橋梁在多年的使用過程中會受到自然環(huán)境的氧化侵蝕外，還可能遭受地震、洪水等自然災害帶來的嚴重破壞。橋梁結構自然老化, 耐久性差，老舊橋梁設計斷面單薄、安全儲備低，部分橋梁存在設計不當或施工質量差。因此對舊橋、危橋的加固維修, 以及如何提高其承載力的問題, 確保交通運輸?shù)陌踩悄壳昂徒窈竺媾R的主要任務[1]。

1. 橋梁加固目的意義

提高整座橋梁通行能力的措施主要是通過技術改造加強或增加橋梁構件進行加固?？梢砸晿蛄旱暮奢d承受能力、結構類型及使用的技術要求而確定。加固的特點[2]主要包括：1）橋梁加固要比新建橋梁節(jié)省成本，新建橋梁施工費時、費力，且成本高，而加固所需費用節(jié)約相對來說要節(jié)約很多。2）橋梁的加固應使原有結構發(fā)揮最大的功效，首先應進行原橋的檢測評定，合理利用原有結構，使原有橋梁的經(jīng)濟效益最大化。3）涌現(xiàn)出許多新的施工工藝，新技術的科學性、合理性、耐久性等必須經(jīng)過大量的工程實踐的檢驗來實現(xiàn)。4）改造的標準與原設計時所采用的標準不同，由于舊橋設計時采用的標準只能滿足當時的需要，而不能滿足現(xiàn)在以及未來的使用要求，所以加固時采用標準一般比原設計時采用的荷載標準要高一個等級以確保橋梁的安全性與耐久性。

2. 橋梁加固方法的研究

2.1 混凝土橋梁結構的缺陷[3]

混凝土橋梁結構缺陷產(chǎn)生的原因有很多，一般分為表層缺陷和內(nèi)部缺陷兩類。鋼筋混凝土表層缺陷主要有：蜂窩、孔洞、剝落、老化、露筋、層隙、磨損、掉角、表面裂縫、表面腐蝕、構件變形、接縫不平等?；炷帘韺尤毕?，其原因是多方面的，如設計、施工、維修養(yǎng)護不善、交通事故、地震和結構老化等等。鋼筋混凝土的內(nèi)部缺陷主要有：設計方面，結構受力分析錯誤、結構不合理、計算上出現(xiàn)差錯、穩(wěn)定性能較差、剛度不足等。施工方面：施工質量不好，施工中所使用的材料的規(guī)格與性能不符合要求，操作違反規(guī)程等原因。

2.2 橋梁加固機理研究分析

加固方法主要利用了兩個相互擠壓且做相對運動或者有相對運動趨勢的物體的接觸面之間會產(chǎn)生摩擦阻力這一力學原理。摩擦阻力的大小主要取決于兩個物體之間的壓力，由摩擦力的計算公式，可以看出，摩擦力F與壓力N之間是正比例關系，當壓力N越大時，摩擦力F也越大。如果當上部結構的重量G大于摩擦阻力的臨界值 時，就會打破力的平衡，發(fā)生滑動；當G≤F0時，受到的摩擦力F=G，就保持力的平衡，就不可能向下滑動，從而起到支撐上部結構重物的作用[4]。

3. 橋梁的加固方法

3.1粘貼碳纖維加固法

碳纖維材料和黏結劑必須由供應商配套提供，并同時給出材料的各項性能指標。碳纖維質輕（1.7～1.9g/cm3），高強（3～4GPa），高彈模（220～440GPa），導電性良好（10-2～10-3Ω•cm），線膨脹系數(shù)為零，是一種性能極為優(yōu)良的復合材料組分[5]。加固法是利用樹脂類材料把碳纖維布材或板材粘貼于混凝土結構或構件表面，形成復合材料體。碳纖維加固舊橋具有以下優(yōu)點：不增加恒載及斷面尺寸；可適應不同構件形狀，成型很方便；施工簡便；采用碳纖維加固補強，對原結構不產(chǎn)生新的損傷；能有效地封閉混凝土的裂縫；碳纖維布(片)具有優(yōu)良的耐化學腐蝕性；不影響結構的外觀。

3.2 粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法是通過配置黏結劑把打磨好的鋼板粘貼在混凝土結構的表面，用以提高混凝土結構的承載能力。具有獨特的特點：1) 不會破壞被加固結構的外形。2) 施工工藝簡單, 施工質量易于控制。3) 施工工期短, 經(jīng)濟性較好。4) 粘鋼所占空間小, 不影響橋梁凈空, 橋梁自重增加很小。5) 加固部位、范圍與強度可視設計構造需要靈活設置。6) 可在不影響或少影響交通的情況下施工。

3.3 體外預應力加固法

體外預應力加固通常是在梁底或梁側下部增加預應力加勁鋼絲索或預應力粗鋼筋補強并分別錨固在梁的兩端，通過設置一定的聯(lián)結構件使預應力拉桿與梁體構成一個體系，抵消部分恒載應力[6]。體外預應力法實際上改變了原結構，其計算方式與無粘結預應力混凝土結構相似。這種方法施工簡便、對交通干擾較小，人力投入少的特點，體外預應力加固橋梁能很明顯的提高或恢復橋梁原有的承載能力，滿通的需求。

橋梁的加固方法必將越來越先進，傳統(tǒng)的加固方法除了簡便易行，材料經(jīng)濟而繼續(xù)得到青睞外，新方法的運用，使得橋梁加固的對象更廣，施工更方便快捷，效果更明顯，選擇最佳加固形式做出最優(yōu)控制以實現(xiàn)橋梁的加固和耐久性的目的，保障人民的財產(chǎn)和生命的安全至關重要。為我們帶來最大的經(jīng)濟效益與社會效益，這是我們工程人員一個前進的方向，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的物質保障，立足現(xiàn)狀，放眼長遠，處理好橋梁設計與維修管理的關系，如何把維修加固中發(fā)現(xiàn)的問題，放到今后橋梁設計上加以考慮。

參考文獻：

[1] 張開鵬，蔣玉龍，曾雪芳.橋梁加固的發(fā)展與展望.公路，2005，8: 300

[2] 陳開利，王邦楣，林亞超．橋梁工程鑒定與加固手冊．人民交通出版社．2005.06

[3] 劉來軍，趙小星．橋梁加固設計與施工技術．人民交通出版社．2004.03

[4] 孟云．橋梁加固與改造．重慶大學出版社．1989.01

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關鍵詞：植筋膠，植筋，抗剪力，粘結劑強度，錨固深度

 

1、前言

近年來，混凝土新技術和新材料在橋梁工程改建和加固中普遍開始應用，植筋技術作為一種新型的加固技術，不僅具有施工方便、工作面小、工作效率高的特點，而且還具有適應性強、適用范圍廣、錨固結構的整體性能良好、價格低廉等優(yōu)點。由于在橋梁鋼筋混凝土結構上植筋錨固不必進行大量的開鑿挖洞，而只需在植筋部位鉆孔后，利用化學粘合劑作為鋼筋與混凝土的粘合材料就能保證鋼筋與混凝土的良好粘接，從而減輕對原有混凝土結構構件的破壞，也減少了加固改造工程量：又因植筋膠對鋼筋的錨固作用不是靠錨筋與基材的脹壓與摩擦產(chǎn)生的力，而是利用其自身粘接材料的錨固力，使鋼筋錨桿與混凝土基材有效地錨固成一體，產(chǎn)生的粘接強度與機械咬合力來承受受拉荷載，當植筋達到標準的錨固深度后，植入的鋼筋就具有很強的抗拔力，從而保證了錨固強度。工程實踐證明，植筋技術不失為一種處理建筑及橋梁混凝土結構缺陷的好方法。將鋼筋、螺栓等牢固地埋置于混凝土基材的化學植筋技術，近幾十年來已被我國建筑業(yè)廣泛的應用于各類建筑加固、改造與維修中。在目前應用化學植筋技術的橋梁加固、改擴建工程中，存在兩種主要的植筋施工方法：按生產(chǎn)廠家提供的標準機具操作方法和人工操作方法。無論是施工操作程序，還是植筋粘合劑材料，這兩類施工方法都存在著一定的差異。機具標準操作方法則是配備專用施工工具，同時粘合劑在出廠時已經(jīng)做好定量包裝；人工操作方法的施工方式為現(xiàn)場手工稱量，均勻攪拌，手工填充。對兩種施工方法進行對比分析，機具標準操作方法費用相對要高很多,但是便于施工操作。

一、化學植筋錨固技術簡介

化學植筋錨固技術原理；化學植筋錨固技術是一項新型的鋼筋混凝土結構加固技術，是對混凝士結構較簡捷、有效的連接與錨固技術。它是在已有混凝土結構或構件上按適當?shù)闹睆胶蜆藴室蟮纳疃茹@孔，采用專用植筋膠，利用其粘結和鎖鍵原理使設計圖紙要求的鋼筋與原混凝土粘接牢固，使作用在植筋上的拉力通過化學粘接劑向混凝土傳遞，從而形成受力整體。目前，已廣泛地應用于橋梁擴大加寬基礎、加層改造、新舊混凝土連接、漏放鋼筋添加、節(jié)點連接加固、增梁加梁、柱及橋欄桿安裝固定等工程處理中應用，并得到廣泛的應用于新建和已有建筑物的加固改造工程中。其工作原理是：在施工加固過程中，新舊混凝土界面的抗剪力主要由以下幾部分組成：界面混凝土內(nèi)部結合力，界面摩擦力，植筋的抗剪力。當外力作用達到一定程度，界面混凝土內(nèi)部結合力被抵消，新增的混凝土與原混凝土界面理論上分離，產(chǎn)生相對位移，此時植筋受拉力和剪力產(chǎn)生彎矩作用，作用值的大小依賴于界面的粗糙度和強度。如果界面足夠粗糙，新增的混凝士與原混凝土界面粘和力足夠大，此時會產(chǎn)生附加的混凝土層間自內(nèi)連鎖作用(包括摩擦力和內(nèi)部結合力)，起到部分抵消外部剪力的功效。

2．化學植筋錨固技術優(yōu)點；

設計的靈活性：根據(jù)需要可以在鋼筋混凝土結構的大多數(shù)位置，根據(jù)結構受力特征而設計植筋的數(shù)量及規(guī)格?？煽啃詢?yōu)于預埋件：一般鋼筋混凝土結構在需要與其他結構連接處均預留預埋件，但預埋件位置不易確定，混凝土澆注成型后及調(diào)整使用功能后預埋件的位置難以改變且施工繁瑣，而植筋具有靈活性，其可靠度與預埋件基本相同。比一般的鉚、焊方法相比受力均勻，材料不會產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象(如焊接時的熱應力等)，化學植筋比較耐疲勞。承載力大，按標準規(guī)范計算施工的植筋完全能滿足承載力的受力要求。工藝簡單，可大大縮短工期，往往在2～3 天或更短時間內(nèi)就可使用。鉆孔直徑、深度范圍廣、施工靈活，抗高溫，可近距離焊接施工。新增混凝土結構基本沒有滑移。造價較低：以應用植筋技術最多的框架柱與砌塊填充墻之間的錨拉筋（ф6㎜）為例。經(jīng)過施工單位使用情況調(diào)查，一般每公斤結構植筋膠可植近100根錨拉筋，植筋所用結構膠成本還不到0．6元，由于植錨拉筋工藝簡便，一般鋼筋工都可以操作，且每個工日至少可植50～60根，每根鋼筋綜合成本也就在1～2元左右，比其他施工方法相對經(jīng)濟。

3．化學植筋錨固技術影響及不利因素

植筋技術的成敗主要取決于混凝土基材質量、鋼筋質量、粘結劑強度、鋼筋植入混凝土的深度(錨長度)、施工溫度、成孔質量、孔內(nèi)潔凈程度、孔內(nèi)干濕程度等諸多因素。施工時應滿足《混凝土結構加固設計規(guī)范》GB50367-2006的要求?；炷帘旧韽姸热绻艿停踩敫邚姸蠕摻顩]有實際意義。論文格式。所以根據(jù)《混凝土結構加固技術規(guī)程》規(guī)定，混凝土強度不宜低于C15，混凝土強度宜采用C20以上。鋼筋一般選用I級、II級鋼筋，其強度應符合現(xiàn)行國家標準，即《普通碳素結構鋼技術條件》的規(guī)定。粘結劑膠體的自身抗拉強度、抗彎強度及劈裂抗拉強度和粘接性能強度必須滿足使用要求?；炷粱瘜W植筋的破壞形式則主要取決于植筋的錨固深度，就植筋的埋置深度而言，試驗研究表明，埋深較小時，植筋發(fā)生混凝土錐形破壞，承載力較低，不但不能發(fā)揮鋼筋的作用，而且脆性破壞：埋置深度過深時，鋼筋發(fā)生斷裂破壞，鋼筋植入部分沒有發(fā)生絲毫滑移，強度未充分發(fā)揮，容易造成材料浪費：只有埋置達到適當?shù)纳疃葧r，植筋破壞始于鋼筋屈服，有明顯的屈服破壞預兆，符合工程需要。論文格式。這個“適當?shù)纳疃?rdquo;就是滿足《混凝土結構加固設計規(guī)范》GB50367-2006的要求。施工溫度及濕度。植筋的施工溫度直接影響粘結劑的固化時間。一般情況下，植筋所用粘結劑的固化時間隨溫度的升高而縮短：植筋的環(huán)境濕度也直接影響粘結劑的固化時間和粘結力學性能的發(fā)揮，故應確保環(huán)境溫度不致過高及濕度相對低些?；瘜W植筋錨固工藝對操作者來說存在一定的危害，施工時應做好個人安全防護，現(xiàn)場要保持通風良好。

4．化學植筋錨固技術施工要求

工藝流程： 植筋錨固鋼筋混凝土工程設計→定位→鉆孔→清孔→注膠→除銹后在鋼筋上標記埋深刻度，→植入鋼筋→留足夠的時間固化并防止流膠→現(xiàn)場檢測固化效果→檢測合格→對結構表面進行鑿毛處理→清潔表面→澆筑新增結構混凝土。施中應注意的問題：①按設計要求定位布孔。②鉆孔與母體表面垂直，孔徑比鋼筋直徑 5㎜左右，注意鉆孔位置應避開結構內(nèi)鋼筋，尤其是受力主筋，一般采用鋼筋探測儀定位。采用水鉆鉆孔時，應對孔壁進行打毛及干燥處理。③用刷子及清潔的壓縮空氣清干凈塵土，不能用水洗，鋼筋表面要除銹，不能存在浮銹或油污。④從孔底開始注膠，待孔內(nèi)注膠達到80％以后即將鋼筋緩緩旋入孔中，以表面稍有溢出為宜，整個植筋過程應連續(xù)進行。⑤植筋膠凝固硬化前不得施加荷載。植筋錨固在潮濕的混凝土中時，干燥后再施工，硬化時間必須加倍。

二、適合于工程應用的植筋錨固項目

1．用于橋梁病害治理。根據(jù)橋梁橋面鋪裝層不同程度破壞的情況，如產(chǎn)生病害的主要原因是橋面鋪裝層與梁頂面粘接不良。通過對橋面鋪裝層鉆芯可以看出，橋面鋪裝層與頂梁的結合性很差，主要原因是施工中澆筑鋪裝混凝土前對梁板頂面鑿毛及清理不當，鋪裝層與梁板之間出現(xiàn)夾層，未能緊密結合成整體，形成分層，在機動車輛行車震動的作用下發(fā)生疲勞破壞。采用化學植筋技術，可使橋面鋪裝與梁板結合緊密，兩者共同參與受力，同時固定橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)的位置。論文格式。采用化學植筋技術的固定橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)的結合層運行效果良好。

2．用于加固新舊混凝土結合部強度。如橋梁擴大基礎、承臺、蓋梁和臺帽等部位。通過在擴大基礎、承臺、蓋梁和臺帽等不同部位的植筋施工體現(xiàn)化學植筋效果，可以有效提高新舊混凝土結合部位粘接性能強度，施工部位，新舊臺帽結合部位極少數(shù)出現(xiàn)裂隙。

3．用于對一些老舊廠房、住宅、辦公樓等的改造：由于一些舊有建筑結構不能適應使用需求，需要進行改造，而距使用年限還有一定的時間，使用化學植筋的方式進行建筑結構改造，如接柱、加梁、后加樓梯、電梯井、內(nèi)外裝飾錨固等，這樣能節(jié)省大量的資金及時間。

4．用于橋梁加寬。傳統(tǒng)方法是先做好橋下安全維護工作，再鑿除防撞欄和橋面懸臂板混凝土，安裝加寬部分鋼筋并與舊橋鋼筋綁扎固定，最后支模澆注混凝土。從節(jié)約投資、減少施工難度、縮短工期等方面考慮，采用化學植筋方法施工更實用、有效。具體作法是在需加寬的構件上植入一定數(shù)量的鋼筋，再支模澆注混凝土，從而加大橋面寬度。在橋梁加寬工程上應用化學植筋方法具有不錯的效果。

三、結束語

化學植筋技術設備簡單，操作方便，效果可靠，其施工要點在于鉆孔深度、孔徑及垂直度一定要保證符合設計要求，且施工中植入鋼筋一定要保持潔凈，對植筋膠的選用一定要嚴格，施工前必須先做試驗，若能保證以上措施，植筋效果能達到《混凝土結構加固設計規(guī)范》GB50367-2006的要求?？偟膩碚f植筋技術的合理應用，不僅能夠解決既有工程結構由于使用功能變化、不可抗力(指地震、水災、火災等自然災害)、結構老化等原因而需結構加固的問題，而且，還能解決由于設計缺陷、裝潢、施工遺漏等原因造成的需要結構加固問題。同時，隨著更多需要結構加固工程和改造工程的出現(xiàn)和化學植筋技術被廣泛的應用。其可靠性被工程界和開發(fā)商的認可，為化學植筋技術的應用提供了廣闊的市場。但是，隨著化學植筋技術的廣泛應用，應努力解決好以下問題：植筋技術應用的方法、手段、設備、儀器，通過研究和實踐形成成套的更為先進的化學植筋技術，從而使該技術進一步理論化、規(guī)范化。相信，隨著化學植筋技術的成熟和成本的不斷降低，它在建筑工程中的運用將越來越普遍。

結論；由各種工程的實際應用的數(shù)據(jù)分析可知，嚴格按照施工要求，不同的操作方法對粘合劑的承載力影響是有限的，各種結構用化學植筋粘合劑用于建筑物結構改造中鋼筋的種植完全是可行的，而且在承載力上區(qū)別不大；不同的操作方法決定了粘合劑的可操作性、固化時間、環(huán)保安全性、價格等等，通過以上的論述，我們可以得知如果在施工條件允許的情況下，化學植筋技術粘合劑具有更大的市場，而且這種優(yōu)勢會隨著我國勞動力成本的不斷上漲、工程質量的要求、環(huán)保的要求的不斷提高而不斷擴大，最終混凝土化學植筋技術將會更加完善。

參考文獻

［1］混凝土結構后錨固技術規(guī)程JGJ145-2004

［2］混凝土結構加固設計規(guī)范GB50367-2006

[3]市政橋梁工程質量檢驗評定標準 CJJ2-90

[4]城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范 CJJ99-2003

篇5

【關鍵詞】加固措施；公路；舊橋

橋梁是公路交通的關鍵環(huán)節(jié)，橋梁功能發(fā)揮的好壞直接決定著公路輸運的效果，由于現(xiàn)有公路受到當時設計的局限，已不能適應現(xiàn)代交通運輸量的飛速增長。在用材、維護、加固等各方面的滯后也嚴重制約了公路交通運輸業(yè)的發(fā)展，特別是日益增長的車輛負載和橋梁老化之間的矛盾，使得公路橋梁的檢測和加固迫在眉睫。

一、公路橋梁的加固目的

截止目前，我國危橋總量已達到相當多的數(shù)目。如果要將所有這些存在安全隱患的橋梁全部拆除重建，不僅會因為工期較長影響公路運輸?shù)难永m(xù)性，還會耗費巨額資金；但換之以舊橋改造和加固維修，則不但可以節(jié)約大量的資金，還可以延長橋梁的使用時限，贏取巨大的經(jīng)濟和社會效益。

二、常用的公路橋梁的加固方法

橋梁加固的含義，就是通過一定的措施使橋體或者橋體的某個構件的承載能力和使用性能得到改善和提高。主要有以下幾類常用方法：

1.橋面板補強加固法。澆筑補強混凝土可采用干硬性混凝土或鋼纖維混凝土，以減少新澆混凝土的收縮，從而減少新、舊混凝土之間產(chǎn)生的差動收縮力，提高補強效果。

2.增大截面加固。當采用增大構件截面的方法對橋梁進行加固時，保證新舊混凝土面良好的結合是提高抗彎剛度達到補強效果的關鍵。因此在施工中應采取必要措施，保證新舊混凝土的整體性。新增的鋼筋骨架也必須與原結構的骨架可靠連接，一般通過植筋連接，也可暴露出原結構主筋，采用綁焊連接。對支架進行預壓，可消除支架變形對新澆混凝土與舊橋連接的不利影響。其加載量、卸載量和程序應進行專門設計。

3.粘貼鋼板加固法。粘貼用鋼板宜采取工廠加工制作，運至現(xiàn)場除銹、清洗后，刷漿粘貼。鋼板易在搬運、施工中造成變形翹曲，應采取相應的防止變形措施。為增加表面極性，改善其粘附能力，對粘貼面應進行除銹和粗糙處理。其方法是：用電動磨光機反復打磨粘貼面，至露出金屬光澤，再用平砂輪打磨拉毛處理，紋道與鋼板受力方向垂直。用丙酮清洗，除去鋼板表面附著的油污和雜質，晾干待用。按設計圖的螺栓孔位置在原構件鉆孔時，為避免鉆孔損傷原構件鋼筋（及預應力鋼束），可用鋼筋探測儀確定鋼筋位置，為了避開內(nèi)部鋼筋，容許適當移動孔眼位置。待黏合面上錨固螺栓孔全部鉆成后，可用透明紙覆蓋在混凝土面上畫出錨栓孔位置，然后覆蓋在鋼板黏合面上用電鉆鉆取相應錨栓孔。加固構件的黏結面處理及鋼板的黏結面處理是最關鍵的工序，應認真進行。對于混凝土構件的黏結面，應根據(jù)構件表面的新舊、堅實、干濕程度，分別按以下情況進行處理：（1）對很舊很臟的混凝土構件的黏結面，應先用硬毛刷蘸高效洗滌劑刷除表面油污后用清水沖洗，再對黏結面進行打磨，除去2mm～3mm厚表層，直至完全露出新的混凝土面，并且用壓縮空氣吹除粉塵。（2）對于新混凝土構件的黏結面，可先用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去，再用毛刷蘸清洗液洗刷表面，再用清水沖洗，待完全干燥后即可。（3）混凝土表現(xiàn)有松散浮渣要用鋼絲刷除去；混凝土黏貼面凹凸不平的應用磨光機打磨進行整平處理，露出新鮮混凝土。經(jīng)處理后的混凝土表面應粗糙、平整、潔凈，不得有粉塵、浮渣、油污等雜物。（4）將配制好的膠黏劑用抹刀同時涂抹在已處理好的混凝土表面和鋼板上。為使膠液充分滲透擴散在結合面上，宜先用少量膠液在結合面上來回刮抹，再抹膠液至所需厚度，且使中間厚邊緣薄，然后將鋼板貼于預定位置。粘貼后，應用手沿粘貼面輕輕敲擊鋼板，如無空洞聲，表示已粘貼密實，否則應重新卸下鋼板，重新補膠黏結。（5）鋼板粘貼好后用錨固螺栓等加以固定，并適當加壓，將鋼板與混凝土表面壓實，以膠液剛從鋼板邊沿擠出為度。錨固螺栓一般兼作鋼板的永久構件來提高黏結層抗剪強度。

4.體外預應力加固法。體外預應力筋一般采用無黏結預應力鋼筋材料，其表面涂刷的防腐防銹蝕材料對保護預應力筋起到關鍵作用，因此在運輸和安裝過程中不能損傷其表面，如有操作失誤應及時處理，防止銹蝕發(fā)生。當鋼絞線采用連續(xù)跨布置，而在跨中的轉折點設在梁底以上位置時，應盡可能采用兩端縱向張拉以減少摩擦力損失；當鋼絞線在跨中的轉折點設在梁底以下位置時，可采用一端縱向張拉，但在縱向張拉以后，還應利用設在跨中的張緊螺栓進行橫向張拉，以補足由摩擦力引起的預應力損失值。當縱向張拉有困難時，也可將跨中轉折點架設在梁底，全部采用橫向張拉的方法，這種方法一般適用于無外觀要求的情況。當轉向塊之間的距離過長時，鋼束在橋梁受到荷載振動時，鋼束擺動過大和原設計的線形發(fā)生改變，影響受力效果，因此當鋼束體外段長度超過10m時，應在中間設置定位器，固定鋼束位置，保證鋼束線形和受力效果。水平滑塊多用18mm～30mm厚的鋼板焊接而成，如用鑄鐵加工將更為經(jīng)濟。楔形滑塊常用鋼板制成，并焊接在型鋼斜桿的下端，也可用混凝土直接澆筑在型鋼斜桿的下端。不平滑塊的墊板由于受斜筋分力的作用將一直處于受壓狀態(tài)，因此，水平滑塊的墊板只需用環(huán)氧砂漿粘貼在梁的底面上。施工時應先將梁底混凝土鑿除20mm左右，并在混凝土表面抹一層環(huán)氧膠液，再用環(huán)氧砂漿補平，然后用臨時的吊架將支撐板粘貼在梁底。成品束一般自身帶有防腐措施，不需要進行專門的防腐保護措施。當采用非成品束或鋼束本身沒有防腐功能時，預應力筋的保護措施如下：如果是粗鋼筋，可采用二度防銹漆的方法進行防護，也可采用聚乙烯套管進行防護；如果是鋼絞線則事先套入套管，然后采用壓漿處理。同時為防止橋下船只碰撞預應力筋，可采用在預應力筋下加設鋼板防護罩進行保護。除了以上方案以外，還有結構性加固、非結構性加固、改變結構體系加固、粘貼纖維復合材料加固等等方法。然后，最合理的加固方案是將上述加固方法優(yōu)化組合，體現(xiàn)出加固效果及經(jīng)濟效益。應注意以下兩點：不同的加固方法有對應的設計計算方法：加固后的橋梁結構承載能力提高幅度受原結構的制約，如原結構配筋率、截面尺寸等，不可能無限制地提高承載能力。

三、公路橋梁的加固效果評價與施工要求

橋梁加固與維修技術需要進一步的規(guī)范和完善，需要經(jīng)驗的總結和技術的支撐，同時要注意定期對維修加固處理后的橋梁做后期檢測，確保效果。橋梁加固后的上部結構通常是用靜載或動載試驗，將試驗結果與加固設計的計算結果進行對比，來判斷橋梁加固成功與否。但對下部結構而言，不方便進行荷載試驗，通過其頻率變化來定量評估橋墩的加固效果。應在橋梁加固設計中提供橋體受損調(diào)查表，由施工單位復核。若未提及，施工單位應補齊。除記錄裂縫等受損情況的數(shù)量、長度、寬度、分布位置外，有條件時應用鉆孔等方法查明主要部位裂縫深度。對于橋體受損或者老化的發(fā)展趨勢應高度重視，如果存在結構性破損，預示橋梁技術狀況仍在惡化，可能需要變更原加固方案時，應及時反饋意見，研究對策?？傊?，公路橋梁的加固維修是一門新興的技術，為了完善和指導橋梁加固技術的應用，需有一整套完善的實用性公路橋梁檢測、評定與加固的技術規(guī)范，從而為我國公路危舊橋的改造提供技術支持，確保危舊橋的改造工作科學合理、經(jīng)濟安全，有法可依。

參 考 文 獻

[1]周建廷，橋梁加固機理及加固準則探討[J].重慶交通學院學報.2001

篇6

    論文摘要:橋梁工程在使用過程中會由于種種原因產(chǎn)生病害 ,為了達到安全、經(jīng)濟和適用的目的,必須對產(chǎn)生的病害進行結構補強。介紹用碳纖維布和碳纖維棒材對橋梁結構進行補強加固的一種方法,包括碳纖維布和碳纖維棒材的特點和用于加固橋梁的技術特點、補強適用范圍、補強施工要點等。本文試圖從碳纖維的特性分析出發(fā),論述了碳纖維加固技術在橋梁結構建設中的應用。

    自上世紀七十年代末初期,歐洲進行纖維增強復合材料(FRP)在土木工程應用研究以來,具有極好的比強度和比剛度、優(yōu)秀耐腐蝕性的纖維增強復合材料已廣泛用于混凝土結構的粘貼加固工程,形成了纖維增強復合材料補強加固已有混凝土橋梁的新技術,其中碳纖維增強復合材料(CFRP)應用更多。混凝土橋梁結構的粘貼碳纖維板技術在加固中具有不中斷交通,且工期短,人工少的優(yōu)點。所以擴展該項技術開展了配有大偏心CFRP體外束預應力混凝土連續(xù)梁橋體系應用研究,是本世紀新型橋梁建設方向之一。

    一、碳纖維材料的基本特性

    碳纖維增強復合材料補強加固所采用的基本材料是高強度或高彈性模量的連續(xù)碳纖維,單向排列成束,用環(huán)氧樹脂浸漬固化的碳纖維板或未經(jīng)樹脂浸漬固化的碳纖維布,統(tǒng)稱碳纖維片材。將片材用專門配制的粘貼樹脂或浸漬樹脂粘貼在橋梁混凝土構件需補強加固部位表面,樹脂固化后與原構件形成新的受力復合體,共同工作。

    1、碳纖維片材。

    片材碳纖維材料的拉伸強度在(2400~3400)MPa之間,與普通碳素鋼板拉伸強度為240MPa相比,片材的拉伸強度很高。

    片材碳纖維材料的彈性模量依片材力學性能不同,碳纖維片材依力學性能分成高模量、高強度和中等模量三類。高模量碳纖維片材的彈性模量較高,但其伸長率較低。

    相比之下,碳纖維片材的單位重比鋼材低許多,說明碳纖維片材較輕。碳纖維的化學結構穩(wěn)定,本身不會受酸堿鹽及各類化學介質的腐蝕,有良好的耐寒和耐熱性。

    2、配套樹脂類粘結材料。

    混凝土結構加固修補配套樹脂系統(tǒng)包括底層涂料,用于滲透過混凝土表面,促進粘結并形成長期持久界面的基礎;油灰,用于填充整個表面空隙并形成平整表面以便使用碳纖維片材;浸漬樹脂或粘結樹脂,前者用于碳纖維布粘貼,后者用于碳纖維板粘貼。

    浸漬樹脂或粘貼樹脂是將碳纖維片粘附于混凝土構件表面并與之緊密地結合在一起形成整體共同工作的關鍵,因此,樹脂同混凝土的粘貼強度大于混凝土的拉伸強度和剪切強度。

    就公路混凝土橋梁用碳纖維片材加固技術而言,環(huán)氧樹脂在不同施工環(huán)境溫度下固化性能有十分重要的意義,因為這涉及到粘貼工作質量與如何盡量減少橋上正常交通中斷時間緊密相關。采用專配的環(huán)氧樹脂材料,在混凝土施工表面溫度(10~40)攝氏度時,粘貼環(huán)氧樹脂固化時間約15小時以上,但粘貼后就可以使用的時間為45分鐘以上,專配的環(huán)氧樹脂材料的這一性能是完全適合混凝土橋梁的加固工作。

    二、碳纖維加固補強的施工工藝

    1、根據(jù)設計確定粘貼碳纖維的范圍進行基底處理

    a)將砼構件表面的殘缺、破損及碳化層部分清除干凈,達到結構密實部位。檢查外露鋼筋是否有銹蝕,并進行必要的處理。對經(jīng)過剔鑿、清理和露筋的構件殘缺部分進行修補復原;

    b)裂縫修補?？p寬小于0.2mm的裂縫,用環(huán)氧樹脂進行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫;

    c)將構件表面凸出部分(模板的段差等)打磨平整,修復后的段差盡量平順。用磨光機把棱角磨成半徑大于30mm的圓角;

    d)清洗打磨過的構件表面,并使其充分干燥。

    2、底層涂刷(底層涂料具有較強的滲透性,可滲入砼表面內(nèi))。

    a)把底層涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準確后放人容器內(nèi),用攪拌器拌均勻,一次調(diào)和量應在可使用時間內(nèi)用完為準;

    b)用滾筒刷均勻的涂刷底層涂料;

    C)底層涂料固化后,表面有凸起部分時要用砂紙磨光;

    d)注意在氣溫小于5C,相對濕度大于85,砼表面含水率在8以上,有結露可能而無可靠保證措施時,均不得施工。

    3、環(huán)氧膩子對構件表面殘缺的修補。

    a)構件表面凹陷部位應用環(huán)氧膩子填平,修復至表面平整;

    b)內(nèi)角(段差、起拱等)要用環(huán)氧膩子填補使之平順。

    4、貼碳纖維片。

    a)為了防止碳纖維受損,在碳纖維片運輸、儲存、裁切和粘貼過程中,嚴禁受彎折。貼片前應用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷纖維片,每段長度一般不超過6rn;。

    b)碳纖維接頭必須搭接10cm以上,橫向不需搭接;

    c)按規(guī)定比例摻配樹脂主劑和固化劑,用滾筒刷均勻地涂刷黏結樹脂,稱為下涂;

    d)貼片時,在碳纖維片和樹脂之間盡量不要有空氣,可用羅拉沿著纖維方向在碳纖維片上對此滾壓,使樹脂滲入碳纖維中。

    5、養(yǎng)護。

    粘貼碳纖維片后,需自然養(yǎng)護24h達到初期固化,并保證固化期間不受干擾。

    6、涂裝。

    根據(jù)需要可在樹脂固化后加固補強構件表面,涂刷耐火涂層和色彩。

    三、碳纖維(片材)加固處理要點

    在進行結構加固處理前,先對梁板采取有效地卸載和支頂措施,然后按以下施工工序進行加固施工。

    (1)破損面混凝土表面處理:清除被加固構件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土,露出混凝土結構層。

    (2)按設計要求對破損面鋼筋處理后用M45的環(huán)氧樹脂砂漿進行灌縫或封閉處理,并保證鋼筋保護層厚度不小于15mm.利用打磨機將其表面打磨平整,并用鋼刷將其表面的粉塵、油污等不潔物清除干凈,使構件加固表面平整、干燥無粉塵。另外,如碳纖維需沿基纖維方向繞構件轉角處粘貼時,轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀,圓弧半徑不應小于20mm.

    (3)涂刷底層樹脂:用專用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面,待樹脂表面指觸干燥時即進行下一道工序施工。

    (4)找平處理:表面凹陷部位用找平材料填補平整,且不應有菱角。

    (5)粘貼碳纖維片材:將配制好的浸漬樹脂均勻涂抹于所要粘貼的部位,并用橡膠滾筒沿纖維方向多次滾壓,擠除氣泡,使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布,滾壓時不得損傷碳纖維布。多層粘貼重復上述步驟,待纖維表面接觸干燥時即可進行下一層的粘貼。如超過60min,則應等12h后,再行涂刷粘結劑粘貼下一層。

    (6)在最后一層的碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂。

    四、對碳纖維加固補強技術的展望

    碳纖維用于砼結構的修復補強雖然時間不長,但發(fā)展很快,其主要原因在于碳纖維片加固存在較多優(yōu)點:

    a)施工簡便迅速,無需模板、夾具、支撐等;

    b)不增加結構重量,碳纖維片重量200g/m.~300g/m,設計厚度0.1l1mm~0.167mm,加上環(huán)氧樹脂的重量也很輕,對結構自重影響可忽略不計;

篇7

【關鍵詞】 舊橋梁、加固設計、改進方法。

現(xiàn)役混凝土橋梁的損傷形式表現(xiàn)多樣，例如鋼筋銹蝕、混凝土結構損壞開裂、沉降變形、支座脫空等，這些損傷的出現(xiàn)，直接體現(xiàn)在結構裂縫的進一步發(fā)展和應變撓度的不斷加大。容易造成橋梁結構整體安全度下降和結構承載力不能滿足受力要求，引起這些現(xiàn)象的原因有多方面，需要對橋梁損傷結構進行詳細的研究及分析評價。

1、概述

橋梁加固改造技術是一項重要復雜的工作，需要靈活運用橋梁專業(yè)知識，并且根據(jù)橋梁病害情況，將相關理論知識與病害進行實際結合，還要考慮其他方面所涉及到的問題。舊橋加固設計是一門綜合學科，對于舊橋加固的施工工藝、加固方案和加固設計等，其復雜程度大于新橋的建設。

隨著使用年限的增加，舊橋加固趨勢變大，橋梁加固維修的目的主要是為了使橋梁承載力得以恢復或提高，改善原有橋梁結構的受力性能，滿足其正常的通行能力，提高橋梁的安全性能。由于橋梁加固技術進一步提高，加固方法日趨成熟，一些新型加固材料和工藝也隨之出現(xiàn)，并且經(jīng)常用于一些舊橋加固的工程實踐。以下就主要加固方法做簡要評述。

2、舊橋加固方法

據(jù)不完全統(tǒng)計，橋梁常用加固方法根據(jù)不同分類有很多種，本文主要根據(jù)橋梁的結構類型對加固方法簡要探討。

（l）橋面板的加固方法

對橋梁上部結構混凝土橋面板而言，如果橋面出現(xiàn)碎裂、破損、孔洞等病害，需要進行局部范圍的補強，先將表面破壞的地方鑿除，然后澆筑新的混凝土。若混凝土橋面板表面出現(xiàn)嚴重的裂縫、剝落等現(xiàn)象時，舊的橋面板已不符合要求，需要鋪設新面層。這樣，橋面鋪裝層的加固不僅能增加橋面板的橫向聯(lián)系和整體性，還能提高橋梁整體的承載力。

（2）主梁的加固補強方法

①增大截面法。增大混凝土截面加固技術是在原結構基礎上再澆筑一定厚度的鋼筋混凝土，這是對鋼筋混凝土橋加固的一種常用的改造技術。有兩種常用方式，一是對橋面板進行加厚，二是增大主梁肋的寬度和高度。在橋梁結構下緣加設主筋，可以很好提高結構的承載力，此種方法適用于有梁肋的橋梁，尤其對小跨徑的T梁橋更為適用。

②粘帖碳纖維。粘貼碳纖維加固技術是一種新型的橋梁加固改造技術。碳纖維材料抗拉強度極高，粘結劑采用環(huán)氧樹脂，粘結劑作為碳纖維和加固構造物之間的中介，使其成很好的整體，碳纖維片與結構共同受力，很好地提高了結構的剛度、強度、抗裂性和延性，還可限制裂縫的進一步發(fā)展，提高了結構的抗剪和抗拉能力。碳纖維加固法對于鋼筋表面銹蝕嚴重的橋梁，加固效果明顯，對混凝土板橋和梁橋的抗彎抗剪加固非常適用。

③粘帖鋼板加固法。粘帖鋼板法是采用粘結劑或錨栓，在梁或板的主要部位，將鋼板粘帖在結構受拉、壓、剪的部位，使鋼板與結構形成有效整體，共同承受荷載的作用。將鋼板粘帖在橋梁結構的的受拉區(qū)，可以提高結構的正截面承載力;將鋼板粘帖在橋梁結構的側面，可以提高結構的斜截面承載力。粘帖鋼板可以提高結構剛度和抗裂度，增強橋梁結構的抗彎及抗剪承載力。由于粘帖鋼板加固法的施工工藝復雜，需要專業(yè)隊伍。

④體外預應力法。相對被動加固法而言，體外預應力加固法是一種主動的加固方法。將預應力筋設置在混凝土構件截面之外的一種技術。由于其獨特的優(yōu)點，在自重不大的情況下，可以改善結構的承載力，對于橋梁上部結構的應力和變形更為明顯。雖然體外預應力加固法具有一定的優(yōu)越性，但是加固成本較高，施工工藝比較復雜，對大型橋梁的加固維修更為實用，比如大跨徑連續(xù)剛構橋的加固。

⑤改變結構體系加固法。改變結構體系加固法，是指進行技術改造或增設附加的加固構件，是橋梁結構的受力體系和受力狀況發(fā)生變化，可以有效減小橋梁構件的應力應變，有效改善結構受力性能，提高橋梁結構的承載能力。改變結構體系，也可以通過增設支點、柱、托架或托梁拔柱的方式，增設支點可以很好地提高橋梁結構的承載力，減小豎向撓度，限制裂縫的發(fā)展，也可以減小跨度，降低計算彎矩，但會縮小使用空間。對于托梁拔柱，是在上部結構盡量不動的情況下，對長柱進行拆除和更換的一種方法。

⑥錨噴混凝土加固法。采用錨噴工具，將混凝土組合材料，高壓噴射到錨固有鋼筋網(wǎng)的構件表面，形成新的鋼筋混凝土層，對原有混凝土表面加以補強，以提高橋梁結構的承載力。

⑦更換構件法。對一些不能修復的構件，有嚴重缺陷的橋梁構件，用新的構件加以替換。例如對于橋梁支座經(jīng)過一定年限后，不能滿足使用要求，可以將支座更換;對于鋼架拱橋的橋面板，當其破壞不能修復時，考慮其結構形式也可以更換。

除上述常用加固方法外，還有外包鋼板法，即在構件的兩角或四角外包型鋼的加固方法，此辦法優(yōu)點是能有效地提高結構的承載力，對凈空高度的要求不大，缺點是鋼板用量較大，成本較高。增設輔助構件法，為改善原有橋梁結構的受力情況，在原有橋梁結構上增設新的受力構件，以滿足結構受力的要求，如增設主梁、橫隔梁或支點等。塞縫灌漿技術，即對橋梁表面裂縫的處理，利用水泥、水泥砂漿、環(huán)氧樹脂等材料對裂縫進行補強，此方法被廣泛采用，效果良好。

（3）墩臺與基礎的加固方法

①擴大基礎加固法。擴大基礎加固法就是增大橋梁基礎底面積的加固方法，當?shù)鼗临|結構比較堅硬時，如果橋梁基礎出現(xiàn)不均勻的沉降，可以采用此法加固;當橋梁基礎底部地基的承載力不能滿足要求時，可以利用樁基，在基礎底部打入部分樁，以提高地基的承載能力。擴大基礎加固適用于基礎承載力不足或埋置太淺，橋梁結構墩臺為混凝土剛性實體基礎或磚石的情況。對于擴大基礎的施工工藝，注意的是要保證新舊基礎混凝土的整體連接性，缺點是加固效果不易控制，加固費用比較高。

②增補樁基加固法。增補樁基加固法適用于以下情況：當橋梁墩臺采用樁基礎，樁的深度不夠，或由于水流沖刷使樁發(fā)生傾斜時，當橋梁墩臺基底下存在軟臥地基層，受力不均導致墩臺發(fā)生沉陷時，都可以采用此方法進行加固。此加固方法能很大地增強基礎的穩(wěn)定性，提高基礎的承載力。

③鋼筋混凝土套箍或護套加固法。對于橋梁墩臺因施工質量控制不嚴，使橋梁墩臺開裂或破損，對于基礎的埋置深度不夠，可采用鋼筋混凝土鋼箍或圍帶進行加固。如果橋梁墩臺結構破損比較嚴重，出現(xiàn)大量裂縫、表面嚴重破損、混凝土表面剝落風化等病害時，可圍繞整個橋梁墩臺，設置鋼筋混凝土護套對其進行加固。

（4）人工地基加固法

當基礎下面的地基土松軟而不能承受很大荷載，或上層土雖好但深層土質不良引起基礎沉陷時，可采用人工地基加固方法，以提高基礎的承載能力。此類加固方法有砂樁法、樹根樁法、高壓噴射注漿法和灌漿法等。其中高壓旋噴注漿加固法，其作用過程是利用鉆機，把帶有噴嘴的注漿管旋轉并以一定的速度提升，并鉆入土層的預定位置，與此同時，以高壓流的形式，將水和漿液從噴嘴里射出，人工地基加固法的原理，通過高壓流切割土層，將土層攪碎并使土顆粒分散，其中部分土順水和漿液流出鉆孔，部分與漿液攪拌并凝固，形成一定強度和具有抗?jié)B能力的固結體，人工地基加固法的用途比較廣泛，其地基的加固質量效果好、可靠、成本低并且施工方便，人工地基加固法現(xiàn)已成為橋梁墩臺基礎的重要加固方法。

以上只是舊橋加固的一些常用方法，對于特殊情況，要采取相應的特殊加固方法，通常還需多種方法并用，以達到安全、適用、經(jīng)濟的目的。

隨著新材料和新技術的應用及發(fā)展，很多新工藝和新方法被應用于舊橋的加固維修中，取得了很好的加固效果和經(jīng)濟效益。

3、舊橋加固設計問題探討

在橋梁加固設計中，出現(xiàn)很多設計方面的問題值得探討，對于設計中參數(shù)的取值，橋梁結構模型的建立，對模型的分析方法都要盡量符合橋梁的實際情況，以下就這三方面反應的問題做簡要探討。

（l）預應力銹蝕引起的預應力額外損失問題

對于預應力橋梁的加固，當然會考慮原橋結構的內(nèi)力狀況，二者緊密聯(lián)系。對損傷結構而言，由于結構存在大量裂縫，隨之出現(xiàn)鋼筋銹蝕，混凝土的強度不能滿足要求。特別是預應力混凝土結構，由于鋼筋銹蝕問題，引起預應力額外損失，應引起足夠重視。對于預應力額外損失的檢測，目前還無法精確的判斷其損失情況，所以要附加必要的計算分析。加固設計時，可先假設不同的損失度，然后計算結構的應力，與實測裂縫情況進行對比，來大致判定額外預應力損失度。如果對原橋結構損傷復雜時，加固設計應設定材料退化的上下限值，以便加固后橋梁結構在此范圍內(nèi)，可以滿足相關要求。

（2）結構應力重分布

橋梁結構損傷后出現(xiàn)不同裂縫，在外荷載作用下，裂縫表面的應力釋放會產(chǎn)生應力重分布。全預應力混凝土橋梁結構在損傷之前，其結構是全斷面受力，結構開裂后，原有的內(nèi)力會被釋放。所以針對損傷比較嚴重的橋梁結構，特別是超靜定結構，必須要認真考慮應力重分布的問題。

（3）損傷結構計算模型問題

橋梁結構損傷后會出現(xiàn)不同裂縫，會引起應力重分布問題，由于應力傳遞路線會發(fā)生變化，結構斷面平面變形不能保持，按照平面桿系理論計算，計算結構會產(chǎn)生較大誤差，所以要根據(jù)機構空間理論來分析橋梁結構受力，以便能盡量模擬結構裂縫帶來的影響。

4、結語

橋梁出現(xiàn)的種種病害會帶來很大影響，而且對行車的快捷、舒適和安全造成不利因素，必須要引起廣泛關注。自從上世紀以來，有很多國家己經(jīng)由橋梁的建設轉向橋梁的維修加固中來，并多次召開國際會議，對舊橋的加固改造進行探討和研究，隨著對舊橋加固改造的重視，橋梁結構的損傷評估、加固方案優(yōu)化及可靠性理論己成為重要研究內(nèi)容。

參考文獻

[1]楊文淵。橋梁維修與加固「Ml.人民交通出版社， 1989，第2版;

[2]范立礎。橋梁工程（上、下冊）.北京：人民交通出版社，1996;

[3]舊橋檢測、評價、加固技術的應用[M]。人民交通出版社.1990，第1版;

篇8

【關鍵詞】灌漿法；公路橋梁隧道施工；應用

中圖分類號：X734 文獻標識碼：A 文章編號：

近年來，隨著國民經(jīng)濟水平的發(fā)展，各類等級公路的建設進行的如火如荼，這在很大程度中方便了人們的生產(chǎn)和生活，在公路施工的過程中，橋梁與隧道的建設是其中的重要組成部分，與公路路基相比而言，橋梁與隧道施工具有一定的特殊性，對于施工方法的要求也更高，如果未掌握好施工技術，很可能導致公路在投入使用后出現(xiàn)各種各樣的質量問題，提高橋梁與隧道的施工質量也成為施工管理人員關注的重點問題，就現(xiàn)階段來看，灌漿法作為公路橋梁隧道中常見的施工技術，能夠很好的防止橋梁隧道中各類病害問題的產(chǎn)生，下面就具體介紹灌漿法的類別及其具體的應用要點。

1 灌漿法相關介紹

灌漿法又稱為壓力灌漿法，即利用壓力將固結漿液通過鉆孔注入建筑物裂隙與土體孔隙中，改善其物理力學性能的一個過程。灌漿在注入裂縫后，能夠以滲透、填充和擠密的方式擠出巖石和土體裂縫中的空氣和水分，這樣就能夠將原先松散的土體凝結成一個整體，達到提升其水穩(wěn)性和強度的目的。就現(xiàn)階段來看，灌漿法包括高壓噴射灌漿與靜壓灌漿兩種，高壓噴射灌漿時利用鉆機將注漿管鉆進土層預定位置，再利用高壓設備將高壓流噴射出來，當速度快、能量大的高壓噴射流超過土體結構強度時，土粒便會剝落，其他土粒會按照一定比例與漿液重新排列行為固結體，這樣就可以達到加固橋梁的作用。靜壓灌漿方式與之相比能夠很好的解決橋梁與隧道的加固問題，也能夠解決土體防滲問題，技術難度也較小，因此，在公路橋梁隧道的施工過程中，靜壓灌漿方式的應用范圍更加的廣泛。

2 灌漿法在公路橋梁隧道施工過程中的應用

2.1 灌漿方案的設計

灌漿需要按照地質勘察、方案選擇、灌漿試驗、設計計算、修改優(yōu)化的過程進行，具體的設計內(nèi)容要包括灌漿標準的確定、灌漿材料的選擇、施工范圍的確定、漿液影響半徑的設置、鉆孔的布置、灌漿效果的評估等等。在公路橋梁隧道的灌漿處理過程中，對于強度較低的底層可以使用壓密灌漿的方式進行處理，對于硬質的土層可以使用劈裂灌漿的方式進行處理，對于砂礫層則可以使用滲透灌漿的方式進行處理，灌漿方式能夠單獨使用，也可以組合使用。在灌漿順序的決定上，對于砂礫層較多的地層，一般使用分段式灌漿的方式來處理，對于軟弱地層，也可以使用以上的處理方式。

在漿材材料的配比設計方面，一般應該使用0.8:1-1:1水灰比的配合比漿液，對于漿液擴散半徑的確定可以使用以下的計算公式來計算：

其中，k為砂礫土滲透系數(shù)；h為灌漿壓力水頭；t為灌漿時間；n為砂礫土空隙率；為漿液和水的粘滯比；R為漿液擴散半徑；為灌漿管半徑，如果地基較為復雜難以計算參數(shù)時，就要使用現(xiàn)場注漿試驗的方式進行確定。

在灌漿壓力的確定方面，適度的灌漿壓力能夠有效提升土體強度、減少灌漿孔的數(shù)量，但是如果壓力過大，就有可能破壞地基結構，為了解決這一問題，必須確定好地基的允許注漿壓力。灌漿壓力與地層強度、密度、初始應力等多種因素有關，往往難以預測到所有的因素，此時必須要使用現(xiàn)場灌漿試驗的方式進行確定。一般情況下，灌漿壓力的選擇應該根據(jù)施工地區(qū)涂層埋深和性質進行確定，砂性土經(jīng)驗數(shù)值約為0.2到0.5MPa，粘性土經(jīng)驗數(shù)值約為0.2到0.3MPa，在由于環(huán)境因素、地基條件和灌漿目的不同難以確定參數(shù)的情況下，可以參考其他的施工工程進行確定。

在注漿量的確定方面可以使用以下的公式進行計算：

其中，Q為每孔的注入量；A為漿液損耗系數(shù)；R為漿液有效擴散半徑；H為注漿孔深；k為孔隙率；為漿液充填系數(shù)。

2.2 灌漿施工操作方案

灌漿施工操作方案按照如下的流程進行：

確定灌漿孔深度、確定灌漿壓力、確定灌漿量、灌漿檢查，在確定灌漿孔深度時需要結合勘探資料；灌漿壓力則需要在施工現(xiàn)場根據(jù)實驗進行確定，一般而言，橋梁基礎灌漿加固灌漿壓力約為0.3到0.5MPa，如果在灌漿過程中遇到特殊情況則需要進行科學分析再調(diào)整灌漿壓力；灌漿量則根據(jù)上述計算公式可以得出；待整個灌漿過程完成后，需要進行檢測，孔段吸漿量小于0.6L/min，且延續(xù)30min方可結束進行下一階段的工作。在開始灌漿前，需要做好完善的施工準備工作，準備內(nèi)容包括灌漿施工所用的機具設備、施工人員、技術人員等等。在具體的灌漿過程中，應該控制好幾項工藝，即成孔、安放灌漿管與封堵孔口、攪拌、灌漿、成孔。在成孔時，應該注意好地層的變化，在鉆頭鉆至粉性土時，應該先下導管護壁，再使用撈砂筒鉆至粘性土中；在安放灌漿孔與封堵孔口時，應該使用軟橡皮進行包裹，防止泥沙進入花管中；在攪拌時，需要先將一定量的水導入攪拌槳筒中，再使用攪拌機進行攪拌，攪拌完成后加入一定量的水泥，再攪拌3到5min過濾漿液后方可使用；當整個灌漿完成后，應該及時進行封孔，封孔完成的24h內(nèi)還需要對孔口進行檢查，如漿液下沉則需要及時的進行補漿。

2.3 灌漿法在公路橋梁隧道施工過程的實際應用

以某地公路為例，公路中包含橋梁與隧道施工，基槽開挖深度為4m，由于施工條件具有一些限制導致回填料具有空隙率大、壓實不充分的情況，為了防止沉降變形情況的產(chǎn)生，必須做好加固處理工作。根據(jù)工程的具體情況，可以使用袖閥管法靜壓注漿方式進行加固處理，該種方式可以有效提高地基強度和填土密實度，減少沉降和變形情況的產(chǎn)生。

施工程序包括防線定孔位、鉆孔、下注漿、制漿、洗孔、補漿幾個方面，在施工前要準確的測量出涵管外輪廓線，并按照標準規(guī)定的要求進行定孔位和防線，設置好孔位的標志；在鉆孔時要固定好鉆機的位置，鉆進過程中，詳細的記錄好地層情況、異常情況、鉆孔深度、處理措施等等；制漿要嚴格遵照設計配合比，配置好的漿液要在4h內(nèi)使用完；為了保證注漿效果，在每次注漿完都要進行洗孔，這樣才能保證下次注漿的順利進行。

在灌漿時，要將注漿壓力控制在0.2到0.4MPa，具體的壓力需要根據(jù)試驗結果進行確定，整個灌漿的程序分為二序孔，孔距灌漿遵循由稀到密的原則，第一序孔孔距為5.0m，第二孔序孔距為2.5m。灌漿使用自下而上的方式，每孔根據(jù)實際的情況灌漿2到3遍，鉆孔位置不得超過5cm，垂直度必須小于1.5%，沉渣厚度也要控制在20cm。據(jù)統(tǒng)計，此次工程共計220個孔數(shù)，單孔深為4m，使用該種灌漿方式取得了很好的效果。

3 結語

將灌漿法應用在公路橋梁隧道施工中能夠有效減少開挖工程量，同時，該種施工方式也不會受到天氣因素的影響，操作方式相對簡單，可以取得良好的社會效益，此外，經(jīng)過造價比較，灌漿處理方式有著一定的資金優(yōu)勢，值得在施工過程中進行推廣。

參考文獻：

[1]陳卓.灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應用[期刊論文].交通標準化,2013,04(08)

[2]劉娟.公路橋梁混凝土施工質量控制[期刊論文].交通世界(建養(yǎng).機械),2012(12)

[3]王雪蓮.淺談灌漿法在山區(qū)高填方路基邊坡處理中的應用[期刊論文].黑龍江交通科技. 2009(01)

篇9

關鍵詞：斷裂力學；裂縫；加固工程

中圖分類號：TU377文獻標識碼：A

序論

橋梁經(jīng)過常年累月的使用，由于各種不利的內(nèi)外因素（溫度、荷載、材料性質、施工水平等）的影響，都會或多或少的產(chǎn)生一系列損傷，導致結構出現(xiàn)嚴重的功能退化情況。由于橋梁項目投資巨大，往往不會因此拆除重建，而是采用結構加固的辦法，花少量的投資來維修加固就可以恢復其承載力，確保安全使用。

近幾十年來，斷裂力學從一門邊緣學科發(fā)展成為一支新興學科。它從連續(xù)介質力學角度出發(fā)，合理的解釋在各類結構如何產(chǎn)生缺陷或裂紋，并在外界條件影響下如何擴展和傳播，直至使結構失穩(wěn)、破壞。它建立了裂紋尺寸、應力(應變)及材料斷裂韌性三者之間的定量關系，提出了針對脆性破壞的計算方式，也為結構加固提供理論依據(jù)。

橋梁裂縫產(chǎn)生

裂縫是橋梁最常見的病害，橋梁結構功能下降往往也是從裂縫形成開始，逐漸使結構整體性能降低，所以通過分析裂縫的狀態(tài)和產(chǎn)生的原因，可以了解橋梁結構的性能，根據(jù)具體病害采取合理的加固處理措施。

2.1裂縫產(chǎn)生的原因[1]

裂縫是結構變形的結果，變形（）是對形變（）、自然變形（）、強迫變形（）三者的泛稱。當結構不受約束時，變形等于自然變形，即；當結構受約束是，自然變形受到一定阻力，即，所產(chǎn)生的形變就是強迫變形，且。而強迫變形使結構產(chǎn)生應變，從而使材料產(chǎn)生應變，記為。經(jīng)過對結構構件裂縫分析可以得知，結構開裂與否，以及裂縫的大小均取決于；裂縫的方向和形式，取決于構件的部位和強迫變形的方向。

2．2常見裂縫形式

1)彎曲裂縫:一般出現(xiàn)在彎矩最大截面，是混凝土構件在彎矩作用下產(chǎn)生的裂縫。例如預應力混凝土結構，在張拉預應力時力度過大使結構反彎開裂，在頂板翼緣處常出現(xiàn)裂縫；當預應力損失較大的或超載嚴重的橋梁結構，由于預應力度不足在跨中梁底處易產(chǎn)生裂縫。

2)剪切裂縫和彎剪裂縫:剪切裂縫首先發(fā)生在剪應力最大的部位，一般在段的腹板處，由主拉應力引起的呈大于夾角的裂縫。彎剪裂縫是受彎曲與剪切共同作用而產(chǎn)生的裂縫，一般在段的腹板處，會出現(xiàn)由主拉應力引起與梁縱向成夾角的裂縫。

3)扭曲裂縫:當混凝土構件受扭轉與彎曲共同作用時產(chǎn)生，裂縫一般呈傾斜，同時伴隨混凝土保護層剝落等病害出現(xiàn)。

4)溫度裂縫:橋梁在使用期間的溫度裂縫主要由于實際溫度場產(chǎn)生的溫度應力比設計計算產(chǎn)生的大。

斷裂力學理論及運用[2]

3.1基礎知識

斷裂力學是運用連續(xù)體力學的原理，來研究有缺陷的均質連續(xù)材料或由這類材料構成的工程結構的強度以及裂紋擴展規(guī)律，以確保其安全使用的一門學科。根據(jù)不同的荷載作用下裂紋擴展形式的不同可分為三種基本斷裂類型：張開型斷裂（Ⅰ型）、滑移型斷裂（Ⅱ型）、撕裂型斷裂（Ⅲ型）。圖3.1可知張開型斷裂是實際工程中最常見也是最危險的裂縫，在研究中總能將材料或結構的某種斷裂形式視為基本斷裂類型的組合。

張開型斷裂（Ⅰ型）(b)滑移型斷裂（Ⅱ型） (c)撕裂型斷裂（Ⅲ型）

圖3.1 三種基本斷裂類型

根據(jù)彈性力學的方法可得到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型加載下的經(jīng)典裂紋的斷裂判據(jù)：

Ⅰ型加載：

，

Ⅱ型加載：

，

Ⅲ型加載：

，

由上述表達式可看出當時，各應力分量均趨向于無窮大,根據(jù)強度定義就會認為結構一旦存在裂紋就會喪失承載能力，這與實際情況不符。故用裂紋端部的應力值大?。☉姸纫蜃樱﹣碓u價裂紋端部應力場強弱，在斷裂力學中按應力強度因子建立的斷裂判斷即為：，其中斷裂韌性為表征材料抗斷裂性能的常數(shù)，根據(jù)推導不難得出三種基本斷裂類型對應的應力強度因子為：、、。顯然應力強度因子大小與點的位置無關，僅決定于荷載和裂紋尺寸。故保證即可確保結構安全，、同理。在加固過程中僅需有效控制應力強度因子則可達到抑制裂縫擴展，提高結構承載能力的目的。

3.2斷裂力學在結構加固中的運用

根據(jù)上述斷裂力學的原理我們可以針對橋梁結構的具體病害采取相應的加固措施，當采用封閉法或壓力灌漿修補裂縫時將原本已分離開的裂縫又重新結合為整體，相應的減少裂縫長度；鋼纖維混凝土顯著地改善了混凝土的抗拉強度及主要由主拉應力控制的抗彎強度、抗剪強度，且具有較好的韌性 (延性 )及控制裂縫的能力；截面轉換和粘貼鋼板加固可有效改善原結構受力特點。

工程實例

4.1項目簡介

曾家2號橋位于重慶市江津區(qū)省道S106線上，是一座3跨鋼筋混凝土簡支T梁，橋跨布置為3×12m，橋梁全長52.46m。通過檢測發(fā)現(xiàn)該橋主梁主要存在的裂縫病害如下：（1）2＃、3?？?，支座附近多片主梁出現(xiàn)多條斜向裂縫，主梁兩側裂縫對稱，裂縫最大長度0.8m，最大寬度2mm；（2）各片主梁中部出現(xiàn)多條豎向裂縫，裂縫最長1.0m，寬2mm。

圖4.1裂縫病害圖1 圖4.2裂縫病害圖2

4.2橋梁裂縫加固處理措施

4.2.1 裂縫修補

(1)對于裂縫寬度＜0.15mm采用表面封閉法

采用聚合物水泥表面封閉法，聚合物水泥是在加固專用的改性環(huán)氧漿液配出后加入50克525#水泥攪拌均勻而成，封閉后要考慮梁體表面的美觀。

(2)對于裂縫寬度≥0.15mm采用壓力灌注法

采用灌注混凝土裂縫修補膠液封閉裂縫法，將裂縫修補膠漿液壓注入結構物內(nèi)部裂縫中去，以達到封閉裂縫，恢復并提高結構強度、耐久性和抗?jié)B性的目的，使混凝土構件恢復整體性,“必可法”（BICS）灌縫是比較常見的一種。

4.2.2 利用截面轉換加固改造技術對主梁加固

為了提高原橋的抗彎剛度和抗扭剛度，采用主梁截面轉換成箱梁截面的加固技術。在主梁中部6m范圍內(nèi)通過增設鋼筋混凝土底板加以封閉，加固底板厚12cm；為提高鋼筋混凝土強度、剛度及耐久性能，主梁采用C40鋼纖維混凝土，按砼重量的1.5‰摻入減水率大于25％的高效減水劑。澆筑方式為先跨中，再兩端，先中梁，再邊梁。

4.2.3 粘貼鋼板加固技術

為了提高支座截面的抗剪承載能力，采用粘貼鋼板條對各跨支座附近的主梁腹板進行加固，腹板鋼板條的凈距為14cm，厚度為8mm。

圖4.3 裂縫修補 圖4.4 截面轉換加固

圖4.5粘貼鋼板加固 圖4.6 荷載試驗

以上簡述的加固方案僅針對主梁裂縫病害，結合對支座、墩、橋臺、橋面鋪裝以及主梁其他病害的加固措施，該加固項目實現(xiàn)了提高橋梁承載力，保證橋梁的安全運行的目標，并通過荷載試驗數(shù)據(jù)證明該橋梁加固方案有效，同時也說明通過斷裂力學理論指導混凝土梁橋加固是科學、可行的。

結論

實踐證明斷裂力學理論在梁橋加固中已經(jīng)得到了合理運用，并取得了良好的經(jīng)濟效應，值得借鑒和推廣。然而由于理論和實際之間必然存在的某些差異，使得在加固運用中仍然存在著一些問題，有待進一步分析和探討。

（1）裂縫修補處理時，采用不同的灌注方式、壓力大小都會對裂縫產(chǎn)生影響，防止裂縫擴展和保證灌注質量是一對矛盾體，如何確保加固質量還需要進一步分析和研究。

（2）梁橋加固中會存在改變原結構特征從而優(yōu)化受力的情況，但這種對原結構的改變也存在負面效應，例如T轉箱后會明顯增大結構自重，如何將負面效應和受力優(yōu)化情況合理結合起來，仍然是要橋梁加固繼續(xù)探尋的方向。

參考文獻：

蒙云，盧波.橋梁加固與改造[M].北京：人民交通出版社，2004.

洪起超.工程斷裂力學基礎[M].上海：上海交通大學出版社，1987.

易志堅.一種新型的復合鋼筋混凝土結構及其優(yōu)良的阻裂增強性能[M].重慶交通大學55周年校慶論文專輯.重慶：重慶交通大學出版社，2006.

張國新等.用斷裂力學研究混凝土裂縫的允許灌漿壓力[J].水利水電技術.2009年12期.

高巖等.開裂預應力混凝土梁的檢測、評估和加固[J].中國鐵道科學.2005年9月第26卷第5期.

馬世立等.斷裂力學鋼筋混凝土箱梁加固中裂紋發(fā)展的過程分析[J].河南建材.2011年5期.

篇10

關鍵詞：碳纖維，橋梁，加固補強，應用

 

1.工程概況

濟青高速公路自1993底建成通車，隨著重型車輛日趨增多，在重載車輛的反復作用下，梁板出現(xiàn)結構性裂縫，嚴重影響結構安全，需要修復補強，以適應交通量增長的需要。2005-2008年，青島分公司組織對濟青高速青島段67片梁板進行了粘貼碳纖維布加固工藝，從使用和試驗檢測結果看，效果良好。

2 .工藝原理

碳纖維布是用抗拉強度極高的碳纖維絲單向排列，經(jīng)特殊工藝編制而成，使用時，碳纖維布是沿受力方向或垂直于裂縫方向用膠結材料將其粘貼在混凝土結構的補強部位，膠結材料作為它們之間的剪力，增大了結構抗拉或抗剪能力，并能有效地提高結構的強度、延性，及抗裂性，控制裂縫和撓度的繼續(xù)發(fā)展；必要時也可交叉粘貼單向碳纖維片材。整個工藝的關鍵在于碳纖維布粘貼和緊密性與牢固性，以保證與原結構形成整體。其膠結材料是專用的配套環(huán)氧樹脂。

3.材料

3.1碳纖維布修復補強混凝土結構所用材料，可以分為碳纖維布和與其相配套的專用環(huán)氧樹脂兩大類，配套樹脂分為底涂樹脂、找平樹脂和粘貼樹脂。配套樹脂分別由主劑和固化劑配制而成；分為適合于冬天及夏天使用的冬用型和夏用型。主劑和固化劑分別包裝，在現(xiàn)場作用時，應按工藝要求、按照規(guī)定的比例混合均勻，以形成所需要的底涂樹脂、找平樹脂、粘結樹脂。

3.2碳纖維布具有如下特點

（1）高彈模，以提供有效的增強作用；

（2）高強度

（3）單根纖維間強度變化??；

（4）在制造與處理過程中強度穩(wěn)定并保持不變。

碳纖維布的規(guī)格及性能