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1、目 录桥梁需要加固的原因1粘贴碳纤维布加固法1粘贴碳纤维布施工工艺1梁式桥上部结构改造技术2预应力连续桥梁加固技术6桥梁检测技术12桥梁需要加固的原因桥梁是公路的咽喉,其使用功能的好坏直接影响整条线路的畅通,既有公路中设计标准较低的桥梁严重制约了公路运输事业的发展。我国公路桥梁 的设计标准随着国民经济的发展而不断提高:设计 荷载由汽- 6 、汽- 8 、汽- 10、汽- 13 发展到汽- 15、汽- 20 及汽- 超20 级;验算荷载也由拖- 30、拖- 60 、拖- 80 发展到挂- 100 和挂- 120。据调查,全国在20 世纪80 年代前建成的国道、省道和县级公路中永久性大、中型桥梁的
2、设计荷载达到汽- 20 级、挂- 100 标准的仅占6. 53 % ,汽- l0 、履- 50 及以下荷载标准的桥梁占9. 17 % ,其余84. 3 %的桥梁基本上是汽- 13 级和汽- 15 级标准。由此可见,既有桥梁已不能适应当前的设计标准要求。同时,随着国民经济的发展,交通量和车辆载重不断加大,公路交通的负荷日趋增大,使部分早期设计修建的桥梁的既有损伤不断加重,加速了桥梁的老化、破损。特别是修建年代早、设计标准低的桥梁,病害严重, 已不能维持正常使用,而只能限速限载通行,甚至不得不关闭交通,严重影响和制约了交通运输和地方经济的发展。 受资金和材料资源的限制,上述桥梁不可能全部拆除重建,
3、而期望尽量利用既有桥梁,通过技术手段对旧桥进行技术改造,恢复和提高其承载能力粘贴碳纤维布加固法碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic)加固修复混凝土结构技术是近年来在发达国家兴起的一项新型加固技术，该项技术是将碳素纤维这种高性能纤维应用于土木工程，利用树指类材料把碳纤维粘贴于结构或构件表面，形成复合材料体CFRP，通过其与结构或构件的协同工作，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。 加固修复混凝土结构所用碳纤维材料主要为二种：碳纤维与配套树脂。其中碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的十几倍，而弹性模量与钢材相当，某些种类(如高弹性)碳纤维的弹性模量甚至在钢
4、材的两倍以上，且施工性能与耐久性良好，是一种很好的加固修复材料；配套树指则包括底层树脂、整平材料及粘浸树脂，前两者的作用是为了提高碳纤维的粘结质量，而后者的作用则是使碳纤维与混凝土能够形成一个复合性整体，并且共同工作。粘贴碳纤维布施工工艺1、施工流程放设施工线 基面处理 刷抹漆底胶 刮腻子 粘贴碳纤维布 养护涂刷碳纤维专用漆。2、施工步骤 （1）依据设计文件进行施工范围内的放线作业。 （2）将施工区域内用角磨机对基面进行磨平处理，磨平时要见混凝土光面，并用空气压缩机将粉尘吹干净，直至用手触摸不粘灰为止。 （3）将底胶按比例配制并搅拌均匀。用短毛滚刷均匀涂抹在磨平部位，静置57小时，至手触摸不沾
5、手方可进行下一道工序。底胶拌和量每次不宜过多，应做到随用随拌，不得使用失效的环氧树脂，拌和器具应干净清洁，不得使用已浸过溶剂的毛滚。 （4）待底胶干燥后，按比例拌和环氧腻子，并调和均匀，用腻子刮平工作面的坑槽，养生57小时。 （5）粘贴碳纤维布 a. 用砂纸打磨一遍工作面，并用棉丝将粉尘擦拭干净。b. 施放作业边界线。c. 按比例将积层树脂进行拌和均匀后，用短毛滚均匀涂抹于工作面上。d. 将碳纤维布按顺序依次粘贴于工作面，并用消泡滚反复滚压碳纤维布表面，使碳纤维布与工作面紧密结合，不至有气泡存在。e. 静置3060分钟在碳纤维表面再均匀涂一层浸渍树脂。涂抹浸渍树脂时，不得使粘贴的碳纤维布卷起。
6、（6）碳纤维在粘贴后，养护24小时，不宜使碳纤维布受潮、受震，也不得受荷载直接冲撞碳纤维布表面。（7）待树脂初期硬化后，在碳纤维布表面涂刷一层碳纤维专用漆，其颜色和原来结构相同。3、施工中应注意的事项（1）施工宜在5以上环境温度条件下进行，并应符合配套树脂的施工使用温度。当环境温度低于5时，应使用适用于低温的配套树脂或采用升温处理措施。（2）在表面处理和粘贴碳纤维布前，应按加固设计部位放线定位。（3）树脂配制时应按产品使用说明规定的配比称量置于容器中，用搅拌器均匀搅拌至色泽均匀。搅拌所用的容器内不得有油污及杂质。宜根据现场实际温度决定树脂的每次拌合量，并严格控制使用时间。（4）粘贴前板底首先要
7、打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出结构新面，混凝土表面应清理干净并保持干燥；钢筋露出部位须做防锈处理，如损坏程度严重，须采取其它措施，以确保安全；转角粘贴处要进行倒角处理打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm。（5）按比例准确配制好底胶并搅拌均匀，注意一次调和量在可使用时间内用完，超过时间的绝对不能使用，以确保粘接质量；底胶硬化后，在表面有凸起部分时，要用磨光机或砂纸打光。（6）粘贴碳纤维布时要从中间向两侧进行粘贴，可避免施工时产生气泡影响加固效果。（7）碳纤维布配套树脂的原料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射。（8）树脂的配置和使用场所，应保持通风良好，现场施工人员应根据使
8、用树脂材料采取相应的劳动保护措施。（9）涂刷碳纤维专用漆必须等树脂初期硬化后再施做，如表面上仍有不平，用环氧树脂砂浆作细部找平后再涂刷碳纤维专用漆。（10）碳纤维布的施工应由熟悉施工工艺的专业施工队伍完成，并应精心组织、精心施工。梁式桥上部结构改造技术梁式桥上部结构加固改造技术主要有以下几种: 扩大和增加原结构构件截面,以提高原结构的强度和刚度; 以新的结构代替原抗力不足的结构; 改变原结构的受力体系,使原结构受力减少; 对原结构施加预应力,改善原结构的受力性能。 其中,前三项为常规加固技术。 1 常规加固技术 常规加固技术的具体内容及优缺点见表1。技术名称技术内容适用范围优缺点增大主梁截面法
9、增加主梁法凿开梁肋下缘砼保护层,露出原底层主筋,将原箍筋切断拉直后在主筋下缘增焊受力主筋,再重新浇筑保护层砼,以增大受力钢筋的截面适用于受力主筋截面不足且桥下净空受限,不允许增加梁高的情况不减小桥下净空,但需截断并接长箍筋,对结构的损伤较大,导致施工中的不安全因素增多,且施工工艺较复杂加厚桥面板法凿除原桥面铺装层,桥面板经凿毛洗净并每隔一定间距设置剪力槽或剪力键,再现浇一层新的钢筋砼铺装层适用于允许中断交通的小跨径T 梁或板梁桥施工时桥上交通受阻,不允许中断交通的桥梁不宜采用;将增加结构自重产生的弯矩,结构的承载力提高不显著增大梁肋混凝土截面法将结合部位的砼凿毛洗净后,每隔一定间距露出原主筋,
10、增设箍筋将新、旧主筋牢固连接,再挂模浇筑新增梁肋马蹄形砼适用于桥下净空较高,允许增加主梁高度的情况将减小桥下净空,对于要求桥下净空的桥梁无法组织实施且对桥梁的外观影响较大,不适于城市桥梁外部粘结加固粘贴钢板对粘贴部位砼和粘贴用钢板进行表面处理后,用环氧树脂胶浆将钢板粘贴在砼表面,并加压成型,使钢板密贴砼表面,以提高梁的抗弯、抗剪能力粘贴钢板加工成型较困难,需要一定的支护设备,而且在长期使用过程中维修保养工作量大,粘结材料的耐久性能也值得重视粘贴玻璃钢对粘贴部位砼和粘贴用钢板进行表面处理后,用环氧树脂胶浆将多层玻璃纤维布压铺成玻璃钢(其间可放高强钢丝排栅) ,然后将成型玻璃钢粘贴在构件下表面特别
11、适用于重型车辆或大型设备过桥时的临时加固处理玻璃钢的弹性模量较砼低,在荷载作用下产生的变形较大,且玻璃钢在恶劣环境下的老化问题较突出粘贴钢筋对粘贴部位砼和粘贴用钢板进行表面处理后,用环氧树脂胶浆将点焊成排栅的钢筋粘贴在砼表面,并对钢筋作防护处理,以提高梁的抗弯能力增加辅助构件法增加主梁在新增主梁位置将原桥面凿开,切断原横隔梁,利用原结构挂设模板,现浇钢筋砼主梁,并连通原横隔梁,保证新旧结构成为整体,共同受力适用于主体结构基本完好、而承载力不能满足要求的情况必须中断交通,且工艺复杂,工程量大,对原结构的损伤较大增加横隔梁在新增横隔梁部位的主梁上钻孔,设置贯通全桥宽的钢筋,并设法固定钢筋,待将与主
12、梁结合处的砼凿毛、清洗后挂模浇筑适用于因横向联系较差而降低承载力的桥梁上部结构改变结构体系法八字撑架加固在简支桥孔设置钢制或钢筋砼制八字撑架,为原桥上部结构增设两个支承,使原一跨简支梁变为三跨连续梁适用于建在不通航河道上的桥梁上部结构对桥下净空影响非常大,极不适于城市桥梁的加固,当建筑高度较大时,其工程量较大连续体系加固将原多跨简支梁的梁端翼缘连接起来,使受力体系由原来的简支转变为连续,从而改善结构的受力性能适用于原简支梁跨中截面抗弯能力明显不足的情况虽不受净空限制,但对交通有影响增设大边梁法在原桥主梁的两侧增设抗弯、抗扭刚度相对较大的梁,并设置横隔梁使新旧结构成为整体,共同受力,使新增边梁能
13、分担较多的荷载内力,从而减少原有结构承担的内力适用于主体结构基本完好,具有一定承载潜力,同时需要加宽的桥梁新建部分与原有结构相对独立,对交通的影响较小,也不受桥下净空的限制,但新建部分与原有结构之间必须采取可靠的联结措施,才能使其共同工作截面转换法将多梁式钢筋砼T 型梁桥的下翼缘封闭,使桥梁由开口的型转换为闭合的箱型结构,提高截面的抗弯、抗扭刚度适用于T 型梁或型梁桥加固效果较好, 但施工时在桥下工作,操作空间受到限制,特别是箱型梁底板砼的浇注较困难2 预应力技术随着荷载等级的不断提高,桥梁工程逐渐向轻型、大跨度方向发展,预应力砼结构的应用越来越广泛,在今后的桥梁加固中,现有加固技术可能在很大
14、程度上受到限制,因此,有必要开发和研究预应力技术在旧桥改造中的应用。 用预应力技术对结构进行加固主要是通过后张法中的体外预应力来实现的,其施工工艺:体外预应力的预应力钢束设于砼构件的外侧,钢束穿过设在构件端部的挡块和中部适当位置的转向块进行张拉,从而使砼构件获得预压应力。此法的主要目的是简化预应力工艺,但结构的受力|考试-大|特性比常规的粘结预应力砼差,钢材用量也较大,目前主要用于较大跨度的桥梁工程或维修加固工程中。 2. 1 下撑式预应力拉杆法 当桥下净空能够满足通车、通航要求时,可采用在梁下设置预应力拉杆的方法进行加固。设计时一般采用粗钢筋作为拉杆,两端锚固在梁端,中间采用单柱或多柱支撑,
15、使梁受到预应力的作用。施加预应力的主要方法: 横向收紧法。将拉杆分两层布置于梁底两侧,在靠近梁的支座附近向上弯起,与固定在梁端的锚固板焊接。在拉杆的弯起处用短柱支撑,在纵向每隔一定距离设置一道撑棍和紧锁螺栓, 再通过收紧器将拉杆横向收拢而产生预应力。 纵向张拉法。将预应力拉杆沿梁底布置,两端向上弯起,锚固于梁端,然后直接张拉梁底的水平拉杆, 使拉杆产生预拉力,梁体因此受到预应力的作用。 以上加固方法在福建省南平电机厂专用桥、广东省肇庆大沙桥、吉林省青山桥等7 座桥梁中得以成功应用。实践表明,其加固效果很理想。但都需要在旧梁上设置可靠的锚固板,张拉的工艺比较复杂,其耐久性和抗疲劳性还有待进一步研究。 2. 2 预应力钢丝束法 沿梁腹侧面按抛物线形敷设预应力钢丝束,在梁底每隔一定距离(50100 cm) 设置一根定位箍, 用以固定钢丝束的形状,钢丝束的两端穿过梁端翼缘板伸至梁顶锚固。张拉预应力钢丝束,通过定位箍使梁获得预应力;再通过喷射砼使预应力钢丝束及定位箍与梁体形成整体。这种加固方法的受力明确,效果明显,但箍圈
