橋梁加固技術(shù)綜述及廣州洛溪大橋加固應(yīng)用

范永強(qiáng)

摘要：橋梁加固可以采用的形式是多樣的：如加大截面加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法、外部粘鋼加固法和粘貼碳纖維加固法等都能達(dá)到同一目的，只是加固途徑、加固效果不同。在具體實(shí)施中應(yīng)考慮到被加固橋梁的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：橋梁加固

0 引言

本文以廣州洛溪大橋2008年試驗(yàn)檢測(cè)為工程背景，與該橋2005年檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)檢測(cè)2006年加固后的變化情況，研究大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋檢測(cè)試驗(yàn)及加固技術(shù)的運(yùn)用。

1 橋梁概況

洛溪大橋位于廣州市國(guó)道G105線上，中心里程樁號(hào)為K2573+334，大里程為番禺方向。該橋?yàn)殡p向四車道。橋梁全長(zhǎng)1916m，行車道寬13.0m，兩側(cè)人行道寬度均為1.0m。

該橋于1981年開始設(shè)計(jì)，1984年開工建造，1988年建成通車。橋跨結(jié)構(gòu)由主橋和南、北引橋三部分組成。主橋?yàn)椴粚?duì)稱連續(xù)剛構(gòu)，跨徑組合為65m+125m+180m+110m，橋面鋪裝原為水泥混凝土，后加鋪瀝青混凝土橋面。橋面設(shè)4.0%雙向縱坡。

設(shè)計(jì)荷載等級(jí)：汽-20，掛-100，人群荷載為3.5kN/m²

2 橋梁加固常用的方法

2.1 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法 在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層，一般先鑿除舊橋面，使其與原有主梁形成整體，達(dá)到增大主梁有效高度和抗壓截面強(qiáng)度，改善橋梁荷載橫向分布能力，從而達(dá)到提高橋梁的承載能力的目的。

2.2 外包混凝土加固法 外包混凝土加固法又稱增大截面加固法，它是通過增大構(gòu)件的截面和配筋，以提高構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性并減少裂縫寬度。對(duì)于梁橋、拱橋、剛架橋、墩臺(tái)、基礎(chǔ)等，在條件許可的情況下均可采用該方法加固。外包混凝土將使原結(jié)構(gòu)增加一部分恒載重量，因而在擬定外包混凝土尺寸時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮外包構(gòu)件以下的結(jié)構(gòu)承載能力是否足夠，這是外包混凝土方案是否成立的前提。

2.3 鋼板粘貼加固法 由于交通量的增加，主梁承載力不足，或縱向主筋出現(xiàn)嚴(yán)重的銹蝕，或梁板橋的主梁出現(xiàn)嚴(yán)重橫向裂縫，此時(shí)，可用粘結(jié)劑及錨栓將鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以鋼板代替增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，提高橋梁的承載能力與耐久性。

2.4 噴錨混凝土加固法 首先是用植筋法將錨筋植入待補(bǔ)強(qiáng)部位的結(jié)構(gòu)內(nèi)，掛設(shè)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，然后再噴射一定厚度的混凝土，形成與原結(jié)構(gòu)共同受力的組合結(jié)構(gòu)。

2.5 改變結(jié)構(gòu)受力體系的加固法 這種加固、改造方法是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系，達(dá)到提高橋梁的承載能力的目的。它的基本原理是以減少控制截面的內(nèi)力為目的進(jìn)行加固。對(duì)于拱橋加固，可通過體系轉(zhuǎn)換法將單純拱的受力狀態(tài)改變?yōu)楣傲航M合體系受力狀態(tài)，即將拱上建筑變?yōu)榱菏浇Y(jié)構(gòu)，拱梁組合體系受力狀態(tài)較單純拱更為均勻。

2.6 體外預(yù)應(yīng)力加固法 體外預(yù)應(yīng)力加固法主要用于梁式橋（包括簡(jiǎn)支梁、懸臂梁、連續(xù)體系梁橋正常使用極限狀態(tài)超限的結(jié)構(gòu)，通過對(duì)舊橋施加體外預(yù)應(yīng)力，能夠達(dá)到減少或消除裂縫，減小梁體下?lián)?，改善結(jié)構(gòu)各截面應(yīng)力狀態(tài)的目的。

2.7 減輕拱上自重加固法減輕 拱上自重也是一種調(diào)整拱上恒載分布的手段，盡管它們的目的都是為了恢復(fù)和提高原橋的承載能力，但它們的出發(fā)點(diǎn)和適用場(chǎng)合卻是不相同的。調(diào)整拱上恒載分布是針對(duì)主拱圈變形過大，通過調(diào)整拱上恒載的辦法來調(diào)整拱軸線與壓力線；采用減輕拱上建筑的自重，則主要是針對(duì)某些雙曲拱橋的基礎(chǔ)承載能力較低，通過這一措施降低對(duì)基礎(chǔ)承載力的要求。

2.8 碳纖維加固 碳纖維（Carbon Fiber）是纖維狀的炭材料，具有高強(qiáng)度和高彈性模量的特點(diǎn)。碳纖維聚合物（Carbon Fiber Reinforced Polymer，簡(jiǎn)稱CFRP）是以碳纖維為組分，以樹脂為基體，通過一定的成型方法形成的單向排列的碳纖維的復(fù)合片材。它具有高輕質(zhì)、抗腐蝕、耐老化、物理性能穩(wěn)定等極其優(yōu)越的品質(zhì)。

目前，我國(guó)在橋梁加固方面主要是研究應(yīng)用粘貼CFRP片材（碳布）加固技術(shù)。碳布根據(jù)纖維方向分為單向布和雙向布兩種，其中以應(yīng)用單向布為主，其拉伸強(qiáng)度是等截面普通鋼材的10倍或更高，彈性模量在（2.4～6.4）×105Mpa，是一種較理想的混凝土結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)材料，而常用的碳纖維聚合物的片材每平方米只有幾百克的重量。同時(shí)，根據(jù)自然和加速暴露試驗(yàn)表明，碳纖維聚合物的抗拉強(qiáng)度以及與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度在相當(dāng)于50年的時(shí)間內(nèi)不發(fā)生改變，具有足夠的耐候性，而且碳纖維聚合物的疲勞性能優(yōu)于鋼和混凝土材料。

3 洛溪大橋加固應(yīng)用

3.1 已維修加固部位效果檢查 2006年有針對(duì)性地對(duì)主要構(gòu)件進(jìn)行了維修加固，主要包括以下內(nèi)容：主橋箱梁存在較嚴(yán)重病害的部位均已采取環(huán)氧樹脂膠液封閉裂縫、粘貼鋼板和碳纖維布等措施加固維修，部分孔跨預(yù)應(yīng)力T梁橫隔板采用鋼板粘貼加固；部分孔跨鋼筋混凝土T梁表面采用粘貼碳纖維布加固維修?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果表明：加固效果較好。

粘貼加固

3.2 建議 ①采用專用裂縫修補(bǔ)劑進(jìn)行封閉處理的部位。

②對(duì)全橋存在破損、露筋的部位進(jìn)行處理。③對(duì)部分構(gòu)件混凝土保護(hù)層偏薄及鋼筋銹蝕進(jìn)行阻銹處理。④及時(shí)對(duì)破損嚴(yán)重的欄桿和人行道板進(jìn)行加固維修。⑤由于洛溪大橋設(shè)計(jì)年代較早，目前洛溪大橋?qū)嶋H承擔(dān)的交通流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了它的設(shè)計(jì)能力，為確保該橋交通順暢，建議近期優(yōu)化現(xiàn)有交通管制措施，分流洛溪大橋交通流量，應(yīng)著重進(jìn)一步對(duì)貨運(yùn)車輛進(jìn)行管制，減少其對(duì)橋梁的影響；同時(shí)，建議盡快啟動(dòng)洛溪大橋、廣州大橋及大石大橋擴(kuò)建工程的前期工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]湛潤(rùn)水，胡釗芳，帥長(zhǎng)斌.公路舊橋加固技術(shù)與實(shí)例.北京：人民交通出版社.2001.10.135-138.

[2]徐犇.橋梁檢測(cè)與維修加固百問.北京：人民交通出版社.2002.3.20-21.

[3]易剛祥，龍廖乾，謝芳.橋梁加固綜述.OVM通訊.2003.4.16-18.

[4]楊文淵，徐犇合編.橋梁維修與加固.北京：人民交通出版社.1995.78-79.

[5]郭大進(jìn)，廖錦翔，張勁泉，吳克文.橋梁加固維修技術(shù)應(yīng)用.公路交通科技.2004年8月第8期.82-83.

[6]中國(guó)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì).混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范（CECS25：90）.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社.1991.43-45.