混凝土梁桥加固

混凝土梁桥加固（精选9篇）

混凝土梁桥加固 第1篇

1 混凝土梁桥常见结构病害

1.1 耐久性不足

由于多数混凝土结构常年裸露在外, 受环境变化的影响, 其内部发生了微妙的变化。例如, 二氧化碳会通过裂缝进入混凝土结构内部, 当其保护层被全部碳化时, 就会损坏钢筋的碱性保护层;当二氧化碳气体与钢筋表面接触时, 会发生锈蚀反应, 增大表面浮渣的体积, 导致保护层开裂。另外, 因为没有定期检测、维修、加固混凝土建筑结构, 导致其在未达到设计年限时就提前出现了耐久性不足的问题。

1.2 承载力不足

在实际工作中, 混凝土会受很多因素的影响, 导致其承载能力不足。结合多年的设计经验和现场施工经验判断, 导致其承载力不足的原因主要有以下2 点: (1) 在建筑工程前期勘察阶段, 由于勘察结果不准确, 不能真实反映水文地质的情况。例如, 在布孔钻探时, 勘察单位布置的孔位不合理, 点数、钻孔深度未能达到规范要求的数值等, 就会影响勘测结果的精度, 致使相关施工人员对地质及其承载力的判断有误。 (2) 各类施工因素不达标导致工程施工质量不合格。例如, 施工队伍素质低、施工材料不能满足设计和规范要求、机械设备性能落后、现场未严格按照图纸施工, 都会出现缺漏钢筋的问题, 进而影响混凝土结构的承载力。

2 混凝土梁桥的加固方法

2.1 外加预应力加固法

混凝土结构工作了一段时间后, 其承载力就会逐渐降低, 增大跨中挠度。鉴于此, 可采取体外施加预应力加固技术的方法。这种方法主要是对梁板混凝土施加预应力筋, 从而形成结构体外预加拉应力, 提高混凝土梁板的承载能力。试验结果表明, 对混凝土结构施加预应力可以明显提高混凝土结构30%~40%的承载能力, 而且加固效果明显, 还可以延缓混凝土受压面出现裂缝的时间, 减轻混凝土结构的变形程度。此外, 预应力加固施工作业对建筑混凝土使用空间的影响比较小, 它可在不影响建筑正常使用的情况下完成预应力加固施工。

2.2 置换混凝土加固技术

置换混凝土加固技术能够在梁、偏心受压柱中直接改变局部强度。例如, 在成批混凝土构件不符合设计强度等级标准的情况下, 可借助相关检测选择强度等级最低的构件, 并根据弯矩包络图最终确定危险性最高的截面, 利用较高强度等级的新混凝土在截面受压区置换混凝土, 进而提高其强度。在此过程中需要注意的是, 在置换加固工作中, 需将构件切割为方口, 将切面切割为直角并确保其平整度, 然后再灌满喷射混凝土。经过实际应用验证可知, 该方法在混凝土桥梁结构的局部置换中有较好的实用效果。

2.3 增大截面与植筋加固法

当混凝土结构出现裂缝, 且为深层裂缝或贯穿裂缝时, 会严重影响混凝土结构的承载能力。根据笔者多年结构设计的经验, 可以采用增大截面的加固方法。具体施工方法是, 使用与原结构材料一致的混合料, 将原混凝土表面作凿毛处理, 然后植筋, 喷涂混凝土, 使新喷涂混凝土与原构件形成整体, 从而增大混凝土结构的承载能力, 减缓混凝土结构的碳化反应, 提高结构的稳定性。另外, 也可以用钢筋混凝土包裹木杆件来加固桥梁结构。此外, 还可以采用黏结外包型钢加固技术。它是我国混凝土桥梁结构加固中常用到的一种传统加固技术, 通常被应用在一些加固之后不可增大原构件截面积但需要提高构件受弯承载力的加固工作中, 具有受力可靠性高、工作量小和施工简单等优势。

3 结束语

综上所述, 在使用混凝土梁桥的过程中, 受多种因素的影响, 存在着一些常见的结构病害, 需要广大工程技术人员不断总结、梳理、分析、相关内容, 加强事前控制, 尽量减少或避免早期结构病害的出现。同时, 还可以动态管理桥梁健康状况, 针对现有桥梁做好分类、统计和定时监测工作, 对于已有的病害, 要有针对性地采取相应的加固技术。这对于保证公路桥梁结构的安全、延长其使用寿命有极其重要的现实意义。

摘要：随着社会经济的发展, 全国各地的交通量逐年上升, 给公路桥梁带来了一定的通行压力, 而相关部门也高度重视公路桥梁的安全、质量和耐久性等。在公路桥梁工程的使用过程中, 应切实提高项目各参与方的工作责任心和专业素质, 严格按照国家相关规范规程设计、施工, 有效预防常见的结构病害, 尽量避免危险的出现。另外, 要采取有效的技术措施处理现有的病害, 以延长公路桥梁的使用寿命。简要分析了混凝土梁桥常见的结构病害, 探讨了桥梁加固技术, 以期为日后的相关工作提供参考。

关键词：混凝土梁桥,结构病害,加固技术,耐久性

参考文献

[1]陈光花.论公路桥梁结构病害与加固[J].黑龙江科技信息, 2011 (8) .

[2]陆子盛.桥梁加固技术浅析[J].知识经济, 2013 (3) .

浅谈双鱼梁桥危桥加固技术 第2篇

随着国民经济的高速增长，道路交通量及车辆轴载迅速增加，一些早年修建的桥梁陆续出现各种病害，呈桥梁适用度明显不足、潜在交通隐患逐渐加大之状况，严重影响着行车安全，因而，危桥的加固改造已迫在眉睫。为保证行车安全，避免出现重大交通事故，及时了解病害桥梁的现有状况并进行维修加固极其必要。现以我局管养的双鱼梁桥为例，就危桥病害的检测、病害原因分析、病害程度评定以及维修加固方案的制订等几大方面加以详细介绍。

我局管养的双鱼梁桥位于X027吴台线南宁市良庆区境内，下跨河流，桥梁全长127.89m。上构为单悬臂梁与简支挂梁联合组成的三孔钢筋混凝土装配式T形悬臂梁桥（30m＋36.46m+30m），中孔两侧悬臂各长7.4m，挂梁长20.84m。桥台支座为钢板支座，桥墩支座为油毛毡沥青支座。下构为重力式U型桥台；桥墩为重力式实体墩。墩台基础采用明挖扩大基础。桥面铺装为沥青碎石，伸缩缝采用型钢伸缩缝。设计荷载等级：汽车-13级、拖-60；竣工年月为1963年1月。

由于大量重负荷车辆通过，该桥混凝土出现老化，承载力显著下降，2008年经广西交通科研院检测评定为四类桥。

2 桥梁质量检测

2.1 桥梁质量检测的目的

（1）通过对全桥各部件的一般检查，了解桥梁的现有缺损状况，对出现病害的原因做出切合实际评价；

（2）通过对重点孔的详细和特殊检查，了解主要承重构件的性能，确定主要病害的严重程度，以及对结构的潜在威胁，弄清病害发生的确切原因。

2.2 质量检测的项目及方法

2.2.1 结构历史及现状调查

（1）收集桥梁设计图、施工、竣工及有关试验资料；

（2）了解桥梁使用及养护状况，主要包括养护状况调查及有关的日常检查记录和结构病害的历史及变化威胁情况。

2.2.2 桥梁的一般检查

通过对桥梁的一般检查，了解桥梁的目前缺损状况，确定重点检查及荷载试验孔。主要包括以下内容：

（1）桥梁总体尺寸的复核，包括桥梁长度、宽度、跨径的一般性丈量复核；桥面纵横坡的测量；人行道及栏杆构造尺寸的调查复核。

（2）主要承重构件表观状况检查，利用桥梁检查架等设备直接接触主要承重构件表面或利用高倍望远镜，目力检查每孔主要承重构件的表观状况，尽可能将病害及缺损状况标在构件表面。

（3）下部构造的表观状况检查。

2.2.3 重点孔的详细检查

根据一般检查的结果，选取病害及缺损比较严重的一孔作为详细检查的重点孔，检查包括以下内容：

（1）细部构造尺寸的复核，应包括重点孔跨径的复核和截面尺寸的复核；每一测量数据应重复测量3 次，取其平均值。

（2）裂缝及缺损情况调查，应用读数显微镜和钢尺进行，每条裂缝应编号并读取宽度、长度、角度、走向及位置。对于结构缺损状况应记录其表观现象、程度、面积、发展趋势及产生原因。

2.2.4 重点孔的特殊检测

结合该桥情況主要进行以下检测项目：

（1）混凝土碳化深度检测，在重点检测孔选取2个测点，用冲击钻钻取测试孔，用1％的酚酞酒精溶液测试。

（2）混凝土氯离子含量检测，在重点孔选取2 个测点，每个测点在3 个不同深度上分别取样，取样深度应控制在0 mm～10mm、10 mm～25mm、25mm～40mm。

（3）混凝土强度检测，在重点检测孔的不同构件上布置一定数量测区，每个测区测试16 个回弹值和3 个超声波声速值，应用“超声－回弹综合法”推定桥梁主要承重构件的混凝土强度。

（4）混凝土电阻率检测，在重点检测孔的典型构件上布置一定数量的测区，每个测区测试一个混凝土电阻值。

（5）钢筋锈蚀检测，在典型构件上布置一定数量的测区，每个测区测试一个钢筋锈蚀测值。

3 桥梁病害类型的确定

通过详细的桥梁质量检测，发现主要存在以下病害：

⑴T形梁简支端和2#跨挂梁梁肋底有较多横向裂缝，部分已延伸至侧面，呈L形或U形，但多数最大缝宽未超过规范限宽；梁肋侧面的竖向和斜向裂缝也较多，少数最大缝宽超过规范限宽；T形梁简支端翼缘板（挂梁翼缘板未发现裂缝）的横向裂缝虽较梁肋底面横向和梁肋侧面的竖缝或斜缝少，但约有30%已超过规范限宽，最大达0.84mm，且多数贯通翼缘板底面。⑵T形梁悬臂段裂缝多出现在翼缘底面，多为横缝、贯通底面，部分已延伸至梁肋侧面，呈L形，裂缝最大缝宽约40%超过规范限宽，最大达0.92mm；另梁肋侧面也有较多竖向或斜向裂缝，但裂缝最大缝宽约10%超过规范限宽。⑶从对梁肋底面和侧面裂缝深度的抽检结果看，裂缝深度较大，可能已大于钢筋的混凝土保护层厚度，对梁体结构的耐久性已构成威胁。⑷桥面铺装层横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝局部坑槽；⑸伸缩缝沥青覆盖、橡胶带局部脱落。

根据《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）中桥梁技术状况评定方法和标准，双鱼梁桥各构件技术状况评定结果详见下表1

表1桥梁技术状况评定表

从评定结果看，双鱼梁桥全桥结构技术状况评定等级为四类，处于差的状态。

4 病害原因分析

（1）桥面栏杆系的老化、损坏主要由于桥梁运营时间较长，汽车通行磨损和正常老化造成。

（2）空心板和T 梁主梁出现裂缝主要是在交通荷载作用下的受力裂缝。

（3）T 梁主梁两侧梁混凝土表层砂浆大面积老化、脱落主要是由于风化等自然因素造成。

（4）T 梁主梁腹板底面箍筋及主筋外露锈蚀，主要是由于施工时混凝土保护层的控制和混凝土浇筑振捣等技术控制状况造成。

5 病害程度评定

（1）桥面沥青混凝土表层老化、磨损严重；人行道表层砂浆普遍网裂；全桥伸缩缝老化损坏，基本失去作用。

（2）应用超声－回弹综合法测试构件混凝土强度，空心板构件混凝土特征强度值：R＝27.6MPa；T梁部分构件混凝土特征强度值：R＝28.1MPa，结构混凝土强度均不能满足设计要求。

（3）应用半电池电位法测试梁板钢筋锈蚀状况，测试电位差值在130MV～220MV之间，钢筋锈蚀程度较清，但已经处于锈蚀活动状态，局部钢筋严重锈蚀。

（4）结构混凝土的电阻率试值在75kΩ•cm～140kΩ•cm 范围之内，锈蚀可能及速率较小，在适宜的外部条件下仍有可能引起钢筋锈蚀。

（5）主板裂缝最大扩展宽度0.12mm，小于规范规定0.2mm，因其与许可值较接近，从结构耐久性考虑应对裂缝进行封闭处理。

（6）主板工作应力评定，根据“公路旧桥承载能力鉴定方法”的要求，将满载时实测的主板跨中下缘钢筋应力和支点截面主拉应力Se 与试验荷载作用下依据实测跨中荷载横向分布系数，考虑桥面铺装组合作用，按裂缝工作状态计算的相应理论值S进行比较，其比值ξ 即为结构应力校验系数。其主板应力校验系数见表2。

表2 主板应力校验系数

由表2 可见，主板跨中应力校验系数ξg 在0.703～0.725 之间，小于《公路养护技术规范》规定的1.0，说明试验荷载作用下，主板跨中正截面强度满足要求。

（7）主板变位评定，在试验荷载作用下，实测的主板跨中最大挠度值为5.869mm,远小于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》（JTJ032-85） 所规定的钢筋混凝土梁桥主梁跨中不计冲击时的容许值L/600=21mm，按上述公路旧桥承载能力鉴定方法计算的主板挠度结构校验系数ξf在0.67～0.679 之间，且相对残余变形介于6.32％～12.5％之间，不大于20％，表明主梁在试验荷载作用下处于线弹性工作状态。

（8）主梁工作应力评定，根据“公路旧桥承载能力鉴定方法”的要求，将满载时实测的主梁跨中下缘钢筋应力和支点截面主拉应力Se 与试验荷载作用下依据实测跨中荷载横向分布系数考虑桥面铺装组合作用按裂缝工作状态计算的相应理论值S进行比较，其比值ξ 即为结构应力校验系数。其结果见表3。

表3 主梁应力校验系数

由表3 可见，主板跨中应力校验系数ξg 在0.643～0.669 之间，小于《公路养护技术规范》规定的1.0，说明试验荷载作用下，主梁跨中正截面强度满足要求。

（9）主梁变位评定，在试验荷载作用下，实测的主梁跨中最大挠度值为13.18,远小于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》（JTJ 032-85）所规定的钢筋混凝土梁桥主梁跨中不计冲击时的容许值L/600=32.5mm，按上述公路旧桥承载能力鉴定方法计算的主梁挠度结构校验系数ξf 在0.543～0.549 之间，且相对残余变形介于6.32％～12.5％之间，不大于20％，表明主梁在试验荷载作用下处于线弹性工作状态。

（10）主梁裂缝最大扩展宽度0.18mm，小于规范规定0.2mm，因其與许可值较接近，从结构耐久性考虑应对裂缝进行封闭处理。

6 加固原理与方案

由于双鱼梁桥的总体技术状况评定等级为四类，根据《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）的规定，该桥须进行大修，以消除安全隐患。对该桥进行如下处理：

⑴T形梁裂缝较多，特别是翼缘板处裂缝最大缝宽超过规范限值的较多，对裂缝进行封闭处理，并分别在桥墩处T形梁翼缘板顶面和桥跨处T形梁肋底面粘贴钢板进行结构补强。

⑵改变双鱼梁桥的结构体系，由单悬臂带挂孔梁桥更改为3跨连续梁桥。若不改变结构，应加强对该桥牛腿病害的检测。

⑶对T形梁混凝土剥落、露筋、钢筋锈蚀处，凿除露筋、锈蚀处混凝土对锈蚀钢筋进行除锈，用环氧砂浆修复补平。

⑷凿除原桥全部桥面铺装，重新浇筑钢筋混凝土铺装，以改善行车道板的共同受力和行车平顺性。

小结：通过针对性地采取裂缝封闭，贴钢板加固法和碳纤维加固法，提高了桥梁的承载能力，延长了桥梁的使用寿命，起到了理想的加固效果。实践证明，采用适当的加固技术，对恢复和提高旧桥的承载能力和通行能力、延长桥梁的使用寿命，是可行的。

参考文献

[1] 《公路桥梁加固设计规范》 JTG /T J22-2008

[2] 《公路桥梁加固施工技术规范》JTG /T J23-2008

[3] 《公路桥涵养护规范》 JTG H11-2004

[4]《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2001、J115-2001

[5]《超声法检测混凝土缺陷技术规程》 CECS 21：2000

分析碳纤维布加固混凝土梁桥的利弊 第3篇

关键词：碳纤维布,加固,梁式桥,利弊

1 概述

近年来, 随着高速公路的迅速发展, 纵贯南北、通达四邻的高速公路建设目标初步实现, 形成了顺畅通达的高速公路网络化格局, 桥梁总数也随之快速地增长, 从我省第一条高速公路建成通车至今, 已近十几年, 这期间由于公路交通量不断地增加, 公路桥梁负荷也日趋地加重, 而公路桥梁本身在施工的过程中受到一些难以控制的不利因素的影响, 在建成运营中受到风、雨、水流等等的侵袭, 温度、湿度变化的影响, 以及会受到人为损伤和地震等外力作用, 致使桥梁发生了不可预见的损坏, 结构上的一处或者几处发生局部的损坏, 可能会引起连锁反应, 波及到更多的位置, 发展成更大的损坏, 进而影响桥梁的正常使用, 甚至危及车辆行驶的安全。

在桥梁加固中大量使用的是碳纤维复合材料, 作为一种常用的加固材料, 碳纤维比常规加固材料 (例如钢板) 抗腐蚀能力要强得多, 腐蚀性环境中的结构及沿海的混凝土结构大都会受到外界环境的侵蚀, 导致结构劣化。而将碳纤维包裹在结构构件的外面, 可以有效地利用其稳定性及对酸、碱、温差的不敏感性的特点对结构本身进行保护, 降低损坏程度, 增强结构的耐久性, 延长使用寿命。然而, 碳纤维抗剪能力不足, 在桥梁结构抗剪部位使用, 起不到任何作用;在与旧混凝土粘结时处理不当也会失效;遇到梁内水侵也会影响碳纤维的效果。

2 碳纤维复合材料在国内外的应用

应用于桥梁加固工程的纤维增强复合材料主要有三类:碳纤维 (Carbon fiber) 、芳纶纤维 (Agamid fiber) 和高强玻璃纤维 (High strengthening glass fiber) 。它们的主要结构形式为:片材 (纤维布或纤维薄板) 、棒材和格状材, 而用于混凝土结构加固维修的主要是片材。采用FRP片材代替钢板的尝试始于20世纪80年代末。进入20世纪90年代, 特别是在1994年美国的Northridge地震和1995年日本阪神大地震之后, 由于桥梁和高层建筑的抗震、防震、加固补强等的需要, 这种FRP材料、尤其是使用FRP片材的粘贴加固方法才受到世界各国的高度重视, 有关FRP片材及其在土木工程中的应用研究也愈见增多。同时, 为了加强和促进FRP的应用研究, 1993年美国混凝土工程协会 (ACI) 在加拿大主持召开了第1届国际会议 (FRPRCS-1) , 尔后于1995年、1997年分别在比利时和日本召开了第2届和第3届国际会议, 1999年和2001年又分别在美国和英国召开了第4届和第5届国际会议。我国在这方面的研究虽然起步较晚, 但也先后于2000年12月和2002年7月分别在北京和昆明召开了第一届和第二届土木工程用FRP应用技术学术交流会。

在桥梁加固中大量使用的是碳纤维复合材料, 日本是世界上最早采用碳纤维布进行桥梁工程加固的国家之一, 1994年曾采用CFRP布对东名高速公路高架桥的混凝土箱梁内外进行了粘贴补强;1995年阪神大地震后, CFRP布得到了充分应用, 许多桥的桥墩均用CFRP布进行缠绕补强, 使桥墩的强度和受力状态得到了明显改善与加强。

3 碳纤维加固混凝土的利弊

碳纤维加固混凝土结构原理:当采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面时, 碳纤维与原结构形成新的受力整体碳纤维与钢筋共同承受荷载, 降低了钢筋应力, 从而使结构达到了加固和补强效果。

粘贴碳纤维加固技术的主要特点:几乎不增加结构自重和截面尺寸;不改变桥下净空高度;施工方便;对原结构几乎不会造成新的损伤;具有良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳性能;优异的力学性能, 可有效应用于多种结构补强, 包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展, 增加结构的延性, 根据受力分析可进行多层粘贴补强, 其方向性也可以灵活掌握。此外碳纤维质地柔软, 可在不改变结构外形的前提下补强各种混凝土结构物, 加固后可用混凝土砂浆涂敷, 或格局要求涂装各种颜料, 修复补强不留痕迹。

用碳纤维布加固补强的方法:抗弯补强, 碳纤维片贴在受拉的一侧;抗剪补强, 在梁的两侧面竖向粘贴, 或于底面形成U形环包, 相当于增加抗剪箍筋;抗裂缝补强, 沿裂缝垂直方向粘贴;柱状中心受压构件补强, 柱中心环包粘贴;剪力墙补强, 在剪力墙单面或双面沿抗剪配筋方向粘贴碳纤维片。

碳纤维加固效果显著, 但在实际桥梁加固工程中应注意以下问题:碳纤维使用环境和施工条件都与试验室有很大的不同, 加上材料本身施工性能对施工质量的影响, 所以碳纤维的设计抗拉强度应对试验室数据进行相当大的折减;施工队伍的工艺水平也是影响复合材料力学性能的因素, 但目前还无法进行定量评估;目前采用分项系数法来定义在碳纤维使用过程中影响碳纤维设计强度的影响因素是科学和合理的, 但这些系数的具体取值应根据大量的试验数值和科学的理论分析加以确定。

4 结语

通过对碳纤维材料的不断研究及碳纤维加固方法的不断改进, 相信今后碳纤维加固一定会成为桥梁加固的必然趋势。

参考文献

混凝土梁桥加固 第4篇

关键词连续梁桥；施工控制；立模标高

中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)021-0123-01

预应力混凝土连续梁桥在我国的应用已经有40多年的历史了，在这段岁月里，一批具有国际水平的大跨度预应力连续梁桥相继建成，标志着我国国力的提高。但同时我们也要看到，由于对施工过程缺乏有效的控制，在实际工程中也发生了几起大的事故。事实证明：只有合理的施工控制，才能确保大桥施工期间及成桥后的受力和变形符合设计要求，达到理想效果认。加强施工控制研究和运用，使理论和图纸变为现实的桥梁，就是知行合一，是一项非常有实用价值的研究课题。

一座桥梁必需在施工中克服各种恶劣环境，综合考虑各种确定和不确定因素的影响，同时应该从各种受误差影响而失真的参数中找出相对真实的数值，对施工状态进行实时识别、调整和预测，从而使整个系统处于控制之中，只有这样，桥梁才能最终顺利竣工，我们对其进行研究的目的和意义正在于此。

1桥梁施工控制方法

根据桥梁结构形式、施工特点及具体控制内容的不同，其采用的施工控制方法也不不尽相同。一般地，桥梁施工控制可分为事后控制法、预测控制法、自适应控制法等。

1）事后调整控制法：在施工过程中，若发现己成桥跨结构状态与设计状态不符时，可通过定的技术手段对其进行调整，使其达到设计要求。

2）预测控制法：以施工所要达到的目标为前提，全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素，对桥梁每一个施工阶段形成前后的状态进行预测，使施工按照既定目标发展。

3）自适应控制法：在桥梁施工过程中，控制系统的某些参数与工程实际参数不完全符合导致了实际结构不能完全符合设计要求，此时，通过对各类参数的分析处理和修正，使桥跨结构各施工阶段可以满足设计要求，整个桥梁施工顺利进行。大跨径桥梁的施工监测控制中，一般采用的就是自适应控制法。

2桥梁施工控制的内容

2.1线形监控

2.1.1支架变形

预应力混凝土连续梁桥桥采用移动支架悬臂施工，因支架变形与搭设材料、方法、连接器等因素有关，支架的变形难以控制。为了较为准确地掌握支架变形，在浇注混凝土前对支架进行预加载试验。具体如下：①支架搭设：必须保证支架有足够的支撑能力，钢管连接器要保证连接牢靠；②布置测点：在支架上均匀布置测点，测点数不少于6个；③加载前测量：测试各测点的初始标高；④预加载：用沙袋均匀给支架加载，加载量为浇注梁段和模板重量之和；⑤加载后测量：待加载完毕8小时后开始测量，间隔半小时测量一次，直到数据稳定为止；⑥卸载后测量：卸载后4~6小时后开始测量测点标高，得出卸载后各测点高通过以上测试可得出支架的弹性变形和塑性变形量，为施工放样提供较为可靠的依据。

2.1.2箱梁高程控制

1）理论计算。计算内容应考虑温度、收缩徐变、施工荷载和体系转换。高程监控计算与设计中的结构计内容基本一致，但采用的参数不同，监控计算采用的材料容重、弹模、结构上下缘温差及收缩徐变参数都是按实际施工的数值。通过理论数值与实测数据的差异分析，修正计算中的各个参数，力求准确地预测下一节段箱梁的立模标高。

2）施工措施。高程控制中的施工环节同样很重要，若没有一个施工措施作保障，会给实际监控带来很大麻烦。为此，借鉴已建成的连续箱梁的成功经验，把施工措施写进细则中。①每个节段施工周期约为10天，要求尽量缩短浇筑混凝上时间；②根据理论计算和加载试验结果，精确确定各节段梁段混凝土浇筑时的支架变形；③搭设支架要保证牢固可靠，不准有松动；④要求混凝土材料、配合比及外加剂等材料全桥应尽量一致；⑤要求各T的悬臂施工进度尽量保持一致；

3）高程控制方法、精度和工作流程。①高程控制方法：箱梁立模标高的理论计算公式如下：

Hn'=h'+fy'+fn'

式中：

Hn'—第i节点在第n阶段高程（若第n施工阶段为i节点的安装阶段，

则Hn'为i节点的立模标高）；

H’一i节点的设计高程；

fy'一i节点的预拱度；

fn'一i节点从n施工阶段到成桥的累计挠度。

②高程控制精度：根据规范以及招标文件，高程控制精度为：箱梁施工完成后，裸梁顶面标高与对应目标标高高差≤2.8cm。各悬浇单T完成后，悬臂端的相对竖向挠度与理论值差值≤2.0cm。挠度变形观测应采用国家工程测量变形三等水准测量的精度等级要求和观测方法进行施测。按此要求进行能测量到变形量±1级的挠度值。③高程控制实际操作。连续梁桥悬臂浇筑每一个箱梁节段可分为三个阶段，即移动支架阶段、浇筑混凝土阶段、张拉预应力阶段。以上三个阶段作为挠度观测的周期。

第一阶段：张拉预应力之前，测现浇段；

第二阶段：张拉预应力之后，测现浇段；

第三阶段：支架移动后，测现浇段和已浇段；测已浇段主要是分析累计位移线形。

挠度观测，比较关键的是固定观测时间，以减少温度对观测结果的影响和施工对观测工作的干扰。本桥箱梁挠度观测严格控制在夜间n时以后至凌晨日出前这一时间段内进行，同时记录空气温度并且尽量使测量时间相对固定，这更有利于排除环境误差，进行数据分析。

2.2箱梁控制截面应力监控

2.2.1应力监控监测内容及目的

应力监控主要指上部箱梁结构的应力监测。应力监控监测的目的是保证大桥安全施工，并为今后运营阶段的长期健康监测提供基础资料。由于主应力难以测量（不但有大小而且有方向），因此，应力测试通常针对截面正应力测试而言。

2.2.2监控截面应力监控方法

l）应变传感器的埋设。传感器埋设时应注意以下几点：①对要使用的传感器进行标定，选择质量可靠、性能稳定的传感器预埋；②混凝土应变计应与主筋同一位置深度及走向，尽量放置于主筋下方以防震捣时损坏，埋设时选择好合适的初频；③温度传感器应与应变计置于同一位置深度，真实反映应变计埋设位置的混凝土即时温度；④不论何种传感器，引出导线都应编号并制作专门的硬套管与保护盒，以利于保护导线和拆模后能立即找到导线测量；⑤传感器的预埋与安装结合工程实际进度，无论预埋还是表面安装传感器都须有监控技术人员指导。混凝土浇注前与拆模后都须对传感器进行读测，做好原始记录；⑥混凝土拆模后将传感器导线引至便于测量又不会因施工而遭破坏的地方，注意防雨防潮。

2）应变（应力）数据采集。应变测试元件采用丹东市虫[龙传感器制造有限公司生产的JXH-2型埋入式应变传感器，其特点是数据较稳定，且价格适中，读数仪采用该公司生产的55-n型袖珍式钢弦频率接受仪，在每个梁段施工完成后对该传感器的数据进行采集分析。

3）应力测试流程。监控工作应统一领导，做好与施工的衔接和配合，最大限度的不影响正常施工。操作流程由监控单位实施，施工单位配合。对于应力测点的处理，首先按相关规范限值或设计要求，然后监控单位按实际情况计算实际理论值，最后对比实测值得出结构是否安全。

3结论与展望

连续梁桥是超静定结构，成桥后理想的几何线形和合理的内力状态不仅与设计有关，还依赖于科学合理的施工方法，依赖于施工过程中对高程、应力的正确控制。因此，施工完成后达到理想的成桥线形以及保证施工安全，是施工控制的主要目的。

未来大跨径桥梁施工控制的发展趋势是控制的科学化、自动化和智能化。首先是在监控中引入先进的量测仪器，依靠现代通信手段直接将量测结果输入计算机进行处理，实现对桥梁的动态、实时、远程控制。其次是要将现代控制理论、计算机仿真技术、专家系统等引入施工控制并开发配套的可视化软件。

参考文献

[1]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,2001.

混凝土梁桥加固 第5篇

某大桥位于离军高速公路K1033+686处, 桥长为525.7 m, 桥梁上部结构为13-40 m预应力混凝土连续T梁, 桥梁下部结构桥墩为等截面的实心墩、变截面的空心墩, 桥台为桩柱式和桩基接盖梁形式, 墩台基础均为钻孔灌注桩基础, 支座为板式橡胶支座, 桥面采用沥青混凝土铺装, 伸缩缝采用模数式伸缩缝。

2 桥梁病害及成因

2.1 桥梁病害

左幅10跨10号墩墩顶1号~2号梁间横隔板内表面出现部分竖向裂缝, 缝最宽处为0.2 mm;桥面混凝土出现多处纵横向裂缝, 伸缩缝胶条部分也有损坏;支座脱空、开裂等病害现象。

2.2 病害成因

1) 横隔板竖向裂缝病害成因。a.横隔板一般是在后期浇筑, 混凝土收缩受到约束而导致开裂;b.在桥梁运营过程中支座老化病害, 梁板横向受力不均, 产生偏载, 而偏载要通过横隔板传递, 从而使横隔板受拉开裂。

2) 沥青混凝土桥面铺装层病害成因。桥面裂缝是由沥青混合料抗剪强度低, 粘结力差所致, 也有部分裂缝为桥面反射裂缝, 其形式有纵缝、横缝或网裂、龟裂。横向裂缝产生的原因:由于温度收缩应力导致铺装层横向开裂或支座顶面受负弯矩的影响, 加之车辆荷载的冲击作用, 导致铺装层啃边, 当铺装层薄弱且没有足够的纵向钢筋承受冲击荷载时, 就会产生横向裂缝, 如横向裂缝不及时处理, 在车辆荷载作用下横向裂缝最终将会发展成为横向开裂。纵向开裂产生的原因, 主梁 (板) 自身抗弯刚度较大, 竖向位移较小, 桥梁的横向刚度较小, 板间横向传力靠绞缝和铺装层共同传递。板缝间的铺装层受弯剪作用, 以抗剪为主。在多次重复荷载作用下, 沿板缝间纵向开裂, 当桥梁超载运营时, 主梁 (板) 挠度加大, 更加剧了桥面铺装的纵向开裂。桥面纵向开裂的危害极大地削弱了桥梁的横向刚度, 使得荷载分布不均匀, 导致桥梁整体承载力严重下降。

3) 伸缩缝胶条损坏成因。由于该路段交通量大且重型车辆较多, 车辆对桥面的冲击作用大, 再加之可能设计、施工上的小缺陷是导致该桥伸缩装置产生破坏的主要原因。

4) 支座脱空、开裂病害成因。支座脱空主要是安装时底座不平或垫石高程控制不好导致;支座开裂主要是支座本身质量不过关以及梁板安装时横向强制推移幅度过大导致横向剪切变形过大;桥梁运营时间长, 支座已达到其设计寿命, 因此出现其相应的病害。

3 病害处理

3.1 横隔板竖向裂缝病害处理

对于宽度小于0.2 mm的裂缝, 采用涂环氧树脂胶封闭裂缝;对于宽度超过0.2 mm的裂缝, 采用压力注浆灌注环氧树脂胶封闭裂缝。灌浆前首先对裂缝进行处理, 清除裂缝处的灰尘、浮渣以及松散层等杂物, 然后用毛刷蘸丙酮、酒精等有机溶液, 沿裂缝两侧20 mm~30 mm处擦洗干净, 经干燥后采用埋嘴进行灌注浆液———环氧树脂胶, 最后根据裂缝的不同情况与灌浆要求进行封缝。

3.2 沥青混凝土桥面铺装层病害处理

针对该桥梁桥面铺装层病害, 由于病害面积大, 所以拆除全桥桥面原有的铺装层, 在结构层涂刷防水层, 铺设12的钢筋网, 重新浇筑8 cm厚的防水混凝土层。

3.3 伸缩装置病害处理

针对有病害的伸缩装置, 检查发现大部分胶条老化、预埋螺栓松脱, 伸缩失效, 所以将采取拆除并更换新的伸缩装置。

3.4 支座脱空、开裂病害处理

桥梁支座是桥梁上下部结构的结合点, 一旦损坏将严重影响到桥梁承载能力和使用寿命。支座脱空、开裂导致支座不能正常工作时, 应将桥梁支座顶升, 整体更换, 其基本程序为:1) 安装支撑架和千斤顶。安放千斤顶时需保持水平状态, 在千斤顶底部垫入铁板, 以使千斤顶在顶升过程中的受力方向与梁体保持垂直状态。2) 试顶。待支撑架和千斤顶安装完毕后, 应先进行试顶。试顶主要是为了消除支撑架的变形和沉降。试顶时注意在主梁还没有完全顶起时即可停止并停放数分钟进行观察, 未出现任何异常情况且梁体稳定后方可开始整体顶升。3) 整体顶升, 支座替换。试顶完成后, 在专业人员的统一指挥下, 所有千斤顶慢慢用力整体顶起梁体使其离开原支座约2 cm立刻停止, 并立即在支架上设置临时垫块。更换支座时需关闭油泵, 保持千斤顶顶升压力, 取出病害支座, 将新支座安放在原支座位置处。支座上下表面务必平整且与梁体密贴。支座不得出现偏歪、不均匀受力和脱空现象。滑动面上的四氟滑板和不锈钢板不得有划痕、碰伤等, 安装前必须涂上硅脂油。支座更换完毕, 油泵回油, 将顶起的梁体缓慢落下, 完成支座替换。

4 桥梁承载能力的加固

当桥梁出现承载力不足, 构件出现严重的裂缝时, 采用粘结剂及锚栓, 将钢板粘贴锚固在混凝土结构受拉边缘, 使其与结构形成整体, 以达到提高梁的承载能力和正常使用状态下的抗裂作用, 从而延长了桥梁的使用寿命。

4.1 粘贴钢板加固法的原理

粘贴钢板加固法是采用化学粘贴剂, 一般采用环氧树脂浆液作为粘结剂将钢板粘贴在梁板的受拉区或抗剪薄弱部位, 使之与结构物形成整体, 与被加固物形成整体共同受力体, 如图1所示。

4.2 粘贴钢板加固法的施工程序

1) 将梁板底面混凝土凿毛, 使骨料露出, 并清除破碎部分和浮尘。2) 一般取厚度为4.5 mm~6.0 mm较宽的钢板, 彻底除去锈蚀, 将粘贴面打磨粗糙。3) 选用质量较好的粘贴胶, 配置环氧胶泥。4) 粘贴时粘贴胶要饱满, 在混凝土表面和钢板表面分别涂刷一层均匀的环氧砂浆薄层, 合计层厚约2 mm, 然后加压密贴并使之固定。5) 粘贴前在混凝土上放样钻孔, 先在混凝土粘贴面上用冲击钻成孔, 钻孔采用梅花形布置, 并安装锚固螺栓, 锚固螺栓兼作固定件和压紧件, 螺栓常用8 mm~12 mm, 锚固螺栓要埋设牢固, 具有可靠的抗拔力, 以保证粘贴钢板时有效的加压, 同时帮助钢板克服剪切, 有助于提高粘贴的耐久作用。6) 在钢板和混凝土粘贴面上用刮刀均匀涂刷配置好的环氧树脂打底层, 然后再用刮刀在钢板上均匀涂刷配置好的环氧树脂粘结剂。粘结钢板后迅速拧紧螺母。最后用稠度较高的环氧树脂水泥砂浆填塞钢板与混凝土表面之间的缝隙并封住螺母。7) 粘贴完成后, 对钢板及被加固构件部位进行有效的防腐和外观处理, 先清除钢板外面污物和锈蚀, 涂一层树脂薄胶, 再涂两层防锈漆。

5 加固后的效果

该桥经加固处理后, 其结构的受力性能有了显著提高。加固至今未产生任何裂缝的病害, 运营效果良好 (见图2) 。

6 结语

本文通过对某大桥出现病害为例, 简明介绍了几种病害的处理方法, 以解决T梁由病害引起的承载力不足问题, 同时采取粘贴钢板加固法的技术方法。该桥梁经病害修复和加固处理后, 其耐久性和安全性得到明显提高, 在其后的运营过程中取得了良好的社会效益和经济效益。

摘要：通过分析某大桥上部病害及成因, 针对预应力混凝土梁桥出现的裂缝、桥面裂缝和支座损伤等病害, 提出了采用灌注环氧树脂胶封闭裂缝、更换支座等进行病害修复措施, 经修复后该桥不仅满足了交通需求, 还提高了其使用的耐久性和安全性, 取得了良好的社会效益和经济效益。

关键词：病害,修复,耐久性,安全性,效益

参考文献

[1]JTG H10-2009, 公路养护技术规范[S].

[2]武春山, 张德成.公路养护实用技术培训教材桥梁养护与加固技术[M].北京:人民交通出版社, 2010.

[3]JTG/J 23-2008, 公路桥梁加固施工技术规范[S].

[4]胡兴安.京哈高速公路北运河大桥的病害处理与超前加固[J].公路交通科技, 2009 (15) :26-27.

钢筋混凝土T梁桥的加固方法探讨 第6篇

钢筋混凝土T梁桥受力相对简单, 便于设计和施工, 是二十世纪七八十年代广泛应用的一种桥型, 大大促进了桥梁建设。但近年来, 随着公路运输需求越来越大, 大型超重车辆的客观存在, 再加上当时设计荷载偏低, 导致钢筋混凝土T梁桥出现较多病害。主要表现为: T梁腹板出现大量纵向、斜向裂缝, 结构性能衰退; 横向连接钢板断裂, 出现单梁受力。

本文以6 × 20 m钢筋混凝土T梁桥加固设计为背景, 提出了多种加固方案, 并对各种加固方法的加固效果和施工难易程度进行分析研究, 最终确定了一种切合实际的加固方法, 颇值同类工程加固设计时借鉴。

1 工程概况

西部某省某跨河T梁桥修建于20 世纪80 年代, 上部结构采用6 × 20 m钢筋混凝土简支T型梁, 桥面连续; 下部结构采用双柱式墩, 肋板式台, 钻孔灌注桩基础。桥面宽度8. 50 m, 布置形式为0. 75 m ( 安全带) + 7. 0 m ( 行车道) + 0. 75 m ( 安全带) 。桥梁原设计荷载: 汽—20, 挂—100 级。

该桥上部结构横向采用4 片钢筋混凝土预制T梁, 梁高150 cm, 梁宽160 cm, 翼板宽71 cm, 翼板厚度12 cm ~ 20 cm, 腹板宽度18 cm, T梁在L/4, L/2, 3L/4 处设置横隔板, 横隔板底部连接采用预埋钢板焊接而成。预制主梁、台身、盖梁、防震挡块、搭板采用C30 混凝土, 墩柱、基桩采用C25 混凝土, 桥面铺装采用C40混凝土。

根据专项检测报告, 该桥各跨T梁腹板竖向、斜向、U形裂缝较多, 最大缝宽超过规范容许值, 该桥整体评定为4 类桥, 该桥整体受力性能和承载能力不满足设计文件和相关规范的要求, 故需要对上部结构进行加固改造或更换上部结构。

2 桥梁检测结果

该桥通过对外观检测和荷载试验检测发现存在如下病害:

1) 全桥各跨T梁腹板均存在竖向、斜向U形裂缝, 部分裂缝延伸至整个腹板 ( 超过T梁形心高度) , 裂缝宽度0. 20 mm ~0. 49 mm, 超过规范容许值; 各跨边梁腹板裂缝多于中梁腹板裂缝; 每片梁跨中U形裂缝多于两端。

2) 本次试验工况控制截面测点挠度大于理论计算值, 说明该桥结构刚度及承载能力不满足设计要求。

3) 该桥结构基频实测值小于理论计算值, 说明该桥试验跨结构整体刚度不满足设计要求。

综合以上检测分析结果, 判定该桥整体受力性能和承载能力不满足现行规范公路—Ⅱ级荷载要求。

3 加固方案设计

3. 1 梁底和横隔板粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固是一种被动加固方法, 钢板采用Q235D钢材, 钢板技术指标符合GT/T 1591—2008 低合金高强度结构钢和GB / T 700—2006 碳素结构钢中的相关技术要求, 粘贴钢板用胶粘剂须符合JTG/T J22—2008 公路桥梁加固设计规范中的相关技术要求。

在T梁底面粘贴钢板, 钢板宽度15 cm, 厚度6 mm, 采用化学锚栓进行锚固, 并压力注胶粘结。

横隔板采用双面粘贴钢板, 钢板尺寸40 cm × 60 cm, 厚度6 mm, 粘贴钢板除双头锚栓锚固外, 粘贴钢板采用压力注胶粘结。钢板粘贴后的T梁断面图如图1 所示。

3. 2 体外预应力+ 翼板加厚+ 横隔板粘贴钢板加固法

增设体外纵向预应力钢束, 每片梁布置2 根3-фs15. 24 mm ( 上排) 和2 根4-фs15. 24 mm ( 下排) 的体外无粘结预应力钢绞线, 预应力束对称布置在每片T梁的腹板两侧, 两端分别锚固于梁端新增齿板上。每侧钢束通过4 个转向块进行竖向弯转, 在跨中布置定位及减震锚卡。新增齿板与转向块之间设置一道定位及减震锚卡, 预应力钢束采用两端对称张拉, 锚下控制应力为1 116 MPa。

钢束布置图如图2 所示。

翼板增加厚度20 cm, 通过植筋与原翼板连接, 使得新旧混凝土成为一个整体。T梁翼板厚度增加示意图如图3 所示。

横隔板采用双面粘贴钢板, 钢板尺寸40 cm × 60 cm, 厚度6 mm, 粘贴钢板除双头锚栓锚固外, 粘贴钢板采用压力注胶粘结。钢板和胶粘剂技术标准符合相关技术规范要求。

3. 3 更换上部结构

为彻底解决承载不足的问题, 更换上部结构则是最安全最稳妥的改造方案。

具体措施如下:

1) 更换原桥6 × 20 m简支T梁为3 × 20 m + 3 × 20 m预应力混凝土连续小箱梁。

2) 墩台帽加高21 cm, 采用C50 混凝土。为增加新旧混凝土整体受力性能, 在原盖梁上进行抗剪钢筋植入, 并且铺设双层钢筋网。植入钢筋直径为16 mm, 钢筋网直径12 mm, 加做防震挡块。

3) 重做桥面铺装、防排水系统及栏杆系, 桥面铺装结构采用8 cm厚C50 混凝土+ 防水层+ 10 cm沥青混凝土。

4 加固效果对比分析

为了明确以上三种加固方案的优缺点, 现对三种加固方案加固效果、施工难易程度、后期病害发展等因素进行详细分析。

4. 1 方案一: 梁底和横隔板粘贴钢板加固法

在梁底和横隔板粘贴钢板后, 增加了梁体自重, 根据加固方案, 结构自重 ( 包括增加的自重) 完全由T梁承担; 梁底钢板与T梁共同抵抗由二期恒载及活载产生的弯矩。

根据T梁桥的结构计算分析, 此种加固方法可以提高T梁的正截面承载力, 但类似桥梁加固后的荷载试验结果表明, 正截面承载能力增加不多, 加固效果十分有限。这是因为粘贴钢板施工过程中常常使用刷胶代替压力注胶方式, 螺栓植入深度不够等未按加固规范施工现象, 造成加固效果并不十分明显。

4. 2 方案二: 体外预应力+ 翼板加高+ 横隔板粘贴钢板加固法

对于体外预应力, 对结构自重的增加几乎不产生影响, 预应力通过锚具及其垫板传递给齿板混凝土, 齿板锚头部位由于锚具局部压力引起的应力是比较复杂的, 在靠近垫板处极易产生横向压应力, 在其他部位产生横向拉应力; 钢束定位偏差、配置钢筋位置及数量、车辆通过时振动 ( 施工浇筑混凝土时未封闭交通) 及齿板倒角不规范, 均有可能对裂缝的形成及发展造成影响。

翼板厚度增加后, 通过植筋与原翼板连接成整体, 可提高整体受力性能, 解决横向联系较弱问题, 提高T梁受压区高度。

据某二级公路钢筋混凝土T梁桥体外预应力加固后的检测结果表明, 该加固方案可以提高桥梁安全系数, 对原T梁裂缝也起到了很好的闭合作用, 但由于体外预应力施工难度较大, 张拉质量不易保证。

4. 3 方案三: 更换上部结构

20 m预应力混凝土连续小箱梁采用交通部通用图纸, 承载能力满足桥梁设计荷载要求, 但是T梁更换为箱梁, 上部结构自重增加较多, 墩台帽加高后也会产生自重, 新增加的自重会全部加载在墩台帽、墩柱和桩基上, 因此, 在加固设计时应对墩台帽、墩柱和桩基进行承载能力验算, 确认验算通过后, 方可进行施工。若结构验算未能通过, 则需要对下部结构进行加固, 以保证承载能力满足桥梁设计荷载等级要求。

5 结语

通过对三种加固方案的对比分析, 可得出如下结论:

1) 方案一作为一种被动加固方案, 粘贴钢板被动参与工作, 在结构正常使用阶段所起的作用微乎其微, 而且粘贴钢板后结构自重增加, 桥梁极限承载力安全储备小, 因此该种加固方案不适合推广。

2) 方案二作为一种主动加固方案, 体外预应力可以平衡大部分结构自重效应, 改善T梁受力性能, 但齿板极易产生裂缝, 体外预应力张拉时施工难度较大, 张拉质量不易保证。利用该方案加固桥梁时可采用梁底粘贴碳纤维板取代体外预应力, 同时增加翼板厚度, 可以进一步提高桥梁的安全储备, 加固效果较好, 且造价相对较低, 值得推广。

3) 方案三更换上部结构承载能力满足设计荷载要求, 加固设计时, 须先进行下部结构承载能力验算, 而且T梁更换为箱梁后, 便于维修养护, 是一种值得推广的加固方法。

综上所述, 方案三是值得大力推广的加固方法, 若考虑经济因素, 可采用改良后的方案二。

摘要：结合某钢筋混凝土T梁桥的工程概况, 对该桥梁进行了外观及荷载试验检测, 并提出了三种加固方案, 从加固效果、施工难易程度、后期病害发展等方面作了对比, 总结了各个加固方案的应用特点, 有利于提高T梁桥的加固效果。

关键词：T梁,加固方案,桥梁检测,承载力

参考文献

[1]JTG H11—2004, 公路桥涵养护规范[S].

[2]JTGJ/T 22—2008, 公路桥梁加固设计规范[S].

[3]JTGJ/T 23—2008, 公路桥梁加固施工技术规范[S].

混凝土梁桥加固 第7篇

1 桥梁概况

榆林公路管理局神木段所管养的S204杨靖线K50+619,3×25 m陈家沟岔T型梁桥和K53+360,3×25 m沙峁沟T型梁桥,于1998年建成通车,设计荷载为汽—20,挂—100。陈家沟岔桥位于神木县境内店塔镇陈家沟岔村,桥面净宽9.0 m,两侧各设1.5 m的人行道,桥长95 m,桥高4.5 m～7.0 m。该桥上部结构为7片装配式预应力钢筋混凝土T型梁,每孔设4道横隔板;下部结构为柱式桥墩,柱式桥台,钻孔灌注桩基础。沙峁沟桥跨越沙峁沟,桥面净宽9.0 m,两侧各设1.5 m的人行道,桥长117 m,桥高22 m。该桥上部结构为7片装配式预应力钢筋混凝土T型梁,每孔设4道横隔板;下部结构:桥墩采用薄壁空心墩,扩大基础;桥台采用重力式U型桥台,扩大基础。

2 桥梁病害现状

通过对桥面铺装的检测可以发现,全桥桥面铺装损坏严重。主梁连接处,桥面钢筋完全外露,个别梁间连接钢筋完全错断,桥面多处呈网状裂缝,局部有坑槽;人行道板混凝土破坏严重,个别人行道板断裂,栏杆破损、露筋;伸缩缝破损严重,伸缩缝功能基本丧失。T梁呈现少量弯曲裂缝,裂缝高度接近翼缘板,宽度小于0.20 mm,斜向弯剪裂缝的宽度一般也小于0.20 mm。T梁横隔板湿接缝全部劈裂露筋,连接处出现钢板锈蚀,开焊扭曲,混凝土剥落、缺角,横向连接全部失效。

3 加固要点

根据桥梁的损伤状况,对老结构承载力适当折减后进行加固;主梁抗弯加固采用粘贴钢板工艺,由膨胀螺栓施压锚固;主梁梁肋顶面及翼板连接处布置横向加强筋,使铺装混凝土参与主梁承受活载作用;T梁接缝处桥面铺装内置横向连接加强筋;重新浇筑桥面铺装层;对横隔板采用钢板加固,使主梁间连接成整体,从而提高全桥的整体性。店塔岸侧桥台采用框架拉杆,竖向裂缝浇筑混凝土封闭;拆除两侧人行道及栏杆,新建钢筋混凝土防撞护栏,为提高防撞墙对汽车的抗冲出作用,防撞墙钢筋应与桥面铺装及T梁顶面钢筋焊接形成一体。

4 加固方案

采用加固利用方案。考虑到桥梁还在维持车辆通行,而桥面和梁体横向联系破坏严重,桥梁上部处于单片梁受力状态,为了防止在本次加固方案实施之前,梁体破坏情况加剧,桥梁加固分为两个阶段:第一阶段:先对桥梁损坏的横隔板连接部位的钢筋重新焊接,用环氧树脂砂浆封闭,再用锚杆钢板加固,对主梁梁体裂缝用环氧胶灌缝封闭,T梁梁底跨中6 m范围内打磨后粘贴5 mm厚的钢板进行抗弯加固,由膨胀螺栓施压锚固,增强上部构造整体性,改善梁体受力情况。第二阶段:K50+619陈家沟岔桥修建施工便道;K53+360沙峁沟桥绕行S219店石线进行封闭施工。拆除两侧人行道及栏杆,新建钢筋混凝土防撞护栏,拆除全桥桥面铺装层,凿除T梁翼板连接处30 cm宽度范围内混凝土,布置横向连接加强钢筋,重新浇筑桥面铺装层,采用普通钢筋连续墩顶,主梁端横隔板间用普通钢筋混凝土浇筑,使二期恒载和汽车荷载呈连续受力状态。店塔岸桥台先对裂缝进行注浆封闭,采用框架拉杆加固桥台侧墙,设计汽车荷载维持原桥梁荷载标准。

5 施工程序

1)搭设支架,对横隔板连接钢筋重新焊接,然后梁体四道中108个横隔梁连接处钻孔实施16 mm钢板加固连接,为了提高T梁正截面承载能力,在各T梁梁底跨中6 m范围内将混凝土表面凿毛露出混凝土骨料,对钢板粘贴面去污喷砂除锈,并用酮清洗,后用压缩空气清理毛混凝土区域,分别对钢板粘贴面涂刷环氧树脂,混凝土表面涂抹环氧砂浆,并在固化前贴上钢板,拧紧膨胀螺栓,钢板表面涂红丹两道,灰漆一道作钢板防锈层。2)拆除桥面,拆除两侧栏杆及人行道,凿除T梁翼板连接30 cm宽度范围内混凝土,用质量较好的竹胶板吊支底模板,主梁端横隔板间用普通钢筋混凝土浇筑,使加固后恒载和汽车荷载呈连续梁受力状态。布置焊接横向连接加强钢筋,桥面铺装钢筋,除去锈蚀,对开焊、扭曲的钢筋进行重新焊接,校正钢筋,使新旧钢筋连续受力,浇筑桥面铺装层整体化C50混凝土。3)采用三孔一联的桥面连续构造,伸缩缝顶留槽口浇筑C50钢筋混凝土,全桥用2道XF- 60仿毛勒伸缩缝,伸缩缝与伸缩缝顶留槽口植筋或梁端头钢筋连成焊接一体,使新伸缩缝受力均匀。4)新建钢筋混凝土防撞护栏,提高防撞墙对汽车的抗冲出作用,防撞墙钢筋与桥面铺装钢筋及T梁顶面钢筋焊接一体,按设计要求在桥面板顶面确定植筋位置,钻孔深度和孔径满足设计要求,用毛刷清风机对孔内粉尘清理干净,清除钢筋铁锈,保持清洁,按比例配制胶粘剂,使胶液均匀,将配制的锚固胶均匀涂抹在钢筋上并向孔内灌入少许,钢筋用手锤击打入孔中,72h可负载使用;焊接护栏受力钢筋,校验模板浇筑C 30混凝土,使混凝土表面顺适、平整、美观。

6 工程质量管理

工程开工后,组织材料进场,对进场的钢筋进行拉拔试验,水泥物理试验碎石压碎值小于30%,所有进场的材料必须有合格证,质检站设计混凝土配合比,施工过程中应对每一道工序进行严格的质量检查和管理,实行测定的主要项目有:1)校验钢筋布置的间距、根数,植筋的孔位、孔径、深度,必须符合设计要求;2)校验模板的位置和高程及其坚固性,保证不移位、不变形;3)按规定要求验收水泥、砂和碎石;测定砂石含水量,以调整用水量,测定坍落度;4)检查磅秤的准确性,抽查级配材料配置的准确性;5)施工时,应测定混凝土拌合、浇筑时的温度;6)观察混凝土拌合、运送、振捣、修整等工序的质量。通过采取以上措施并实施了对各项目的管理,加固质量得到了有力地保证。

7 加固后的桥梁效果

对T梁桥加固后进行检测,全桥达到了预期的效果,使陈家沟岔、沙峁沟两座桥病害得到了彻底的改善,基本恢复了桥梁原有使用性能,确保了桥梁安全通行,经过40d的认真负责,精心组织,合理施工,完成了沙峁沟桥梁加固任务,消除了桥梁通行的安全隐患,加固后的桥梁满足了视觉上的美观,桥面平整,排水畅通,为安全行车提供了必要的保障。

8 结语

随着交通量的不断增加和桥梁的不断老化,桥梁维修、加固是一项长期、经常性的工作,因此,正确的分析桥梁病害的原因十分重要,科学的分析才能为加固方案的设计提供可靠依据。同时本桥的加固方案针对桥梁病害采用了化学灌浆、粘贴钢板、植筋加固等新技术、新材料、新工艺,为同类型桥梁加固提供了借鉴方法。

参考文献

[1]JTG B01-2003,公路工程技术标准[S].

[2]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].

[3]JTG/TJ23-2008,公路桥梁加固施工技术规范[S].

混凝土梁桥加固 第8篇

关键词：钢筋混凝土梁桥,非线性,体外预应力加固,裂缝

随着国家经济的发展, 交通量日益增加, 大量的已建钢筋混凝土梁桥需要提高荷载等级以适应国家经济发展的需要, 而体外预应力加固能有效的改善桥梁的受力效果, 从而提高原桥梁的刚度及承载力。所谓体外预应力加固就是通过增设体外预应力索对既有混凝土梁体主动施加外力, 以改善原结构的受力状况的加固方法[2]。体外预应力加固技术所需设备简单, 人力投入少, 施工工期短, 经济效益明显。非线性分析可作为一种虚拟试验的仿真手段, 更能够反映结构的实际工作状态[4], 采用土木专用非线性及细部分析软件Midas/FEA, 对采用体外预应力加固钢筋混凝土梁桥的非线性力学性能进行仿真分析, 并对其加固效果进行评价。

1 非线性材料模型

在有限元分析中中, 混凝土结构的非线性材料模型采用了总应变裂缝模型, 而根据确定裂缝方向的方法, 总应变裂缝模型又分为固定裂缝模型 (fixed crack model) 和转动裂缝模型 (rotating crack model) 两种。前者假设裂缝一旦出现其方向就不再发生变化, 后者则是裂缝方向始终与主拉应变方向垂直。转动裂缝模型不必记忆以前的裂缝状态, 所以计算过程相对简单且收敛性好, 该加固分析模型中采用转动裂缝模型 (rotating crack model) , 不考虑横向裂缝效应 (Lateral Crack Effect) 及约束效应 (Confinement Effect) 。

在全应变裂缝模型的基本特性中, 受压裂缝模型采用了Thorenfeldt模型, 受拉裂缝模型采用Constant模型。钢筋的破坏准则采用为基于古典强度理论的Von一Mises强度准则在一定的变形条件下, 当材料的单位体积形状改变的弹性位能 (又称弹性形变能) 达到某一常数时, 材料发生屈服[7]。

2 工程实例及加固仿真模拟

2.1 工程概况

某大桥引桥为钢筋混凝土简支T梁桥, 标准跨径, 计算跨径, 梁高1600mm, 宽1580mm, 肋宽180mm, 原设计荷载为公路—Ⅱ级。主梁采用C30混凝土, 纵向钢筋主筋HRB335级。跨中截面受拉钢筋为32+220。因交通量日益增加, 采用体外预应力加固法将该桥的设计荷载提高至公路—Ⅰ级。体外预应力采用采用2束钢绞线, 截面面积, 抗拉强度标准值1860MPa, 抗拉强度设计值1260MPa, 弹性模量为。

2.2 加固仿真模拟

采用有限元软件对体外预应力加固的钢筋混凝土梁桥进行数值模拟计算。在有限元建模中, 假定梁体内普通钢筋与混凝土具有良好的黏结[1], 故不考虑其相对滑移。体外预应力钢筋采用桁架单元模拟, 在转向处与混凝土单元刚性连接, 混凝土单元采用八节点六面体实体单元, 纵向钢筋、架立钢筋和箍筋单元采用植入式钢筋单元, 当钢筋的应力达到了抗拉强度时钢筋屈服, 钢筋的应力将不再增加。作用在钢筋混凝土梁上的荷载为恒载和通过荷载横向分布系数求得的活载, 边界条件采用一般支撑简支边界条件[6]。

非线性分析计算采用牛顿拉普森法 (Newton-Raphson Method) , 该法在每个迭代计算步骤内都要更新切线刚度, 优点是收敛速度快, 即通过较少的步骤也可以达到收敛。计算过程中采用位移收敛准则, 所谓位移收敛准则是用来判别每一次迭代结束后位移增量变化的相对大小, 位移收敛误差通常取0.1%~5%[4], 考虑各方面的因素, 加固模型中位移收敛误差控制在2%。

加固建模共分3个施工阶段:第1阶段, 在单元栏中把混凝土单元和钢筋单元激活, 边界条件栏中把一般支承激活, 荷载栏中把自重、二期恒载激活;第2阶段, 在单元栏中把体外预应力单元激活, 荷载栏中把施加的体外预应力荷载激活;第3个阶段, 施加车道荷载[2]。承载能力计算分为2种荷载工况:加固前, 按规范要求进行最不利荷载组合作用, 未施加体外预应力;加固后, 按规范要求进行最不利荷载组合作用, 施加体外预应力。

3 加固计算结果分析

3.1 加固前后应力分析

该桥加固前为钢筋混凝土结构, 加固后为预应力混凝土B类构件。由于施加体外预应力, 其加固后的混凝土的主拉应力、主压应力得到明显的改善。总的来说, 施加体外预应力加固能较大幅度的改善原钢筋混凝土梁桥的受力情况。

3.2 加固前加固后挠度分析

钢筋混凝土梁桥加固计算与新建结构计算不同, 其存在“二次受力”问题。加固时钢筋混凝土梁桥在自重作用下已产生变形, 此时施加体外预应力加固材料与构件共同承受活载, 即体外预应力只承担活载而不承担自重效应[6]。加固前跨中截面变形值为58.09mm, 而加固后跨中截面变形值为42.52mm, 这说明施加体外预应力产生的反拱值能抵消一部分由活载产生的变形值。

3.3 加固前后裂缝分析

采用体外预应力加固钢筋混凝土梁桥后, 其截面应力有所减小, 截面上裂缝发展高度也相应降低, 其减小, 甚至会出现部分裂缝闭合的现象, 这充分说明施加体外预应力能够改善钢筋混凝土梁桥截面受力状况及限制裂缝的开展。但是在建立加固模型时, 简化了体外预应力与钢筋混凝土梁之间的连接、体外预应力锚固端的模拟, 在体外预应力锚固部位也出现了部分裂缝。在支座区域也适当的简化模拟, 也就是在边界条件和混凝土单元之间设置一个弹性过渡层, 过渡层的刚度和混凝土相近, 能减轻边界条件引起的应力集中现象[5]。即使这样, 在设置边界条件附近仍然有少量部分裂缝出现。

4 结论

通过对体外预应力加固钢筋混凝土梁的仿真计算分析, 得出以下结论。

(1) 对于采用体外预应力加固的钢筋混凝土梁桥, 加固后钢筋混凝土梁桥大多数会成为部分预应力结构;由于主动施加体外预应力, 故加固后钢筋混凝土梁桥的混凝土应力、挠度都有所减小;抑制了裂缝在跨中截面高度方向上的发展, 并能使部分裂缝闭合。

(2) 建议在今后的体外预应力加固钢筋混凝土梁的设计过程中, 对于混凝土结构在承载力极限状态下表现出材料非线性特性时, 应进行非线性受力计算分析。

(3) 该加固仿真分析模型简化了体外预应力锚固端及转向装置的模拟, 会对结果带来一定的误差, 建议以后对该类桥梁加固分析模型进行优化。

参考文献

[1]中华人民共和国行业推荐性标准.公路桥梁加固设计规范 (JTG/T J22—2008) .北京:人民交通出版社, 2008.

[2]中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D62—2004) .北京:人民交通出版社, 2004.

[3]邬晓光, 白青侠, 雷自学编著.公路桥梁加固设计规范应用计算示例[M].北京:人民交通出版社, 2011.

[4]何政, 欧进萍编著.钢筋混凝土结构非线性分析[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2007.

[5]江见鲸, 陆新征, 叶列平编著.混凝土结构有限元分析[M].北京:清华大学出版社, 2005.

[6]邹旭岩, 陈淮.碳纤维布加固预应力混凝土空心板桥力学性能分析[J].郑州大学学报 (理学版) , 2010 (12) :111-115.

梁桥增大截面加固法 第9篇

(1)采用外包混凝土加固桥梁时，新浇混凝土的最小厚度不应小于40 mm，用喷射混凝土施工时不应小于50 mm。

(2)配制混凝土用的石子宜用坚硬耐久的卵石或碎石，其最大粒径不宜大于20 mm。

(3)当采用钢筋补强时，纵向受力钢筋的直径不宜小于12 mm;封闭式箍筋直径不宜小于8mm, U型箍筋直径与原有箍筋直径相同。

(4)当采用型钢和钢板补强时，应将其和原结构的钢筋进行连接，或采用锚栓与原结构联系，切实保证力的有效传递和能够参与原结构共同受力;

(5)加固的受力钢筋与原构件的受力钢筋间的净距不应大于20 mm，并应采用短筋焊接连接;箍筋应采用封闭的或U形的箍筋，并按以下构造要求进行设置：

1)加固的受力钢筋与构件的受力钢筋采用短筋焊接时，短筋的直径不应小于20 mm，长度不小于5d (d为新增纵筋和原有纵筋直径的最小值) ，各短筋的中距不大于500 mm;2)当用混凝土围套进行加固时，应设置封闭箍筋;3)当用单侧或双侧加固时，应设置U型箍筋。U型箍筋应焊在原有箍筋上，单面焊缝长度为10d，双面焊缝为5 d (d为U型箍筋直径) 。U型箍筋还可焊在增设的锚钉上，或直接伸入锚孔内锚固, 锚钉直径d不应小于10 mm，锚钉距构件边沿不小于3 d，且不小于40 mm，锚钉锚固深度不小于10 d，并采用环氧砂浆或高标号水泥砂浆将锚钉锚固于原构件内，钻孔直径应大于锚钉直径4 mm。

2 施工要求

外包混凝土加固桥梁的施工过程，应遵循下列工序和原则：

(1)为了加强新、旧混凝土的结合，应对原构件混凝土存在的缺陷清理至密实部位，并将构件表面凿毛，要求打成麻坑或沟槽，沟槽深度不宜小于6 mm，间距不宜大于箍筋的间距或200 mm。

(2)当采用三面或四面外包方法加固桥梁构件时，应将构件的棱角敲掉，同时应除去浮碴、尘土。

(3)原有混凝土表面应冲洗干净，浇筑混凝土前，原混凝土表面应以水泥浆等界面剂进行处理，以加强新、旧混凝土的结合。

应对原有和新设受力钢筋进行除锈处理。有条件时，在受力钢筋施焊前采取卸荷或支顶措施，并逐根分区分段分层进行焊接，以减少原受力钢筋的热变形，使原结构的承载力不致遭受较大影响。

外包混凝土加固法施工不如整浇混凝土构件方便，必须采取措施，保证模板搭设、钢筋安置以及新混凝土的浇筑和振捣的质量，以达到混凝土密实要求。同时，应加强新浇混凝土的养护，养护期最好达14 d以上。

3 施工步骤

对于板梁桥，主要考虑增设板梁底面的加强主筋和截面;对于T型梁桥除考虑增设梁底主筋和截面外，还须考虑设置套箍。

采用板梁桥增大截面和配筋加固法时主要应考虑梁的抗弯截面强度不足，需在其受拉区增设补强主筋，并使其与原主筋能够连结牢固，共同工作。施工步骤如下：

(1)凿槽、配设补强钢筋。先沿着原构件底部主筋部位下面凿槽。槽不宜过宽过深，以不影响补强钢筋的放置及焊接为度，并尽量减少原主筋周围混凝土的握裹力损失。凿好槽后，剪断原有钢筋，放入补强钢筋。

(2)将补强钢筋与原主筋焊接。焊接时一般可采用焊一段、空一段的间断焊接方式 (焊缝长约6～8 cm) ，以免温度过高影响混凝土质量。剪断的钢箍可焊在补强钢筋上，使其形成较为牢固的钢筋骨架。

(3)将板梁底部混凝土表面凿毛、洗净。(为保证新旧泥凝土的接合，减少因变形而产生的接合裂缝，在喷涂砂浆或浇筑混凝土前，应用压力水冲除接合部位的余灰，并使其湿润)

(4)喷涂或浇筑砂浆或混凝土予以覆盖，以形成新旧钢筋混凝土结合良好的断面。混凝土或砂浆覆盖层不宜太薄，其厚度应符合钢筋混凝土截面保护层的要求。

(5)加强新浇水泥砂浆或混凝土层的养生工作，避免因过早行车而影响工程质量。

(6)为避免影响桥下通航、车，还可采用悬挂式脚手架的形式进行施工。施工时，在桥的两侧钢筋混凝土栏杆上系绕直径为20 mm左右的钢丝绳，并穿过泄水孔兜住桥面，桥下一头钢丝绳捆扎圆木，上面加方木再满铺5 cm木板作为施工作业之用，脚手顶面距梁底2 m左右为宜。

T型梁增大截面和配筋加固，一般是在梁底及腹板加设钢筋(梁的竖向设钢筋箍以加强抗剪能力)，然后喷涂或浇筑一层砂浆或混凝土以增大梁截面，施工步骤如下：1)将梁底面的混凝土保护层凿去，将两侧腹板表面凿毛，要求将表面砂浆凿出粗纹，露出石子颗粒。凿毛后随即进行焊接钢筋及浇筑混凝土的工作，以免凿毛部位污染，影响新旧混凝土的结合;2)在暴露的原有主钢筋上焊接需要的补强钢筋，通过计算确定补强筋的尺寸与数量;3)在侧面腹板上加上需要补强的钢筋箍，通过计算确定钢筋箍的距离;4)用埋入梁中的销钉将钢筋箍固定，并用铁丝与纵向加固钢筋扎结起来 (或焊接) 。钢筋箍的上端应埋入桥板中去;5)立模浇筑混凝士，并恢复保护层。一般用小石子混凝土浇筑;6) 加强新浇混凝土层的养生工作，避免因过早行车而影响工程质量。

摘要：增大截面加固法又称为“外包混凝土”加固法, 通过增大混凝土构件的截面和配筋, 提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性等。该方法可加固梁式桥, 也可加固拱式桥梁。文章对梁桥增大截面加固法的施工要点进行了详细的阐述。

关键词：梁桥,增大截面,加固法

参考文献

[1]吴姗姗, 马永才, 周浩, 等.增大截面加固法的计算方法对比分析[J].黑龙江科技信息, 2010, (27) .