淺析橋梁修復(fù)與加固技術(shù)

橋梁修復(fù)與加固技術(shù)研究逐漸向新材料、新工藝方向發(fā)展，但是對橋梁加固技術(shù)的研究還沒有統(tǒng)一的規(guī)范可循，這需要工程技術(shù)人員在實(shí)踐中不斷總結(jié)，才能形成規(guī)范化的橋梁修復(fù)與加固技術(shù)。

一、橋梁修復(fù)與加固工程的特點(diǎn)

（1）橋梁修復(fù)與加固工程常受原有結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的空間制約，其施工現(xiàn)場空間狹小，大型預(yù)制構(gòu)件很難進(jìn)入現(xiàn)場、難以發(fā)揮作用；

（2）為了在不中斷交通或少中斷交通的條件下施工，橋梁修復(fù)與加固工程要求施工工藝簡便快速、工期短，并且常分段分期行；

（3）橋梁修復(fù)與加固施工過程中有較大的清除工作量，過程較繁瑣，會存在較多不安全因素；

（4）橋梁修復(fù)與加固施工過程中往往對原有和相鄰的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件不利，因而在工程實(shí)施過程中應(yīng)盡量不損傷原有結(jié)構(gòu)；

（5）橋梁加固增強(qiáng)需充分考慮新、舊結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度與使用壽命的均衡以及新、舊結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)；

（6）凍融、腐蝕、地基不均勻沉降等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞時(shí)，需要全面考慮有效措施來減小、抵御或消除所有不利因素，來避免加固后的結(jié)構(gòu)持續(xù)受損。在橋梁上、下部結(jié)構(gòu)同時(shí)有病害問題的情況下，需要先治理下部結(jié)構(gòu)病害后才加固上部結(jié)構(gòu)；

（7）對于可能出現(xiàn)開裂、傾斜或倒塌等不安全因素的結(jié)構(gòu)，加固施工前應(yīng)采取臨時(shí)措施以防止發(fā)生安全事故；

（8）橋梁加固工程相對新建橋梁經(jīng)濟(jì)效益較高，其費(fèi)用僅占新建橋梁的20～30％左右。

二、橋梁修復(fù)與加固的一般程序

一般橋梁修復(fù)與加固工程應(yīng)遵循如下工作程序：

鑒定結(jié)構(gòu)可靠性——確定修復(fù)與加固方案——加固設(shè)計(jì)——施工組織設(shè)計(jì)——修復(fù)與加固施工——組織驗(yàn)收。

鑒定結(jié)構(gòu)可靠性，主要是診斷病害結(jié)構(gòu)的病情。修復(fù)與加固方案受到主客觀等多因素的影響。

加固設(shè)計(jì)主要參照現(xiàn)行規(guī)范及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來深化加固方案。修復(fù)與加固施工是按加固設(shè)計(jì)對被加固結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的施工過程，很多大型結(jié)構(gòu)的加固需要在施工前編制施工組織設(shè)計(jì)。

橋梁修復(fù)與加固工程作為一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要全面考慮施工全過程，還要選取綜合措施充分挖掘橋梁的內(nèi)部潛力。但是，在橋梁加固過程中，病害診斷出錯(cuò)，或加固方案和設(shè)計(jì)不周，或施工組織不完整就會造成無法想象的嚴(yán)重后果。

三、常用的橋梁加固技術(shù)

橋梁結(jié)構(gòu)物，除了會發(fā)生表層損壞、裂縫及鋼筋銹蝕等缺陷外，還會因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)布置不當(dāng)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低、施工質(zhì)量差、外在因素的影響等，致使橋梁結(jié)構(gòu)受到損害。由于橋梁病害的復(fù)雜多樣性，需要謹(jǐn)慎進(jìn)行加固技術(shù)及方案的比較。橋梁的技術(shù)改造分為兩個(gè)步驟：即加固前或加固過程中的裂縫修補(bǔ)及對橋梁結(jié)構(gòu)的加固增強(qiáng)。因此，本章對橋梁加固的技術(shù)分為裂縫修補(bǔ)技術(shù)和結(jié)構(gòu)加固技術(shù)兩大類，最后介紹目前常采用的碳纖維加固技術(shù)。

（一）裂縫修補(bǔ)技術(shù)

裂縫修補(bǔ)主要為了恢復(fù)結(jié)構(gòu)物的耐久性及其防水性，并起到修飾美觀的作用。結(jié)構(gòu)有較嚴(yán)重的病害時(shí)，需要在加固前或在實(shí)施加固技術(shù)的過程中進(jìn)行裂縫的修補(bǔ)。裂縫修補(bǔ)的主要技術(shù)有：

（1）表面處理法，這是一種在寬度小于O．2mm的微裂縫表面涂抹填料及防水材料，用來提高其耐久性和防水性的方法。

（2）注漿法，在裂縫中注入樹脂或水泥類材料，用來提高其耐久性和防水性。

（3）充填法，適合于修補(bǔ)寬度在O．5mm以上的較寬裂縫，詳細(xì)做法是沿裂縫鑿一條深槽，之后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種粘結(jié)材料。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固時(shí)，此方法視鋼筋是否銹蝕程度有所不同。

（4）粘結(jié)鋼板封閉法，在鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫的情況下，先對裂縫處理，再在裂縫處粘結(jié)鋼板，然后用膨脹螺栓對鋼板加壓。其粘結(jié)方向應(yīng)和裂縫方向垂直。

（5）混凝土因堿骨料而開裂的裂縫修補(bǔ)，一般裂縫具有延伸性，尤其是當(dāng)鋼筋用量較少，且對膨脹的約束不大，因而裂縫寬度明顯變大。這種裂縫的處理，可以注入環(huán)氧樹脂或涂抹防水材料，杜絕水分由外部浸入的情況，進(jìn)而達(dá)到控制堿骨料反應(yīng)的目的。

（二）梁式橋結(jié)構(gòu)修復(fù)與加固技術(shù)

梁式橋上部修復(fù)與加固視橋梁的實(shí)際情況，承載能力的減弱程度以及今后的使用要求，可以選用不同的方式。一般，主要采取加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，來提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度；用新的結(jié)構(gòu)代替舊的抗力不足的結(jié)構(gòu)；修改原結(jié)構(gòu)的受力體系，減小控制截面彎矩的峰值；給原結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，修改原結(jié)構(gòu)的受力方式，來達(dá)到提高橋梁剛度和強(qiáng)度的目的。

梁式橋上部結(jié)構(gòu)修復(fù)與加固技術(shù)主要有：

（1）加大截面加固法，選用加大混凝土構(gòu)件的截面面積，以提高其承載能力和滿足正常使用要求的一種加固方法。根據(jù)荷載大小和凈空條件不同可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案。

（2）改變結(jié)構(gòu)體系加固法，該法通過改變橋梁結(jié)構(gòu)體系以控制截面彎矩峰值提高承載能力的一種加固方法。改變結(jié)構(gòu)體系加固法主要有兩種，即增設(shè)支點(diǎn)法和簡支梁變連續(xù)梁加固法。

（3）外部預(yù)應(yīng)力加固法，預(yù)應(yīng)力加固是指運(yùn)用預(yù)應(yīng)力原理，在增設(shè)的構(gòu)件或原有構(gòu)件施加一定初始應(yīng)力的一種加固方法。此法適用于要求提高承載能力、剛度和抗裂性能的鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土梁板。

（4）外部粘貼加固法，采用型鋼、鋼板、玻璃鋼等材料通過環(huán)氧樹脂等粘合劑粘貼在結(jié)構(gòu)外部以提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。

（5）增設(shè)縱梁加固法，在橋梁墩臺基礎(chǔ)穩(wěn)定，并承載能力滿足的情況下，可采用增設(shè)剛度大且承載能力高的新縱梁，使新舊梁連接起來共同受力。營運(yùn)中車輛荷載在新增主梁后的橋梁結(jié)構(gòu)中重新分布，這樣原梁中所受荷載，加固后的橋梁承載能力和剛度得以提高當(dāng)增設(shè)的縱粱位于主梁的一側(cè)或兩側(cè)。此法適用于梁體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)完好，并且承載能力不能滿足的情況。

（三）碳纖維修復(fù)與加固橋梁技術(shù)

目前，碳纖維加固法以其強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕、施工簡便等優(yōu)良特性受到土木工程界關(guān)注，目前在橋梁修復(fù)與加固中應(yīng)用廣泛。碳纖維加固法將抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂預(yù)浸為復(fù)合增強(qiáng)片材，使用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑沿垂直裂縫方向或受拉方向粘貼于需補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)，造就成新的復(fù)合體，增強(qiáng)貼片與原有鋼筋混凝土共同受力，提高結(jié)構(gòu)抗剪或抗拉能力，增強(qiáng)剛度、強(qiáng)度、抗裂性和結(jié)構(gòu)的延展性。

碳纖維布加固技術(shù)與傳統(tǒng)的舊橋加固的方法優(yōu)點(diǎn)較多，主要有高強(qiáng)高效、施工便捷、良好的耐久性和耐腐蝕性、適用面廣、施工質(zhì)量易于保證、厚度薄。