[转贴]：如何选择桥梁加固技术

asphalt

（摘自《中国公路》2003，7，王 萍）

以某高速公路为例，该路全长约16公里，已运营12年。为保持桥梁长期运营的安全性和正常使用寿命，在保证日常养护情况下，对全线桥梁的基本状况进行了全面普查，全面掌握桥梁的基本状况进行全面普查，全面掌握桥梁的基本状态；对承载力有怀疑的桥梁进行进一步荷载试验和评估综合；对承载能力不过的桥梁进行加固处理，对影响桥梁耐久性的病害进行修补处理。


桥梁综合评估


依据原普查报告结果和荷载试验情况及结论，确定本次检测的内容及荷载试验方案。


进行检测，通过这些检测掌握桥梁的损害及老化程度。


静载检测，根据桥梁的普查结果，有针对性地重点不止一些测点，测试桥梁的实际受力变形状态和承载能力。


综合评估，根据前三步的工作成果对计算、检测和试验成果进行综合对比分析；对桥梁的工作状况和承载能力进行综合评定，提出初步处理方案。


桥梁病害分类

根据检测和平谷报告，该高速公路桥梁病害主要为以下五类：


或者厂使用状态问题：梁体主要受拉区在荷载作用才能开列或原有裂缝有扩展，钢筋应力较大，结构使用状态出问题；但梁本身受拉区未破损，受拉筋未损失，结构的极限强度并未减小。


极限状态问题：梁体主要受拉区早荷载作用下，截面应变符合平截面假设，截面应力较小，梁体在荷载作用下没有开裂或原有裂缝稳定，没有新的扩展，结构的使用状态没有问题；但梁体由于被撞而造成钢筋或预应力钢丝断裂，使梁体现有配筋与原设计相比减少，结构的极限强度降低。


梁体底版混凝土保护层过薄、露筋。


部分支座丢失。


其他，如混凝土剥落，锥坡沉降开裂等。


加固方法的分析与比选

加固设计是以实测数据为依据，以现行规范为标准，对现有结构进行补强设计，使现有结构在补强后能满足原设计的要求或满足规范和正常安全营运的要求。加固方法的确定是通过对具体存在的问题理解和现有常用加固方法的分析比较而得出较佳的加固方案，从而达到简单、实用、经济、有效的效果。

1、结构正常使用状态问题

当结构处于正常使用状态时，结构变形完全符合弹性理论，截面应变沿梁高呈线性分布。在活载作用下，解决钢筋应力过大问题，对全预应力梁，可采用加体外预应力使结构恢复到原设计标准，也可以在满足安全使用要求的情况下，通过增加钢筋面积来减小钢筋在活载作用下的应力以满足部分预应力混凝土B类的规范要求。试验表明，结构的关键截面挠度满足规范要求，说明结构的整体刚度没有问题。根据经济，使用、有效的原则，只将其加固到部分预应力混凝土B类即可，目前较成熟的加固方法有粘贴钢板和碳纤维布两种，其个自特点见表1。

表1


　 粘贴钢板
粘贴碳纤维布
备注

增加钢筋面

积效率
A增加=E钢板/E钢筋×

A钢板

=1.0×A钢板
A增加=E碳纤维/E粘贴×

A碳纤维

=1.1725×A钢板
Ｅ钢板＝Ｅ钢筋＝2.0

×10５Mpa

E碳纤维＝２.345×10Mpa

可用厚度及其

单价
6mm

1800元/ m2
3000型的3.167mm

1200元／m2
　
等厚单价
300元/ m2/mm
7186元／m2/mm
　
施工难度
易
易
　
需贴层数
1
若同样达到６mm钢板的效果，碳纤维的布需要３１层
　


2、结构极限状态问题

当结构处于极限状态时，结构已进入塑性阶段，根据极限状态理论，截面混凝土达到极限强度，应力分布呈矩形分布，当混凝土受压区足够是，钢筋也将达到其极限强度。当梁体被撞后，受拉钢筋或预应力钢丝损失、面积减少，加固是通过弥补损失刚才的面积和强度来达到加固结构极限强度的目的。通常此类加固方法有粘贴钢板和碳纤维布两种，其各自特点见表2。

表2

　 粘贴钢板
粘贴碳纤维布
备注

增加钢筋面积

效率
A增加=б碳纤维/б钢×

A钢板

=1.0×A钢板
A增加=б碳纤维/б钢筋×A×

=10.15×A碳纤维
б钢板=б钢筋=

340Mpa

б碳纤维=3450 Mpa

可用厚度及其

单价
6 mm

1800 元/m2
3000型的0.167mm

1500元/ m2
　
等厚单价
300 元/ m2/mm
7186元/ m2/ mm
　
施工难度
被撞梁外预应力先张法空心板梁;底版较薄和钢丝间距较小,使钢板锚固螺栓无法锚固施工
易


需贴层数
1
若同样达到6 mm钢板的效果,碳纤维布需要4层
　


可以看出，此项工程在结构极限状态下，粘贴钢板的加固方法由于结构构造原因无法实施，因此推荐粘贴碳纤维布法。


梁体底版混凝土保护层过薄、露筋问题

混凝土保护层过薄，碳化或露筋，则使其失去或减弱保护钢筋的作用，造成碳化、钢筋锈蚀，混凝土开裂等多种病害。针对此病害，目前比较成熟的处理方法是对混凝土进行表面涂装。


部分支座丢失

解决方法有以下两种，恢复原设计，将空心板梁吊起或用千斤顶顶起，补回支座；高率到缺支座的桥梁为空心板梁，每片空心板有4个14×14×2.1cm的板式橡胶支座，梁宽只有1.05m,支座间距68cm,且空心板联系并未因支座缺少而造成破坏,同时到目前为止也未对行车舒适和安全造成影响，故可考虑简单处理，即将板式橡胶支座的厚度改为1.4cm,将其用胶粘回梁底，再用带胶薄钢板将其垫实。这样，可使补加的支座在活载的作用下与其他支座共同作用，结构在活载作用下的受力状态得到改善。

考虑到使用的难易程度和多安全运营的实际影响程度，推荐方案2。


结构出现裂缝

裂缝的出会加速混凝土的碳化和钢筋的锈蚀,影响结构的使用寿命。应即使对裂缝进行修补。通常的做法是，对于大于0.2mm的裂缝进行灌缝处理，对于小于0.2mm的裂缝进行封闭处理.对于渗水的裂缝，应先钻孔将水排出，然后再进行修补.

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好！考虑到近几年技术、材料的进步和我国目前一些桥梁的状况，建议论坛搞个桥梁加固专题。许多人对新设计已经知道了不少，但桥梁加固方面的知识、经验则非常的欠缺。