橋梁加固的方法與策略
2011-05-26 來源：
一：體外預(yù)應(yīng)力加固：
加固措施：通過體外預(yù)應(yīng)力索施加反向荷載的方法對(duì)該橋進(jìn)行加固，此外考慮箱梁兩側(cè)腹板出現(xiàn)大量的斜剪裂縫，為了約束斜裂縫進(jìn)一步發(fā)展，加強(qiáng)對(duì)腹板混凝土的約束，增強(qiáng)腹板抗剪承載能力和剛度，采用腹板內(nèi)側(cè)粘貼鋼板。預(yù)應(yīng)力施工工藝1.錨固端部橫梁與跨中轉(zhuǎn)向橫肋!墩頂導(dǎo)向槽的施工2.鋼絞線下料與穿束3.鋼絞線張拉4 預(yù)緊5.高應(yīng)力張拉6.壓漿
缺點(diǎn)：
1.預(yù)應(yīng)力的施工工藝，在鋼絞線下料與穿束中粘接段段的長(zhǎng)度和位置，新老混凝土之間的粘結(jié),后加預(yù)應(yīng)力對(duì)原預(yù)應(yīng)力的影響,很難確定。
2.施加預(yù)應(yīng)力索加固現(xiàn)在存在的問題：如合理的加固預(yù)應(yīng)力筋的位置和數(shù)量后加固的預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)已經(jīng)存在的預(yù)應(yīng)力鋼筋的影響
3.體外預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛、斷筋等失效的現(xiàn)象也較為常見
二.體外預(yù)應(yīng)力的加固另外的加強(qiáng)措施
1 彎曲加強(qiáng)
采用體外預(yù)應(yīng)力加固法可提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受彎承載力.預(yù)應(yīng)力筋布置應(yīng)符合優(yōu)化布置原則,即加固筋外形與外荷載產(chǎn)生的彎矩圖形相似.因此,加固梁式結(jié)構(gòu)時(shí),體外預(yù)應(yīng)力筋多采用折線形連續(xù)筋,以充分發(fā)揮加固筋的抗拉強(qiáng)度.體外筋的靈活布置,可以有效地補(bǔ)強(qiáng)加固不同受力情況的簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁.若連續(xù)梁中僅有個(gè)別跨需要加固,則可采取在這些跨上單獨(dú)布置預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行局部加固;若連續(xù)梁普遍較差,則可用各跨布置給予整體加固,若連續(xù)梁普遍較弱,但個(gè)別跨更弱,則可采取通長(zhǎng)布置與局部布置相結(jié)合的辦法進(jìn)行加固.
2 剪切加強(qiáng)
梁的剪切強(qiáng)度可通過外部加設(shè)扁鋼!鋼板和鋼箍等方法來提高.扁鋼通常箍在構(gòu)件上用后張法拉緊并已開發(fā)了一種后張不銹鋼鋼箍的方法.后張法能使新材料平分恒載及活載,這樣就能更有效地利用新增材料.提高剪切強(qiáng)度的另外一種方法為采用后張的附加預(yù)應(yīng)力鋼筋.預(yù)應(yīng)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(nèi),又可安裝在箱內(nèi).施加預(yù)應(yīng)力時(shí)應(yīng)當(dāng)小心謹(jǐn)慎,避免結(jié)構(gòu)某些部分出現(xiàn)超限應(yīng)力.若構(gòu)件中存在裂縫,一個(gè)好的實(shí)施方法是在施加預(yù)應(yīng)力之前,先在裂紋上注射環(huán)氧樹脂.
三．粘貼碳纖維法與鋼板粘貼加強(qiáng)法基本原理是一致的，均是將其增強(qiáng)材料粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉邊緣或薄弱部位，使之與結(jié)構(gòu)形成整體，代替需增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，提高梁的承載能力達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)的目的
粘貼碳纖維法
碳纖維加固橋梁構(gòu)件的部位：用粘結(jié)材料將碳纖維材料有序地纏繞粘貼于構(gòu)件表面，實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)件變形的約束并因此提高構(gòu)件的極限強(qiáng)度和承載能力。在橋梁加固運(yùn)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(qiáng)度和剛度:也可粘貼在梁的腹板上，以提高其抗剪強(qiáng)度
具體的施工工藝：
1. 處理結(jié)構(gòu)混凝土表面，涂敷基底樹脂并整平
2. 涂刮整平膠并對(duì)其表面作砂光處理
3. 滾刷粘結(jié)劑粘結(jié)碳纖維
4. 對(duì)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(duì)結(jié)構(gòu)抗彎和抗剪加固效果明顯，但對(duì)結(jié)構(gòu)靜剛度影響不大（靜剛度包括等直桿件扭轉(zhuǎn)剛度、受彎梁的彎曲強(qiáng)度、薄板受彎曲載荷作用、薄殼變形計(jì)算）。（2）在借用橋面鋪裝層參與受力時(shí)，新老混凝土的可靠連接，始終存在問題如粘結(jié)劑的老化問題
此外粘貼鋼板法存在以下自己特殊的缺點(diǎn):（1） ,鋼板面積大,剛度大,適型性差,很難與原結(jié)構(gòu)緊密粘接,此外,自重很大,加上銹跡等原因,底、側(cè)粘貼很易脫落（鋼板易受腐蝕或脫落）（2）對(duì)于大跨度梁來說,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(diǎn)（1碳纖維的抗剪強(qiáng)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） 碳纖維用于橋梁加固,其老化問題不容忽視。
四．體系轉(zhuǎn)換法：是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)體系以減少梁內(nèi)應(yīng)力，提高承載能力的一種加固方法這是一種‘變被動(dòng)加固為主動(dòng)加固’的方法，該方法需要對(duì)原結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀進(jìn)行仔細(xì)的調(diào)查，對(duì)其承載潛能進(jìn)行正確評(píng)價(jià)，用周密、細(xì)致、可靠的汁算分析確定體系轉(zhuǎn)換的方法和施工工藝流程，以達(dá)到加固修復(fù)病橋的目的。一般可通過簡(jiǎn)支梁下增一設(shè)支架或橋墩;或把簡(jiǎn)支梁與簡(jiǎn)支梁加以連接，使結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)支變?yōu)檫B續(xù)等。
施工工藝：（1）揭開橋面鋪裝層.將梁頂保護(hù)層鑿除.使主筋外露.沿梁頂增設(shè)縱向受力主筋，數(shù)量根據(jù)計(jì)算決定。
（2）澆注端頭混凝土
（3）拆除或改變?cè)兄ё?br />
（4）重新做好橋面鋪裝
該加固方法主要對(duì)于大、中簡(jiǎn)支梁橋的加固，將多跨簡(jiǎn)支梁的梁端連接起來，變?yōu)槎嗫邕B續(xù)梁，，可以有效改善結(jié)構(gòu)的受力狀況，提高橋梁的承載能力，但不適合連續(xù)剛構(gòu)橋的后期加固
五．橋面系減載。對(duì)大跨度連續(xù)剛構(gòu)而言，恒載在總重量中占有相當(dāng)大的比重，減小橋跨內(nèi)橋面的恒載重量諸如變鹼橋面鋪裝為瀝青鹼橋面鋪裝、變鹼欄桿系為鋼質(zhì)欄桿系、減薄人行道鋪裝厚度等能有效地減小跨中的下?lián)狭俊?br />
六．?dāng)U大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面,以提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度;該方法雖然能提高結(jié)構(gòu)承載力,但也會(huì)因而加大結(jié)構(gòu)自重。自重加大產(chǎn)生的內(nèi)力增量會(huì)消抵部分或全部結(jié)構(gòu)承載能力的提高。且新增結(jié)構(gòu)面積或體外施加的預(yù)應(yīng)力與原結(jié)構(gòu)體的界面能否良好結(jié)合
此外（1）擴(kuò)大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面,以提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度; （2）改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力體系,使其減小受力;（3）以新的結(jié)構(gòu)代替舊的應(yīng)力不夠的結(jié)構(gòu)這三種方法均不能用于大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋
總結(jié)：增大截面、粘貼鋼板（碳纖維）、體外預(yù)應(yīng)力等加固方法都屬于二次超靜定受力結(jié)構(gòu)。加固前原結(jié)構(gòu)已經(jīng)承受荷載（即第一次受力），特別是當(dāng)承載能力不足時(shí)，加固前原結(jié)構(gòu)的截面應(yīng)力、應(yīng)變水平一般都很高。新加固部分加固后并不立即承受荷載，而是在新荷載（即二次加載）下才開始受力。從而導(dǎo)致整個(gè)加固結(jié)構(gòu)在其后的第二次受力過程中新加部分的應(yīng)力、應(yīng)變始終滯后于原結(jié)構(gòu)的累計(jì)應(yīng)力、應(yīng)變，這決定了此時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)加固計(jì)算分析不能夠完全按普通結(jié)構(gòu)概念進(jìn)行。加固結(jié)構(gòu)的承載力與新舊兩部分的應(yīng)力差值或應(yīng)變差值直接相關(guān)，與原結(jié)構(gòu)的極限變形值有關(guān)，與兩部分材料的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系有關(guān)。
