時間：2023-03-28 15:17:43
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇橋梁加固論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
河南省鶴壁市的公路舊橋一般都具有一個通性:荷載等級低、使用年限長的特點。從技術(shù)資料分析,大多數(shù)橋梁是三不知:①不知基底地質(zhì);②不知基礎(chǔ)深度;③不知隱蔽部分的尺寸。從橋梁技術(shù)狀況分析,由于河床屢遭洪水沖刷,河床底部加深,橋梁墩臺基礎(chǔ)外露、沖空,產(chǎn)生不均勻沉降,導(dǎo)致橋臺、拱圈產(chǎn)生附加應(yīng)力而出現(xiàn)開裂,有的甚至出現(xiàn)開合現(xiàn)象;有的橋梁由于橋臺較高,受行車及臺后土壓力的作用,橋臺出現(xiàn)開裂、凸肚等病害;橋面混凝土鋪裝層由于使用時間長加之重車作用,導(dǎo)致開裂、剝落等病害。按橋梁技術(shù)狀況來評定大多屬三類橋梁。隨著鶴壁市國民經(jīng)濟的發(fā)展和市重點工程的建設(shè),目前鶴壁市的公路橋梁所承受的負荷主要有3個特點:
①交通量不斷增大;②重型車輛增加及超載現(xiàn)象嚴重;③超限運輸?shù)某霈F(xiàn)和增加。按現(xiàn)在橋梁和運輸狀況,橋梁的承載能力和通過的車輛荷載是公路與運輸?shù)拿苤弧Ｅf橋加固,提高舊橋的承載能力,確保交通運輸?shù)陌踩悄壳昂徒窈竺媾R的任務(wù)。本文按橋梁的組成部分介紹橋梁的加固方法。
一、塞縫灌漿
塞縫灌漿是把按一定比例配制的水泥(砂)漿、環(huán)氧樹脂(砂)漿,通過噴漿機按一定壓力灌入結(jié)構(gòu)物縫隙內(nèi),起到填塞裂縫、避免鋼筋銹蝕并提高結(jié)構(gòu)整體強度的作用。裂縫在橋梁病害中較為普遍,產(chǎn)生裂縫的原因很多,也很復(fù)雜。結(jié)構(gòu)物一旦出現(xiàn)裂縫,其受力截面發(fā)生應(yīng)力重分布,也就意味著受力有效截面變小,結(jié)構(gòu)應(yīng)力增大,承載能力降低。塞縫灌漿是用膠結(jié)材料把結(jié)構(gòu)的裂縫填滿,使力的作用、傳遞盡可能恢復(fù)到原狀態(tài)。
塞縫灌漿一般用于處理橋梁上、下部結(jié)構(gòu)裂縫,灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧樹脂漿、環(huán)氧樹脂、砂漿等,具體采用哪一種,應(yīng)視實際情況而定。通常水泥(砂)漿用于石砌墩、臺和拱圈裂縫,由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂,采用水泥(砂)漿造價低、效果好。環(huán)氧樹脂漿一般用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物,因為鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生的裂縫較小,易灌滿,粘結(jié)性好;環(huán)氧樹脂砂漿多用于橋面裂縫。
塞縫灌漿的通常做法是:先用1:1水泥砂漿勾縫,勾縫時須預(yù)留直徑約6-8mm的灌漿孔,孔距視裂縫寬度而定,縫寬處孔距為0.6-1.0m,縫小處孔距為0.4-0.6m。待勾縫砂漿達到一定強度后即可灌漿。鋼筋混凝土梁的裂縫較小,用環(huán)氧樹脂勾縫,凡大于0.2mm的裂縫都要留孔灌漿,孔距一般為0.25-0.30m,灌漿方法與灌水泥漿大致相同。在公路舊橋加固中,塞縫灌漿是綜合處治的方法之一,用得比較普遍,通過試載及使用觀察,效果較好。
二、上部結(jié)構(gòu)改建
在調(diào)查研究舊橋的基礎(chǔ)上,經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟比較,采用充分利用原橋進行拼寬,利用橋臺將拱式結(jié)構(gòu)改為板式結(jié)構(gòu)的加固方法,使其滿足超限運輸要求。
(一)拼寬原橋
對驗算不能滿足超限運輸要求的舊橋,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后,按實際通過的超限運輸荷載設(shè)計拼寬橋梁,以確保超限運輸安全。
(二)利用原橋臺改拱式結(jié)構(gòu)為板式結(jié)構(gòu)
對于小跨徑石拱橋,由于拱圈厚度不能滿足超限運輸要求或因地基較差發(fā)生不均勻沉降,致使拱圈開裂,降低承載能力,可采用此辦法。
三、舊橋下部結(jié)構(gòu)加固
橋臺特別是高度較大的橋臺,受行車荷載和土壓力作用,常見病害有橋臺開裂、凸肚,翼墻外崩、開裂、錯位等。對于跨徑較小,水流不大的石拱橋,我們采用在橋跨內(nèi)加鋼筋混凝土框架進行加固。
四、舊橋基礎(chǔ)加固
橋梁基礎(chǔ)特別是天然地基上的淺基礎(chǔ),由于埋置深度較淺,易受河水沖刷而淘空。受河水改道沖刷橋梁引道,導(dǎo)致橋臺基礎(chǔ)沖空,引道被毀。橋梁地基局部軟弱,致使橋臺發(fā)生不均勻沉降,引起橋臺開裂等。針對以上病害,我們采取對河床用漿砌片石進行鋪砌,上游河床設(shè)置丁壩,打木樁擴大橋臺基礎(chǔ)等方法進行加固。
對于跨徑較小的橋梁,由于河水改道,洪水直接沖刷橋臺基礎(chǔ),導(dǎo)致基礎(chǔ)沖空甚至掉腳,可采取在橋跨范圍內(nèi)滿鋪15號片石混凝土的方法進行加固,鋪砌厚度為30cm,鋪砌兩端設(shè)置截水墻,截水墻的深度為1m,寬度為0.6m。采用該法共加固橋涵8座。對于橋梁上游河床變遷、水流改道,洪水直接沖刷橋臺基礎(chǔ)和橋臺引道,導(dǎo)致橋臺基礎(chǔ)沖空、引道被毀的橋梁,采取在橋梁上游適當(dāng)位置設(shè)置丁壩等調(diào)治構(gòu)造物,將河水導(dǎo)入主河道。
五、橋面鋪裝層的加固
橋面鋪裝層開裂或剝離等病害,對于鋼筋混凝土梁板橋容易使鋼筋銹蝕,減弱橋梁的橫向整體性;對于石拱橋,由于橋面雨水下滲,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出現(xiàn)滲水現(xiàn)象等;同時由于橋面鋪裝層的破損,引起橋面平整度差,車輛通行時,使橋梁產(chǎn)生震動,對橋梁產(chǎn)生不利影響,同時又加重了橋面鋪裝層的病害。根據(jù)橋梁的具體情況,采用不同的加固方法,對于使用年限長、破損嚴重的采用拆除、修復(fù)的加固方案。而對于病害較輕,使用年限短,且混凝土強度仍符合設(shè)計要求的則先處治病害,在不降低設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。
六、公路舊橋的管理
加強公路舊橋的管理,并進行維修和加固,使其處于正常的工作狀態(tài),充分發(fā)揮舊橋的作用,是公路管理部門的一項主要任務(wù)。對于舊橋的超限運輸管理工作具有工期短、要求高、工程量較小、前期工作量大等特點,公路超限運輸一般是為國家或省的重點建設(shè)工程服務(wù),我們的經(jīng)驗是:
對于經(jīng)常過大件的路段,橋梁進行重點檢查和管理,收集原始檔案材料,掌握其動態(tài);在施工中注意抓重點、制約工程;重視加固工程中原始資料的收集和整理工作,為今后的加固工程積累經(jīng)驗;充分調(diào)動基層單位的積極性,正確處理責(zé)、權(quán)、利的關(guān)系。
筆者認為公路舊橋的維修加固同樣屬于橋梁工程,不能重建輕養(yǎng),舊橋的加固比新建還難,因為舊橋的維修加固,沒有現(xiàn)成的規(guī)范,更沒有可供使用的標(biāo)準(zhǔn)圖,橋梁的病害又錯綜復(fù)雜,病害原因難以確定,因此,應(yīng)充分重視公路舊橋的管理工作,加大資金投入,使其保持良好的工作狀態(tài),確保公路運輸?shù)陌踩?/p>
目前制約舊橋加固工作的主要因素是資金問題,在養(yǎng)路資金緊缺的情況下,投入到舊橋加固上的資金更加有限,為此建議采用以下辦法逐步解決:(1)公路局應(yīng)加大對大中型橋梁加固資金的投入,并將屬于危橋的小橋納入這個范圍,集中資金重點解決危橋的加固;(2)對于橋梁的小修保養(yǎng),應(yīng)納入公路小修保養(yǎng)議標(biāo)中,特別是實行養(yǎng)路工程費制后,可將各縣(區(qū))局管養(yǎng)的橋梁編入小修保養(yǎng)工程量清單內(nèi),對道班不能承擔(dān)的項目可安排有專業(yè)資質(zhì)的工程隊施工,公路局加強檢查和考核。
參考文獻:
1.蒙云.橋梁加固與改造.重慶:重慶大學(xué)出版社,1989.1
Ren Zhenhua
（Shanxi Yuncheng Road & Bridge Co.，Ltd.，Yuncheng 044000，China）
摘要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對公路、鐵路運輸?shù)囊蟮囊苍絹碓礁撸@其中，橋梁技術(shù)是非常重要的環(huán)節(jié)。我國的橋梁技術(shù)自上個世紀八十年代以來，發(fā)展較為迅速，但是對橋梁的保養(yǎng)、維護、維修、加固技術(shù)的發(fā)展則比較緩慢，進度也相對滯后，這是目前我國公路橋梁發(fā)展的主要技術(shù)缺陷。本文重要探討與研究如何使用碳纖維加固技術(shù)，使橋梁施工更加穩(wěn)固。
Abstract： With the development of China's economy, the requirement of highway and railway transportation. Bridge technology is an important link. From 1980s, China's bridge technology develops rapidly. But service, maintenance and repair and reinforcement technology, the main technological defect of China's highway and bridge, develops slower. This paper mainly discussed how to use techniques of reinforcing bridge with carbon fiber.
關(guān)鍵詞：碳纖維 加固橋梁
Key words： carbon fiber；reinforce bridg
中圖分類號：U44文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2011）19-0068-01
0引言
隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，公路橋梁的建筑也越來越受到高度的關(guān)注，因為公路橋梁的建筑不僅關(guān)系物流的四通八達，也關(guān)系著人民的生命財產(chǎn)安全。就目前的情況而言，我國的公路橋梁建筑沒什么大問題，但是在橋梁的保養(yǎng)、維修、加固及技術(shù)改造方面仍然有所欠缺，尤其是加固技術(shù)需要技術(shù)人員進一步的加強與改良。
1材料及其性能
將碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)建筑，加強建筑結(jié)構(gòu)的加固修復(fù)，是近幾年來新開發(fā)的一項技術(shù)，這項新技術(shù)的優(yōu)點在于，他利用浸漬樹脂，將碳纖維材料制成的補助構(gòu)件，沿著受損混凝土構(gòu)件的受力方向，亦或是垂直于受損構(gòu)件的受力方向，牢牢粘貼在受損構(gòu)件之上，因為碳纖維材料優(yōu)秀的韌性，使之與構(gòu)件充分結(jié)合在一起，共同工作，發(fā)揮作用，從而有效的起到對混凝土構(gòu)件的加固加強。
在橋梁加固施工中，通常使用兩種碳纖維材料，分別是碳纖維復(fù)合材料包括碳纖維布和粘接材料，下面我們來做一個簡單的介紹：①碳纖維布，碳纖維布是目前橋梁加固技術(shù)中運用最為廣泛的材料，碳纖維布彈性好，不易被拉扯斷，強度高，可以承受受損構(gòu)件帶來的巨大壓力，韌性好，可以有效彌補受損構(gòu)件的功能，同時，單根纖維間強度變化小、在制造與處理過程中強度穩(wěn)定并保持不變。②粘接材料，粘接材料的功能就是將碳纖維與受損的混凝土構(gòu)件連接在一起，具有一個紐帶的作用。所以，粘接材料是碳纖維與受損構(gòu)件是否能夠連接在一起的重要關(guān)鍵點，也是兩者傳力途徑中的薄弱環(huán)節(jié)，因此，粘接材料應(yīng)當(dāng)具有足夠的剛度與強度以及韌性，才能夠有效保障碳纖維與受損混凝土構(gòu)件之間的剪力的傳遞，也不會因為混凝土構(gòu)件的開裂從而導(dǎo)致脆性粘接的破壞。
2碳纖維加固的主要特點
作為一種新型的高效橋梁加固技術(shù)，碳纖維加固技術(shù)具有以下的幾個特點：①使用碳纖維加固與其它加固方法比較，碳纖維布加固技術(shù)因為碳纖維獨特的強度與韌性不會再增加構(gòu)件的承載壓力，也不會進一步的擴大斷面的尺寸，進一步說，碳纖維加固技術(shù)不會影響整座橋梁的結(jié)構(gòu)外觀，也不會減小橋下空間。②碳纖維加固技術(shù)施工十分簡單，技術(shù)也并不復(fù)雜，所以不需要使用大型設(shè)備，而施工的工期也比較短，施工過程中，可以不受空間的限制，在碳纖維與受損構(gòu)件的連接時，因為碳纖維布本身的柔性特點，所以碳纖維布可以與任何一種形狀的受損構(gòu)件進行連接，對其進行加固，成型非常方便。③在進行碳纖維布加固時，依據(jù)碳纖維布本身的剛度與強度，再通過環(huán)氧樹脂等粘結(jié)材料與受損混凝土構(gòu)件進行有效的粘結(jié)，從而不需要再額外設(shè)置錨栓或者是鑿開混凝土，所以不會損傷原有完好的構(gòu)件。④在進行碳纖維布加固時，由于碳纖維布本身柔性很好的特點，當(dāng)他粘貼在受損混凝土構(gòu)件表面的時候，能夠有效封閉并連接受損混凝土構(gòu)件表面的裂縫，并能強力約束混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的生成，阻止裂縫的進一步擴展。⑤在加固時，由于受損構(gòu)件的老化，可能使用的碳纖維布也許不止一次，但是碳纖維布能夠在同一個部位不斷纏繞、重疊、粘貼，從而充分的滿足構(gòu)件的補強要求，將加固的效果達到最佳。
3碳纖維加固技術(shù)的計算
雖然碳纖維加固技術(shù)有諸多優(yōu)點，但是在施工時也不能有半點馬虎，必須經(jīng)過嚴格周詳?shù)挠嬎悖拍軌蜻M行施工。
①碳纖維布雖然柔韌性極好，但也僅僅能在活載作用下承擔(dān)一部分承載壓力，所以，在施工前的計算時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)相應(yīng)的彈性模式比值，并且按照極限應(yīng)力法來計算碳纖維布的應(yīng)力狀態(tài)。②碳纖維布在進行加固時，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)先對受損構(gòu)件的截面進行假定：當(dāng)受損構(gòu)件彎曲后，他的截面仍然保持為平面，那么在加固時，粘貼的碳纖維布材料的拉力應(yīng)變能力仍然按照截面假定計算進行確定，但是也不能夠超過碳纖維布材料的容許拉力應(yīng)變強度。③在碳纖維布的加固時，應(yīng)當(dāng)注意，鋼筋應(yīng)力等于鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積，但是不大于其設(shè)計的強度值，否則盡管碳纖維布的柔韌性較好，但是也無法承受巨大的壓力。④在達到受彎承載力極限狀態(tài)前，碳纖維片材與混凝土之間必須粘結(jié)可靠，不發(fā)生粘結(jié)剝離破壞。⑤碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)的破壞模式較多，且與受拉鋼筋間的相關(guān)性較大，需判定加固后構(gòu)件的極限狀態(tài)。
4結(jié)語
在世紀初，我國加入世貿(mào)組織后，公路運輸、鐵路運輸行業(yè)變得越來越炙手可熱，交通運輸量的增長幅度，每年都有50%左右，高速增長的經(jīng)濟與運輸量，迫使我們必須重視公路交通，因為公路交通在國民經(jīng)濟中的作用和地位越來越顯著地為人們所重視，而與此同時，公路橋梁的建設(shè)也已經(jīng)進入了大家的視線。
目前，我國橋梁建造技術(shù)已經(jīng)進入了世界領(lǐng)先水平，但是很遺憾，我國對橋梁的維修并不是十分嚴重，以為建成一座橋梁，就可以一勞永逸，卻不知這種想法大錯特錯。橋梁也有他的使用期限，也會老化，當(dāng)橋梁出現(xiàn)損傷的時候，如果不能進行及時加固，則會加快橋梁的老化。所以，我們應(yīng)當(dāng)重視橋梁加固技術(shù)。
所以，我們必須盡快認識到碳纖維加固技術(shù)對于橋梁加固的重要意義，伴隨著碳纖維修復(fù)和補強技術(shù)的不斷深入的研究和進一步的發(fā)展，該項先進技術(shù)必將廣泛為工程界所接受和采用，真正、有效地提高橋梁通行荷載及安全性能，為我們的公路工程建設(shè)服務(wù)。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：道路橋梁；結(jié)構(gòu)病害；裂縫修補；加固增強
一、橋梁病害成因
橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強度，以承受作用于其上的重力和附加力；結(jié)構(gòu)各部必須具有足夠的剛度，以使其在荷載作用下不產(chǎn)生過大的撓曲和變形；結(jié)構(gòu)各部尺寸必須具有適當(dāng)大小，以使其承受軸向壓力時的構(gòu)件不發(fā)生屈曲，喪失穩(wěn)定性。同時結(jié)構(gòu)也要具有較高的耐久性。由于作用荷載的隨機性、材料強度的離散性、制造與施工質(zhì)量的分散性、計算假定的近似性，致使在長期使用過程中橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害，其具體原因如下：
1.原設(shè)計荷載偏低，交通發(fā)展后車輛荷載增大，橋梁因承載能力不足而產(chǎn)生病害。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在缺陷，如采用橋型結(jié)構(gòu)不當(dāng)、設(shè)計假定不盡合理。
3.橋梁施工質(zhì)量差，未按設(shè)計要求和施工規(guī)程實施。
4.不重視橋梁后期養(yǎng)護工作，沒有及時消除己產(chǎn)生的病害。
5.洪水等自然災(zāi)害使橋梁產(chǎn)生損壞。
6.地質(zhì)條件差，如滑坡、軟基等導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生病害。
二、橋梁加固的一般流程
在橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生病害后，需要采取措施進行加固維修或者更換。橋梁加固工程一般應(yīng)遵循以下工作程序：
結(jié)構(gòu)可靠性鑒定―加固方案確定―加固設(shè)計―施丁組織設(shè)計―施工―驗收。
結(jié)構(gòu)可靠性鑒定，主要是對病害結(jié)構(gòu)的病情診斷。加固方案好比處方，加固設(shè)計是現(xiàn)行規(guī)范及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對加固方案的深化過程。加固施工是對被加固結(jié)構(gòu)按加固設(shè)計進行加固的施工過程，對于大型結(jié)構(gòu)加固，為確保質(zhì)量和安全，施工前應(yīng)編制施工組織設(shè)計。
三、橋梁加固增強技術(shù)
橋梁的增強改造可以分為裂縫修補和對橋梁結(jié)構(gòu)的加固增強，下面介紹其特點及其適用的場合。
（一）裂縫修補技術(shù)
裂縫修補的目的在于恢復(fù)結(jié)構(gòu)物的防水性和耐久性，主要技術(shù)有：
1.表面處理法，在微裂縫的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。對于寬度發(fā)生變化的裂縫，要設(shè)法使用有伸縮性的材料。
2.注漿法，在裂縫中注入樹脂或水泥類材料，以提高其防水性及耐久性。主要注漿材料是環(huán)氧樹脂，多采用低壓低速注入法。環(huán)氧樹脂注入法與鋼釘并用，可以增強裂縫部位的整體性，是一種防止裂縫繼續(xù)發(fā)展的好辦法。
3.充填法，這是一種適合于修補較寬裂縫的方法，具體做法是沿裂縫鑿一條深槽，然后在槽內(nèi)嵌補各種粘結(jié)材料，如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹脂硅、瀝青及各種化學(xué)補強劑等。
4.表面噴涂法，噴漿修補是一種在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實而且粘度高的水泥砂漿保護層，來封閉裂縫的修補方法。噴漿前，需要把結(jié)構(gòu)表面的剝離部分除去，再用水沖洗清潔，并在開始噴漿之前把基層濕潤，然后再開始噴漿。
5.粘結(jié)鋼板封閉法，當(dāng)鋼筋構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫時，可對裂縫先進行處理之后，再在裂縫處粘結(jié)鋼板，并用膨脹螺栓對鋼板加壓。鋼板粘結(jié)方向應(yīng)和裂縫方向垂直。
（二）橋梁加固增強技術(shù)
本文以最常見的橋梁結(jié)構(gòu)形式的上部結(jié)構(gòu)及其常見的加固方法進行說明。
梁式橋上部結(jié)構(gòu)加固增強技術(shù)主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法、增設(shè)縱梁加固法。
加大截面加固法采用增大構(gòu)件的截面面積，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。
外部粘貼加固法系用型鋼、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。適用于構(gòu)件尺寸受限制但又必須大幅度提高結(jié)構(gòu)承載能力的場合，必須保證粘和劑的質(zhì)量 轉(zhuǎn)貼于 中國論文下載中心。
外部預(yù)應(yīng)力加固法指運用預(yù)應(yīng)力原理，在增設(shè)的構(gòu)件或原有構(gòu)件上施加一定初始應(yīng)力的一種加固方法。采用對受拉區(qū)施加預(yù)加壓力，可以抵消部分自重應(yīng)力，起到卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。
改變結(jié)構(gòu)體系加固法通過增設(shè)支撐或橋墩，把簡支變?yōu)檫B續(xù)、在梁下增設(shè)如鋼架等加勁梁或疊合梁，以減小梁內(nèi)控制截面峰值彎矩，提高承載能力的一種加固方法。
增設(shè)縱梁加固法在橋梁墩、臺基礎(chǔ)穩(wěn)定，并具有足夠承載能力的情況下，可采用增設(shè)承載能力高和剛度大的新縱梁，這些新梁與舊梁連接在一起共同受力。由于應(yīng)運中的車輛荷載在新增主梁后的橋梁結(jié)構(gòu)中重新分布，使原梁中所受荷載得以減少，加固后的橋梁承載能力和剛度得以提高。
（三）橋梁結(jié)構(gòu)加固新技術(shù)――錨噴
隨著施噴機具的發(fā)展以及速凝劑的采用，人們把噴射與錨桿、鋼筋網(wǎng)等配合起來使用，促進了錨噴技術(shù)的完善。實踐證明，錨噴技術(shù)完全可以應(yīng)用于橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固增強。
噴射硅的性能噴射硅在工藝材料及結(jié)構(gòu)等方面與普通現(xiàn)澆硅相比有許多優(yōu)點。施工中需加入速凝劑，因而又具有快凝、早期強度高的特點；錨噴技術(shù)不用或只用側(cè)向模板，其運輸、澆注、搗固合并為一道工序、設(shè)備簡單、占地面積小、施工機械化程度高、速度快、效率高、節(jié)省勞動力；可設(shè)計性強，即按照加固整治的實際需要可在拱腹下施噴形成各種結(jié)構(gòu)類型；不中斷交通。
參考文獻
[1]王鐵夢.建筑物的裂縫控制[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1987.
關(guān)鍵字：石拱橋 災(zāi)害防治
中圖分類號：S47文獻標(biāo)識碼： A
一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
目前，在世界范圍內(nèi)，橋梁維修、養(yǎng)護、加固的技術(shù)己成為交通研究領(lǐng)域中的重要課題。由西方24個發(fā)達國家參加的聯(lián)合國“經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)”，于1981 年召開“關(guān)于道路橋梁維修管理國際會議”，很多國家對現(xiàn)有橋梁的安全性評價、檢查及維修加固等方面提出眾多有價值的論文。1980年在巴黎和布魯塞爾，1982年在華盛頓，都曾召開關(guān)于舊橋問題的國際專題討論會[1]。然而，就石拱橋加固增強理論而言，國內(nèi)外就此展開的理論研究很少，極少見諸于報告和文獻。
20世紀80年代以來，我國在舊橋加固改造技術(shù)的研究試驗方面進行了大量的工作。交通部在“六五”、“七五”計劃期間下達了一系列有關(guān)舊橋檢測、承載力評定及加固技術(shù)的科研課題，舉辦了多次橋梁維修、養(yǎng)護、加固、改造技術(shù)的學(xué)術(shù)會議，在公路梁橋和拱橋等舊橋承載力的加固改造技術(shù)和施工工藝等方面都取得了許多寶貴經(jīng)驗，有不少舊橋改造、加固的成功范例。近年來，由于新材料、新理論和新技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了大量新的加固維修技術(shù)，大大提高了舊橋的承載力和通行的可靠性，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
劉健宇在《石拱橋損傷病害分析及維修加固技術(shù)研究》文中分析了石拱橋的常見損傷病害產(chǎn)生的原因，包括對主拱圈開裂，橋面破損，防水層破壞或失效和橋墩臺基礎(chǔ)破壞病害的分析。提出了針對病害的防治加固措施，包括錨噴加固技術(shù)，粘貼鋼板加固技術(shù)，調(diào)整荷載壓力線加固技術(shù)，粘貼高強纖維加固技術(shù)，鋼筋混凝土套箍封閉主拱圈加固技術(shù)，下部結(jié)構(gòu)維修加固方法[2]。
顏向群在《石拱橋常見病害與預(yù)防措施》文中認為，石拱橋的病害分為以下四類，主拱圈開裂，腹拱圈開裂，橋面破損，防水層破壞或失效。通過合理確定拱軸系數(shù)、重視拱上建筑聯(lián)合作用, 應(yīng)用平面桿件系統(tǒng)程序或有限元程序?qū)蚩缱稣w內(nèi)力分析和注重墩臺位移與連拱計算來做到主拱圈與拱上建筑高度統(tǒng)一。通過優(yōu)化材料，優(yōu)化拱上結(jié)構(gòu)，采用剛性填料，改善防水措施，和合理布置坡、彎石拱橋達到優(yōu)化構(gòu)造，消除質(zhì)量隱患。通過合理設(shè)置預(yù)拱度，精心設(shè)計加載程序與卸載程序和完善施工工藝等措施來確保施工的質(zhì)量[7]。
二、石拱橋病害防治加固措施
根據(jù)國內(nèi)外在石拱橋病害防治的措施的研究，可以將石拱橋的病害防治加固措施分成兩大類，上部結(jié)構(gòu)的防治加固措施和下部結(jié)構(gòu)的防治加固措施。
2.1 上部結(jié)構(gòu)的防治加固措施
2.1.1 增大截面加固法
采用鋼筋混凝土復(fù)合主拱圈，增大拱圈截面以加固石拱橋承力結(jié)構(gòu)。這種方法主要針對主拱圈發(fā)生拱軸線變形、主拱圈開裂等病害而引起整個結(jié)構(gòu)承載力不足或構(gòu)件局部功能失效而提出的一種方法。該加固技術(shù)通過在原主拱圈拱腹和兩側(cè)或拱頂增設(shè)一層鋼筋混凝土加固層，使之形成復(fù)合主拱圈，通過復(fù)合主拱圈的協(xié)調(diào)變形、新舊拱圈共同承擔(dān)荷載，達到增大主拱圈剛度、強度，提高橋梁承載力的目的。
2.1.2 鋼筋混凝土套箍封閉主拱圈法
通過沿主拱圈環(huán)向周邊增設(shè)一層鋼筋混凝土套箍，形成復(fù)合拱圈，用復(fù)合拱圈協(xié)調(diào)變形，共同承擔(dān)荷載的原理，達到增大主拱圈剛度、強度從而提高橋梁的承載力。
2.1.3 錨噴混凝土加固法
噴射混凝土有干式和濕式兩種方式。干式噴射混凝土的運輸、加水拌和、振搗，均是利用空壓機產(chǎn)生的壓縮空氣通過噴射機使混凝土以連續(xù)高速噴向受噴面，并和受噴面形成整體。濕式噴射混凝土所采用的噴射機允許混合料在進入噴射機前或在噴射機中加入足夠的水，進行攪拌和均勻，然后再通過送料軟管輸至噴嘴，噴射到受噴面上。
2.1.4 塞縫灌漿法
塞縫灌漿是把按一定比例配制的水泥砂漿、環(huán)氧樹脂砂漿，通過噴漿機按一定壓力灌入結(jié)構(gòu)物縫隙內(nèi)，起到填塞裂縫并提高結(jié)構(gòu)整體強度的作用。裂縫在橋梁病害中較為普遍，產(chǎn)生裂縫的原因很多，也很復(fù)雜。結(jié)構(gòu)物一旦出現(xiàn)裂縫，其受力截面發(fā)生應(yīng)力重分布，受力有效截面變小，結(jié)構(gòu)應(yīng)力增大，承載能力降低。塞縫灌漿是用膠結(jié)材料把結(jié)構(gòu)的裂縫填滿，使力的作用、傳遞盡可能恢復(fù)到原狀態(tài)。灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧樹脂漿、環(huán)氧樹脂砂漿等，具體采用哪一種，應(yīng)視實際情況而定。通常水泥砂漿用于石砌墩、臺和拱圈裂縫，由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂，采用水泥砂漿造價低、效果好。環(huán)氧樹脂漿一般用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物，因為鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生的裂縫較小，易灌滿，粘結(jié)性好。環(huán)氧樹脂砂漿多用于橋面裂縫。
2.2 下部結(jié)構(gòu)的防治加固措施
2.2.1 高壓旋噴樁加固法
高壓旋噴樁法是用水泥漿靠高壓液流的沖擊力破碎土層并與土體混合構(gòu)成新的固體，通過物理化學(xué)反應(yīng)，使土體整體強度提高，從而提高地基的承載力，減少地基沉降變形，增加應(yīng)力擴散，達到加固下部的目的。經(jīng)過處理的土體壓縮性明顯減小，抗側(cè)向變形能力有所提高。此方法適用于地基補強，既不損壞結(jié)構(gòu)物的上部結(jié)構(gòu)，又不影響橋梁的正常運營。
2.2.2 擴大基礎(chǔ)加固法
該方法通過擴大橋梁基礎(chǔ)的承壓面積，以恢復(fù)和提高基礎(chǔ)承受荷載后的承載能力。通常在剛性實體基礎(chǔ)周圍加石砌圬工或混凝土，以增加基礎(chǔ)的面積，在新舊基礎(chǔ)間增設(shè)錨固鋼筋，使新舊基礎(chǔ)牢固地結(jié)合成整體，共同承擔(dān)荷載。
2.2.3 增補樁基法
在標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)的周圍補加鉆孔樁或打入鋼筋混凝土預(yù)制樁并擴大承臺，以此提高基礎(chǔ)承受活載后的承載力，增加基礎(chǔ)穩(wěn)定性。此方法適用于樁基或鉆孔灌注樁。
2.2.4 橋臺傾斜位移的治理
對于單孔小跨徑橋臺，可在兩個橋臺增設(shè)水平支撐梁，如漿砌片石或水泥混凝土支撐梁。為防止因橋臺臺背土壓力太大引起的橋臺傾斜，可再增設(shè)一道擋墻，以增強擋土能力。對于填土較高而受到較大土壓力作用可采取更換臺背填土，改善臺背填料或者采用旋噴法、水泥樁進行治理。
三、展望
石拱橋病害種類較多，且相互作用、相互關(guān)聯(lián)，對于石拱橋病害的防治措施的選擇，應(yīng)該調(diào)查和掌握橋梁的基礎(chǔ)資料和實際情況，對全橋病害進行全面細致的調(diào)查和分析，正確判斷橋梁狀態(tài)，在確定實際加固整治方案時，應(yīng)該綜合運用各種防治加固措施，不能機械照搬照用單一治理方法應(yīng)真正做到方案擇優(yōu)、綜合治理、修飾美化，達到加固補強的目的。
隨著科技的進行，各種新型材料的研發(fā)，對于石拱橋病害加固技術(shù)的措施也會不斷的更新，未來石拱橋病害防治加固措施應(yīng)該是更注重環(huán)保和經(jīng)濟兩方面。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】公路；橋梁；連接處；設(shè)計處理
Abstract :With the reform and opening-up, China's economy, science and technology entered into the prosperous period, economic development, road transport demand expansion, the existing road transportation network has been unable to meet the growing demand of economic and cultural exchanges. In countries under strong investment, China's highway traffic in recent years have made rapid development, the highway bridge construction continues to expand the scale of construction environment, the construction technology requirements as more and more, as the joint of roads and Bridges, the highway traffic network construction is the one place in the key, joint construction technology or not will closely to the highway traffic network normal operations have the influence of the overall work, in order to guarantee the shortcut transportation network, security, must on the highway and bridge connection make reasonable survey, scientific design and strict construction, the entire management, in order to ensure the safety of the transportation stability. This paper from the highway and bridge connection in treatment situation of beginning, explore the shortcomings of the country and make connected simple advice to the Bridges and highways in design management.
【 key words 】 highway; Bridge; Joint; Design processing
中圖分類號： X734 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：
一． 引言
近年來，隨著我國社會經(jīng)濟不斷的增長，科學(xué)技術(shù)不斷的進步，交通量也不斷提高，經(jīng)濟的繁榮，各區(qū)域之間的交流日益頻繁，使得人們對于公路的需求也相應(yīng)的增加，同時由于人們生活水平的提高和自身素質(zhì)的提升，出行時候?qū)β访嫘旭偟氖孢m程度和安全程度要求也日益變得很高。路面行駛的舒適程度就是包括形成的安全度以及行車的舒適度，這些在很大程度上都是由公路路面是否平整來決定的。據(jù)調(diào)查研究表明，我國現(xiàn)階段的很多公路在使用的過程中存在著一些嚴重的質(zhì)量和設(shè)計問題，尤其是橋梁和公路的連接處由于設(shè)計和施工的不到位，存在著嚴重的安全隱患。近年來，橋頭常常出現(xiàn)跳車或脫軌的現(xiàn)象，這些問題的發(fā)生給我國經(jīng)濟建設(shè)和國民的生產(chǎn)生活發(fā)展帶來了及其巨大的損失，嚴重影響到了我國整個公路交通運輸體系的健康運營。而這些安全隱患存在的主要原因就是對公路和橋梁連接處的施工技術(shù)以及施工質(zhì)量沒有達到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。為有效解決這一安全隱患，我國應(yīng)加大對此處的設(shè)計管理。
二． 我國公路與橋梁連接處的現(xiàn)狀和存在的問題
在公路的現(xiàn)實運行中，有很多地方存在著影響行車舒適度，威脅出行安全的因素。我國公路發(fā)展起步較晚，整個公路系統(tǒng)覆蓋面太過廣泛，對公路的管理設(shè)計存在著很多問題，其中關(guān)鍵就是在設(shè)計管理體系上還不夠科學(xué)系統(tǒng)化，尤其是在公路和橋梁建設(shè)的連接處的設(shè)計處理，更是我國公路交通網(wǎng)絡(luò)中安全隱患存在最多的地段之一。
在我國的高速公路運營網(wǎng)絡(luò)中，橋頭與公路交界處最容易發(fā)生“跳車”或者是行車“出軌”的情況。由于橋梁和公路的交接點兒結(jié)合不夠嚴密，或者是上下不平坦，路面存在著一定的落差，路基沉陷等多種施工設(shè)計因素引發(fā)的車輛行駛中“跳車” 或者是行車“出軌”的情況屢見不鮮，嚴重影響到了整個交通運輸網(wǎng)絡(luò)運營穩(wěn)定很出行人員的生命財產(chǎn)安全。為了更好的對公路與橋梁連接處施工進行管理，筆者將重點介紹橋頭容易出現(xiàn)的安全問題，在此處容易存在安全隱患，既可能是路面的原因，如不均勻沉降、剛度突變和車速，也可能是車輛本身的原因像抗震性能等因素。
路面與橋梁的連接處極易形成集中應(yīng)力，主要是由于連接處由路面、橋梁和路基構(gòu)成，三者在材料、強度、剛度和脹縮性等方面均存在差異。錯臺則是由公路和橋梁沉降度不同造成的，橋梁和公路在車輛荷載、結(jié)構(gòu)自重和自然因素的作用下產(chǎn)生不同程度的下沉。就我國整體路況來說，柔性道路與剛性橋梁之間連接處產(chǎn)生不均勻沉降的錯臺，進而引發(fā)橋頭“跳車”問題。
三． 我國公路與橋梁連接處的科學(xué)設(shè)計管理方案
1. 加強對橋梁和公路交界處的科學(xué)設(shè)計。
對橋梁和公路交接相連處的設(shè)計，將關(guān)系到整個后續(xù)施工的走向，是處理好此處問題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，因此，要在設(shè)計之前，親身實地考慮勘測，精確測量，掌握第一手資料。然后根據(jù)公路和橋梁的實際具體情況，結(jié)合所得到的第一手資料，做出合理科學(xué)的設(shè)計。目前，我國公路和橋梁都有各自的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但兩者之間的標(biāo)準(zhǔn)存在著一定程度的差異，比如高速公路和一級公路與橋梁連接處工后最大的沉降為10cm，而一般路段的最大值是30cm，兩者沉降量不同，“跳車”現(xiàn)象不斷發(fā)生。設(shè)計時，對橋下的地基地質(zhì)研究分析，將橋臺基礎(chǔ)置于承載力較高的土層上，并對其進行加固處理，使沉降量變小，而臺后填方段地基未進行加固處理。
2. 加強對橋梁與公路相連處的施工控制
對橋梁和公路交界處的施工是保證工程質(zhì)量，減少安全隱患的中心措施，因此，加強對施工過程的控制，嚴格把關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵。首先要合理設(shè)置橋涵構(gòu)造物。在設(shè)置橋涵構(gòu)造物的時候就應(yīng)當(dāng)充分的考慮好臺背填方路基的基本地址情后根據(jù)這些問題再去合理的選擇合適的橋涵位置、跨徑以及橋臺后部的一些防護工程，應(yīng)當(dāng)盡量的避免大河面小跨徑的橋涵。其次，加固處理臺背填筑前的地基?？梢圆捎门潘探Y(jié)法，換土法，振動碎石樁法等方法加固。加固有助于減小地面的沉降發(fā)生，縮小路堤和橋臺之間的沉降差距，避免了錯臺現(xiàn)象的發(fā)生。在做好加固的同時要嚴格控制填料質(zhì)量，保證工程的安全穩(wěn)定性。
3，嚴格控制橋梁與公路相連處的工程質(zhì)量。
此處路段的質(zhì)量是減少安全隱患的保證之一。在進行科學(xué)設(shè)計管理和建筑材料的質(zhì)量控制之外，另外施工人員的技術(shù)能力和操作能力，質(zhì)量監(jiān)控人員的專業(yè)知識也是保證施工質(zhì)量的一方面原因。因此，施工單位在控制施工質(zhì)量的同時還應(yīng)該加大施工人員的技術(shù)培訓(xùn)工作，將強對質(zhì)量監(jiān)控人員的專業(yè)素質(zhì)提升，從人員方面給予施工質(zhì)量以科學(xué)的保證。
四． 結(jié)束語
通過探討我們可以發(fā)現(xiàn)，公路與橋梁的交接處是消弭交通網(wǎng)絡(luò)安全隱患的重要地段之一，加強科學(xué)合理的施工設(shè)計，嚴格執(zhí)行施工標(biāo)準(zhǔn)，實施監(jiān)控整個路段的施工質(zhì)量管理，可以有力的減少交通事故的發(fā)生，可以保證居民出行的生命財產(chǎn)安全，有力與促進整個交通網(wǎng)絡(luò)的健康發(fā)展，促進了我國經(jīng)濟的進步和社會的和諧穩(wěn)定。
參考文獻：
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論文摘要:橋梁工程在使用過程中會由于種種原因產(chǎn)生病害 ，為了達到安全、經(jīng)濟和適用的目的，必須對產(chǎn)生的病害進行結(jié)構(gòu)補強。介紹用碳纖維布和碳纖維棒材對橋梁結(jié)構(gòu)進行補強加固的一種方法，包括碳纖維布和碳纖維棒材的特點和用于加固橋梁的技術(shù)特點、補強適用范圍、補強施工要點等。本文試圖從碳纖維的特性分析出發(fā)，論述了碳纖維加固技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)中的應(yīng)用。
自上世紀七十年代末初期，歐洲進行纖維增強復(fù)合材料（FRP）在土木工程應(yīng)用研究以來，具有極好的比強度和比剛度、優(yōu)秀耐腐蝕性的纖維增強復(fù)合材料已廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)的粘貼加固工程，形成了纖維增強復(fù)合材料補強加固已有混凝土橋梁的新技術(shù)，其中碳纖維增強復(fù)合材料（CFRP）應(yīng)用更多?；炷翗蛄航Y(jié)構(gòu)的粘貼碳纖維板技術(shù)在加固中具有不中斷交通，且工期短，人工少的優(yōu)點。所以擴展該項技術(shù)開展了配有大偏心CFRP體外束預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋體系應(yīng)用研究，是本世紀新型橋梁建設(shè)方向之一。
一、碳纖維材料的基本特性
碳纖維增強復(fù)合材料補強加固所采用的基本材料是高強度或高彈性模量的連續(xù)碳纖維，單向排列成束，用環(huán)氧樹脂浸漬固化的碳纖維板或未經(jīng)樹脂浸漬固化的碳纖維布，統(tǒng)稱碳纖維片材。將片材用專門配制的粘貼樹脂或浸漬樹脂粘貼在橋梁混凝土構(gòu)件需補強加固部位表面，樹脂固化后與原構(gòu)件形成新的受力復(fù)合體，共同工作。
1、碳纖維片材。
片材碳纖維材料的拉伸強度在（2400～3400）MPa之間，與普通碳素鋼板拉伸強度為240MPa相比，片材的拉伸強度很高。
片材碳纖維材料的彈性模量依片材力學(xué)性能不同，碳纖維片材依力學(xué)性能分成高模量、高強度和中等模量三類。高模量碳纖維片材的彈性模量較高，但其伸長率較低。
相比之下，碳纖維片材的單位重比鋼材低許多，說明碳纖維片材較輕。碳纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，本身不會受酸堿鹽及各類化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，有良好的耐寒和耐熱性。
2、配套樹脂類粘結(jié)材料。
混凝土結(jié)構(gòu)加固修補配套樹脂系統(tǒng)包括底層涂料，用于滲透過混凝土表面，促進粘結(jié)并形成長期持久界面的基礎(chǔ)；油灰，用于填充整個表面空隙并形成平整表面以便使用碳纖維片材；浸漬樹脂或粘結(jié)樹脂，前者用于碳纖維布粘貼，后者用于碳纖維板粘貼。
浸漬樹脂或粘貼樹脂是將碳纖維片粘附于混凝土構(gòu)件表面并與之緊密地結(jié)合在一起形成整體共同工作的關(guān)鍵，因此，樹脂同混凝土的粘貼強度大于混凝土的拉伸強度和剪切強度。
就公路混凝土橋梁用碳纖維片材加固技術(shù)而言，環(huán)氧樹脂在不同施工環(huán)境溫度下固化性能有十分重要的意義，因為這涉及到粘貼工作質(zhì)量與如何盡量減少橋上正常交通中斷時間緊密相關(guān)。采用專配的環(huán)氧樹脂材料，在混凝土施工表面溫度（10～40）攝氏度時，粘貼環(huán)氧樹脂固化時間約15小時以上，但粘貼后就可以使用的時間為45分鐘以上，專配的環(huán)氧樹脂材料的這一性能是完全適合混凝土橋梁的加固工作。
二、碳纖維加固補強的施工工藝
1、根據(jù)設(shè)計確定粘貼碳纖維的范圍進行基底處理
a）將砼構(gòu)件表面的殘缺、破損及碳化層部分清除干凈，達到結(jié)構(gòu)密實部位。檢查外露鋼筋是否有銹蝕，并進行必要的處理。對經(jīng)過剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分進行修補復(fù)原；
b）裂縫修補?？p寬小于0.2mm的裂縫，用環(huán)氧樹脂進行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫；
c）將構(gòu)件表面凸出部分（模板的段差等）打磨平整，修復(fù)后的段差盡量平順。用磨光機把棱角磨成半徑大于30mm的圓角；
d）清洗打磨過的構(gòu)件表面，并使其充分干燥。
2、底層涂刷（底層涂料具有較強的滲透性，可滲入砼表面內(nèi)）。
a）把底層涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準(zhǔn)確后放人容器內(nèi)，用攪拌器拌均勻，一次調(diào)和量應(yīng)在可使用時間內(nèi)用完為準(zhǔn)；
b）用滾筒刷均勻的涂刷底層涂料；
C）底層涂料固化后，表面有凸起部分時要用砂紙磨光；
d）注意在氣溫小于5C，相對濕度大于85，砼表面含水率在8以上，有結(jié)露可能而無可靠保證措施時，均不得施工。
3、環(huán)氧膩子對構(gòu)件表面殘缺的修補。
a）構(gòu)件表面凹陷部位應(yīng)用環(huán)氧膩子填平，修復(fù)至表面平整；
b）內(nèi)角（段差、起拱等）要用環(huán)氧膩子填補使之平順。
4、貼碳纖維片。
a）為了防止碳纖維受損，在碳纖維片運輸、儲存、裁切和粘貼過程中，嚴禁受彎折。貼片前應(yīng)用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷纖維片，每段長度一般不超過6rn；。
b）碳纖維接頭必須搭接10cm以上，橫向不需搭接；
c）按規(guī)定比例摻配樹脂主劑和固化劑，用滾筒刷均勻地涂刷黏結(jié)樹脂，稱為下涂；
d）貼片時，在碳纖維片和樹脂之間盡量不要有空氣，可用羅拉沿著纖維方向在碳纖維片上對此滾壓，使樹脂滲入碳纖維中。
5、養(yǎng)護。
粘貼碳纖維片后，需自然養(yǎng)護24h達到初期固化，并保證固化期間不受干擾。
6、涂裝。
根據(jù)需要可在樹脂固化后加固補強構(gòu)件表面，涂刷耐火涂層和色彩。
三、碳纖維（片材）加固處理要點
在進行結(jié)構(gòu)加固處理前，先對梁板采取有效地卸載和支頂措施，然后按以下施工工序進行加固施工。
（1）破損面混凝土表面處理：清除被加固構(gòu)件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結(jié)構(gòu)層。
（2）按設(shè)計要求對破損面鋼筋處理后用M45的環(huán)氧樹脂砂漿進行灌縫或封閉處理，并保證鋼筋保護層厚度不小于15mm.利用打磨機將其表面打磨平整，并用鋼刷將其表面的粉塵、油污等不潔物清除干凈，使構(gòu)件加固表面平整、干燥無粉塵。另外，如碳纖維需沿基纖維方向繞構(gòu)件轉(zhuǎn)角處粘貼時，轉(zhuǎn)角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm.
（3）涂刷底層樹脂：用專用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面，待樹脂表面指觸干燥時即進行下一道工序施工。
（4）找平處理：表面凹陷部位用找平材料填補平整，且不應(yīng)有菱角。
（5）粘貼碳纖維片材：將配制好的浸漬樹脂均勻涂抹于所要粘貼的部位，并用橡膠滾筒沿纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，滾壓時不得損傷碳纖維布。多層粘貼重復(fù)上述步驟，待纖維表面接觸干燥時即可進行下一層的粘貼。如超過60min，則應(yīng)等12h后，再行涂刷粘結(jié)劑粘貼下一層。
（6）在最后一層的碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂。
四、對碳纖維加固補強技術(shù)的展望
碳纖維用于砼結(jié)構(gòu)的修復(fù)補強雖然時間不長，但發(fā)展很快，其主要原因在于碳纖維片加固存在較多優(yōu)點：
a）施工簡便迅速，無需模板、夾具、支撐等；
b）不增加結(jié)構(gòu)重量，碳纖維片重量200g/m.～300g/m，設(shè)計厚度0.1l1mm～0.167mm，加上環(huán)氧樹脂的重量也很輕，對結(jié)構(gòu)自重影響可忽略不計；
論文摘要：本人結(jié)合多年參與公路橋梁現(xiàn)場施工工作實踐,對部分橋梁在建設(shè)過程中常見的一些裂縫類型進行歸類總結(jié),通過查找原因分析問題,文章敘述了橋梁病害的成因、橋梁加固的流程以及幾種加固增強技術(shù)，即裂縫修補技術(shù)和加固增強技術(shù)。
一、橋梁病害成因
橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強度，以承受作用于其上的重力和附加力；結(jié)構(gòu)各部必須具有足夠的剛度，以使其在荷載作用下不產(chǎn)生過大的撓曲和變形；結(jié)構(gòu)各部尺寸必須具有適當(dāng)大小，以使其承受軸向壓力時的構(gòu)件不發(fā)生屈曲，喪失穩(wěn)定性。同時結(jié)構(gòu)也要具有較高的耐久性。由于作用荷載的隨機性、材料強度的離散性、制造與施工質(zhì)量的分散性、計算假定的近似性，致使在長期使用過程中橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害，其具體原因如下：
1．原設(shè)計荷載偏低，交通發(fā)展后車輛荷載增大，橋梁因承載能力不足而產(chǎn)生病害。
混凝土橋梁在常規(guī)靜、動荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫，歸納起來主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。
直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有：①設(shè)計計算階段，結(jié)構(gòu)計算時不計算或部分漏算；計算模型不合理；結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實際受力不符；荷載少算或漏算；內(nèi)力與配筋計算錯誤；結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠。②施工階段，不加限制地堆放施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設(shè)計圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力模式；不對結(jié)構(gòu)做機器振動下的疲勞強充驗算等。③使用階段，超出設(shè)計載荷的重型車輛過橋；受車輛、船舶的接觸、撞擊；發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等。
次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因有：①在設(shè)計外荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)物的、實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算有出入或計算不考慮，從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。②橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等，在常規(guī)計算中難以用準(zhǔn)確的圖式進行模擬計算，一般根據(jù)經(jīng)驗設(shè)置受力鋼筋。研究表明，受力構(gòu)件挖孔后，力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，在孔洞附近密集，產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。在長跨預(yù)截斷鋼束，設(shè)置錨頭，而在錨固斷面附近經(jīng)?？梢钥吹搅芽p。因此，若處理不當(dāng)，在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截斷處容易出現(xiàn)裂縫。
2 、 溫度變化引起的裂縫
①年溫差。一年中四季溫度不斷變化，但變化相對緩慢，對橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要是導(dǎo)致橋梁的縱向位移，一般可通過橋面伸縮縫、支座位移或設(shè)置柔性墩等構(gòu)造措施相協(xié)調(diào)，只有結(jié)構(gòu)的位移受到限制時才會引起溫度裂縫，例如拱橋、剛架橋等。我國年溫差一般以一月和七月平均溫度的作為變化幅度。考慮到混凝土的蠕變特性，年溫差內(nèi)力計算時混凝土彈性模量應(yīng)考慮折減。②日照。橋面板、主梁或橋墩側(cè)面受太陽曝曬后，溫度明顯高于其它部位，溫度梯度呈非線形分布。由于受到自身的約束作用，導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大，出現(xiàn)裂縫。日照和下述驟然降溫是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)溫度裂縫的最常見原因。③驟然降溫。突降大雨、冷空氣侵襲、日落等可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外表溫度突然下降，但因內(nèi)部溫度變化相對較慢而產(chǎn)生溫度突然下降，但因內(nèi)部溫度變化相對較慢而產(chǎn)生溫度梯度。日照和驟然降溫內(nèi)力計算時可采用設(shè)計規(guī)范或參考實橋資料進行，混凝土彈性量不考慮折減。
3、收縮引起的裂縫
塑性收縮。在施工過程中、混凝土筑后4-5小時左右，此時水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和分急劇，因此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級很大，可達1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成洞鋼筋方向的裂縫
縮水收縮干縮。混凝土結(jié)硬以后，隨著表層水逐步蒸發(fā)，溫度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收。因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面民縮大、內(nèi)部收縮小的不均，鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面容易出現(xiàn)龜裂紋。
自生收縮是混凝土在硬化過程中，水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)，這種收縮與外界濕度無且可以是正的（即收縮、如普通硅酸鹽水泥混凝土），也可以是負的（即膨脹，如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土）。
炭化收縮。大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形。炭化收縮只有在溫度505℃左右才能發(fā)生，且隨二氧化碳的濃度的增加而加快。炭化收縮一般不做計算。
混凝土收縮裂縫的特點是大部分表面裂縫，寬度較細，且縱橫交錯，成龜裂狀，形狀沒有任何規(guī)律。
研究表明，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：水泥品種、標(biāo)號及用量。礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥土收縮性較高，普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮性較低。另外水泥標(biāo)號越低、單體積用量越大、磨細度越大，則混凝土收縮越大，且發(fā)生收縮時間越長。例如，為了提高混凝土的強度，施工時經(jīng)常采用強行增加水泥用量的做法，施工時經(jīng)常用強行增加水泥用量的做法，用不水量大?；鸹冶仍礁撸炷潦湛s越大。養(yǎng)護方法。良好的養(yǎng)護方法可加速混凝土的水化反應(yīng)，獲得較高的混凝土強度。養(yǎng)護時間越長，則混凝土收縮越小。對于溫度和收縮引起的裂縫，增配構(gòu)造鋼筋可用明顯提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁結(jié)構(gòu)（壁厚20-60cm）。構(gòu)造上配筋宜優(yōu)先采用小直徑鋼筋小距布置，全截面構(gòu)造配筋率宜低于0.3%，一般可采用0.3%-0.5%。
4、施工工藝質(zhì)量引起的裂縫
在混凝土結(jié)構(gòu)中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿各種裂縫，特別是細長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異，比較典型常見的有：①混凝土保護層過厚，或亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受負彎矩的受力筋保護層加厚，導(dǎo)致構(gòu)件有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。②混凝土振搗不密實、不均勻、出一蜂窩、麻面、空洞，導(dǎo)致鋼筋誘蝕或其它荷載裂縫的起源點。③混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易發(fā)生裂縫，既塑性收縮性。④混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分發(fā)過多，引起混凝土塌落度過低，使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。⑤混凝土分層或分段時，接頭部位處理裂縫。⑥混凝土分層或分段時，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。⑦施工時拆模過程，混凝土強度不足，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。
5、結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在缺陷，如采用橋型結(jié)構(gòu)不當(dāng)、設(shè)計假定不盡合理。
6、橋梁施工質(zhì)量差，未按設(shè)計要求和施工規(guī)程實施。
7、不重視橋梁后期養(yǎng)護工作，沒有及時消除己產(chǎn)生的病害。
8、洪水等自然災(zāi)害使橋梁產(chǎn)生損壞。
9、地質(zhì)條件差，如滑坡、軟基等導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生病害。
二、橋梁加固的一般流程
在橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生病害后，需要采取措施進行加固維修或者更換。橋梁加固工程一般應(yīng)遵循以下工作程序：
結(jié)構(gòu)可靠性鑒定―加固方案確定―加固設(shè)計―施丁組織設(shè)計―施工―驗收。
結(jié)構(gòu)可靠性鑒定，主要是對病害結(jié)構(gòu)的病情診斷。加固方案好比處方，加固設(shè)計是現(xiàn)行規(guī)范及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對加固方案的深化過程。加固施工是對被加固結(jié)構(gòu)按加固設(shè)計進行加固的施工過程，對于大型結(jié)構(gòu)加固，為確保質(zhì)量和安全，施工前應(yīng)編制施工組織設(shè)計。
三、橋梁加固增強技術(shù)
橋梁的增強改造可以分為裂縫修補和對橋梁結(jié)構(gòu)的加固增強，下面介紹其特點及其適用的場合。
（一）裂縫修補技術(shù)
裂縫修補的目的在于恢復(fù)結(jié)構(gòu)物的防水性和耐久性，主要技術(shù)有：
1．表面處理法，在微裂縫的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。對于寬度發(fā)生變化的裂縫，要設(shè)法使用有伸縮性的材料。
2．注漿法，在裂縫中注入樹脂或水泥類材料，以提高其防水性及耐久性。主要注漿材料是環(huán)氧樹脂，多采用低壓低速注入法。環(huán)氧樹脂注入法與鋼釘并用，可以增強裂縫部位的整體性，是一種防止裂縫繼續(xù)發(fā)展的好辦法。
3．充填法，這是一種適合于修補較寬裂縫的方法，具體做法是沿裂縫鑿一條深槽，然后在槽內(nèi)嵌補各種粘結(jié)材料，如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹脂硅、瀝青及各種化學(xué)補強劑等。
4．表面噴涂法，噴漿修補是一種在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實而且粘度高的水泥砂漿保護層，來封閉裂縫的修補方法。噴漿前，需要把結(jié)構(gòu)表面的剝離部分除去，再用水沖洗清潔，并在開始噴漿之前把基層濕潤，然后再開始噴漿。
5．粘結(jié)鋼板封閉法,當(dāng)鋼筋構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫時，可對裂縫先進行處理之后，再在裂縫處粘結(jié)鋼板，并用膨脹螺栓對鋼板加壓。鋼板粘結(jié)方向應(yīng)和裂縫方向垂直。
（二）橋梁加固增強技術(shù)
本文以最常見的橋梁結(jié)構(gòu)形式的上部結(jié)構(gòu)及其常見的加固方法進行說明。
梁式橋上部結(jié)構(gòu)加固增強技術(shù)主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法、增設(shè)縱梁加固法。
加大截面加固法采用增大構(gòu)件的截面面積，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。
外部粘貼加固法系用型鋼、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。適用于構(gòu)件尺寸受限制但又必須大幅度提高結(jié)構(gòu)承載能力的場合，必須保證粘和劑的質(zhì)量
外部預(yù)應(yīng)力加固法指運用預(yù)應(yīng)力原理，在增設(shè)的構(gòu)件或原有構(gòu)件上施加一定初始應(yīng)力的一種加固方法。采用對受拉區(qū)施加預(yù)加壓力，可以抵消部分自重應(yīng)力，起到卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。
改變結(jié)構(gòu)體系加固法通過增設(shè)支撐或橋墩，把簡支變?yōu)檫B續(xù)、在梁下增設(shè)如鋼架等加勁梁或疊合梁，以減小梁內(nèi)控制截面峰值彎矩，提高承載能力的一種加固方法。
增設(shè)縱梁加固法在橋梁墩、臺基礎(chǔ)穩(wěn)定，并具有足夠承載能力的情況下，可采用增設(shè)承載能力高和剛度大的新縱梁，這些新梁與舊梁連接在一起共同受力。由于應(yīng)運中的車輛荷載在新增主梁后的橋梁結(jié)構(gòu)中重新分布，使原梁中所受荷載得以減少，加固后的橋梁承載能力和剛度得以提高。當(dāng)增設(shè)的縱梁位于主梁的一側(cè)或兩側(cè)時，兼有拓寬的作用。此法適用于梁體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)完好，而承載能力不能滿足要求的場合。
（三）橋梁結(jié)構(gòu)加固新技術(shù)――錨噴
關(guān)鍵詞：橋梁加固；意義；方法
Abstract: the bridge is an important part of highway traffic, now of bridge reinforcement has become the world attention research subject, this paper expounds the significance of bridge reinforcement, and on the principle of bridge reinforcement and summarized the basis to explore the corresponding design method.
Key words: the bridge reinforcement; Meaning; methods
中圖分類號：U445.7+2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
作為交通干線的重要組成部分，橋梁的使用性能對整個交通的暢通性有直接影響作用，在經(jīng)濟迅速發(fā)展，公路交通的運輸量大大增加的背景下，受材料、設(shè)計、施工等方面的影響，很多橋梁已滿足不了現(xiàn)有荷載的受力要求，影響橋梁荷載的原因有：一、重型車輛的超載現(xiàn)象較為突出；二、交通運輸量呈明顯增長；三、建筑構(gòu)件、材料等的老化；四、諸多地質(zhì)災(zāi)害的影響等。橋梁的承載能力是有限的，部分橋梁不堪重負出現(xiàn)了沉陷、裂紋等破損現(xiàn)象，基于道路安全考慮，應(yīng)對橋梁進行加固。
一、橋梁加固的原因和意義探析
在上個世紀末期，橋梁的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較低，而隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，交通運輸量猛增，運輸與橋梁間的矛盾也日益明顯，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截止2008年我國危橋已達6000多座，這些橋梁橋面寬度不夠，縱斷面、平面的現(xiàn)行設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較低，橋梁上通車的凈空能力不足，通行能力無法達到要求。另外在進行橋梁的施工時由于勘測不到位，對施工中的基礎(chǔ)深度、基底地質(zhì)等情況無法掌握，若遇上洪水沖刷，橋墩基礎(chǔ)沖空外露，產(chǎn)生不規(guī)則的沉降，拱圈、橋臺會因為附加應(yīng)力裂開，加之經(jīng)濟發(fā)展下重型車輛的增加以及較為突出的超載現(xiàn)象的影響，橋梁的安全受到了更加嚴重的挑戰(zhàn)。
如果將這些橋梁推倒重建，會耗費大量的物資，以及較長的工期，同時也會影響橋梁的正常使用。反之，當(dāng)前多數(shù)交通發(fā)達的國家已將新建橋梁放在了次要位置，而把橋梁建設(shè)的重心放在了對橋梁的改造加固之上，本著“經(jīng)濟簡便、可靠牢固、適用耐用”的原則，加強對現(xiàn)有橋梁承載力的研究，有計劃、有步驟將現(xiàn)有的橋梁進行改造加固，既可以延長橋梁的使用壽命，及時有效地為現(xiàn)代道路交通提供服務(wù)，又能夠以少量的資金來改善交通情況，并給社會帶來巨大的經(jīng)濟效益。
二、橋梁加固的原則探析
（一）不改變原建筑結(jié)構(gòu)原則
所謂橋梁加固，即借助增加橋梁構(gòu)件或者修復(fù)橋梁配件的途徑來對整個橋梁的通行能力和承載能力進行提高的一種措施，所以，橋梁加固的首要原則為不改變原來橋梁建筑的即有形式，只在情況特別復(fù)雜和特殊的時候，才對橋梁的結(jié)構(gòu)進行改動，例如：單純的加固無法與必須的交通量相匹配，這時就必須對橋梁進行部分重建或者全部重建，在對橋梁進行重新建設(shè)時，應(yīng)考慮到未來交通的發(fā)展需要，建設(shè)時應(yīng)嚴格按照現(xiàn)有的橋梁的世紀規(guī)范和施工要求來進行設(shè)計和施工。
（二）靈活處理原則
在不同的條件下，橋梁加固的方式各有不同，所謂不同的條件是指橋梁的服役情況以及交通承載力的下降程度以及橋梁未來的主要任務(wù)等，經(jīng)過總結(jié)，橋梁加固的類型一般分為以下幾種：
1.改變原有的橋梁結(jié)構(gòu)，用新的結(jié)構(gòu)替代原有的承載能力有限的結(jié)構(gòu)；
2.將原有結(jié)構(gòu)的構(gòu)件橫截面積增加或者擴大，用以增加橋梁原結(jié)構(gòu)的剛度和強度；
3.將原有的受力系統(tǒng)進行調(diào)整，減少原結(jié)構(gòu)的受力大小；
4.加固時若用增加或擴大橋梁截面的方式，須注重新增加部分和原來的部分的結(jié)合，讓二者能夠組成一個整體發(fā)揮加固效能；
5.對原有的結(jié)構(gòu)新增外應(yīng)力，改變原有結(jié)構(gòu)的受力層次，將提高橋梁的剛度和強度；
6.無論使用哪一種加固方法，在施工時都應(yīng)考慮功效快、投資低、不影響交通、技術(shù)上具有可操作性、能夠持久耐用的施工要求。
三 、橋梁加固設(shè)計方法探析
橋梁加固即是通過采取一定措施來提高橋梁構(gòu)件或者整個橋梁結(jié)構(gòu)的使用性能及承載能力，滿通運輸?shù)囊螅诰唧w的橋梁加固設(shè)計中，主要包括了以下幾種方法：
1.體外預(yù)應(yīng)力的加固法
這一加固方法的原理在于在橋梁下緣的受拉區(qū)域增設(shè)預(yù)應(yīng)力材料，在張拉的作用下使橋梁產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，在這一預(yù)應(yīng)力的作用下，梁體會產(chǎn)生上拱效應(yīng)，抵消了橋梁的部分自重應(yīng)力，降低殼體結(jié)構(gòu)變形速度以及裂縫的寬度，改變結(jié)構(gòu)受力系統(tǒng)，由此很大程度上將橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力提高。
當(dāng)對加固工程流程進行合理安排后，這一方法的最大優(yōu)勢在于能在最大程度上降低對橋面交通的影響，在條件允許時甚至可以在施工過程中有限地開放交通運行，所以這一方法是使用最廣泛的加固方法之一，其缺點在于在加固工程完成后，體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的防腐問題會相應(yīng)增加橋梁的養(yǎng)護費用，通常不是公路部門的首先方法。
2.改變結(jié)構(gòu)受力系統(tǒng)的加固法
這一方法主要是在改變橋梁結(jié)構(gòu)受力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)提高橋梁的承載力。具體操作如將簡支梁和簡支梁進行縱向的連接，從而將簡支梁變成連續(xù)梁，或者在橋梁的下方架設(shè)橋墩或者支架，又或者在梁下設(shè)置類似鋼桁架的疊合梁及加勁梁來降低梁的外應(yīng)力，增加橋梁的承載能力。改變橋梁的結(jié)構(gòu)體系有很多的方式，不過都需要在橋下進行施工操作或者增設(shè)永久性設(shè)施。這一方法減少了橋下的空間，在施工中會對交通造成影響，如此，在施工設(shè)計時就必須綜合考慮橋梁的通行能力和泄洪能力，另外，若使用了臨時支架進行加固，會對原有的簡支梁的受力結(jié)構(gòu)造成影響，支點會發(fā)生彎矩，所以在施工時應(yīng)進行受力的驗算。
3.橋面補強層的加固法
即在梁的頂部鋪設(shè)一層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，施工時，通常先將舊橋面鑿除，這樣可以是主梁與加強層形成一個整體，以此來增加主梁的厚度，改變橋面的橫截面負荷分布，加強主梁的抗壓能力，從而提高橋梁的整體承載能力。
4.增加配筋及截面的加固法
當(dāng)橋梁出現(xiàn)剛度、強度、抗震能力及穩(wěn)定性能問題情況時，通常采用的加固方法為增加橋梁配筋、增加橋體的構(gòu)建截面等，這種加固法主要是通過使橋體側(cè)面和梁底的面積以及增加主筋的數(shù)量，用以提高梁的有效高度及抗彎能力，以此增加橋梁的承載力，這一方法被廣泛應(yīng)用于拱橋以及梁橋的加固設(shè)計。
5.碳纖維或鋼板粘貼的加固法
碳纖維加固方法是新引進國內(nèi)的一種技術(shù)，優(yōu)點在于耐腐蝕、強度高，當(dāng)前正在推廣應(yīng)用，鋼板粘貼加固法主要是采用錨栓和粘結(jié)劑把鋼板粘貼錨在混凝土受拉或者其他薄弱位置固定，將加固混凝土與鋼板連成一個整體，最終提高橋梁的承載力，這一方法的優(yōu)勢在于不改變原有橋梁結(jié)構(gòu)且施工簡單，技術(shù)可靠，工藝較為成熟，近幾年得到了廣泛應(yīng)用，如廣州東圃大橋的加固工程等。
四、結(jié)語
如今橋梁加固已成為全世界關(guān)注的重點，現(xiàn)在主要的橋梁問題多集中在低級公路橋梁上，加固主要對象也是中小橋梁，面對我國橋梁技術(shù)的快速發(fā)展，進一步提高橋梁維護以及加固改造的水平有著深刻的現(xiàn)實意義。
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關(guān)鍵詞： 道路橋梁； 病害； 養(yǎng)護； 對策
Abstract：The highway construction in our country is developing rapidly, with the mileage of highway is increasing rapidly, the bridge have increased. Highway transport vehicle of large, heavy-duty change development trend, especially for road bridge road construction cause serious damage。
Key words：Roads and bridges；Disease；Maintenance；Countermeasures
中圖分類號：U445.7文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
道路橋梁養(yǎng)護是保證車輛高速、 安全、 舒適行駛的不可缺少的經(jīng)常性工作。做好現(xiàn)有道路橋梁的養(yǎng)護和改造是各級道路橋梁管理機構(gòu)的首要任務(wù)。道路橋梁養(yǎng)護的目的和基本任務(wù)包括下列內(nèi)容：經(jīng)常保持道路橋梁及其設(shè)施的完好狀態(tài)，及時修復(fù)損壞部分， 保障行車安全、 舒適、 暢通。采取正確的技術(shù)措施，提高養(yǎng)護工作質(zhì)量， 延長道路橋梁的使用年限。防治結(jié)合， 治理道路橋梁存在的病害和隱患， 逐步提高道路橋梁的抗災(zāi)能力。 對原有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)過低的路段和構(gòu)造物以及沿線設(shè)施進行分期改善和增建，逐步提高道路橋梁的使用質(zhì)量和服務(wù)水平。
一、道路橋梁養(yǎng)護現(xiàn)狀
隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展， 公路運輸?shù)陌l(fā)展更可謂突飛猛進， 我國幅員遼闊， 經(jīng)濟發(fā)展水平參差不齊， 經(jīng)濟上總體水平不高， 公路橋梁發(fā)展主要著眼于量大、 面廣的一般大、 中橋，這類橋梁仍以預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)為主。 大批始建于 60、 70 年代的公路橋梁， 在日趨增大的車輛荷載的作用下， 技術(shù)狀況快速下降，很快由一、 二類發(fā)展為三、 四類甚至五類橋梁， 對人民群眾的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成了威脅， 橋梁垮塌事件也時有發(fā)生。從總體情況看，當(dāng)前公路橋梁的失養(yǎng)導(dǎo)致病害產(chǎn)生， 主要集中在一些中小橋梁，這些橋梁存在著橋面鋪裝混凝土不同程度損壞，導(dǎo)致橋面產(chǎn)生坑槽， 影響車輛的正常行駛。甚至還有一些橋面伸縮縫損壞嚴重， 產(chǎn)生“橋頭跳車”， 危及行車安全。 公路橋梁 “橋頭跳車” 成為一種比較普遍的現(xiàn)象， 尤其在一些軟土地基地方表現(xiàn)得更為嚴重，這給養(yǎng)護部門帶來很大困難。為杜絕橋梁垮塌、 墜車傷人事件， 保障公路橋梁完好暢通， 進一步加強橋梁的養(yǎng)護規(guī)范化管理水平已成為迫切需要。
二、道路橋梁的病害及養(yǎng)護
2.1橋梁的裂縫的病害及養(yǎng)護
2.1.1橋梁裂縫的病害
對于鋼筋混凝土橋， 由于混凝土本身抗拉強度很小，初拉應(yīng)力可能引起混凝土產(chǎn)生細小裂縫， 不過肉眼較難發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)運營初期梁承受活荷載時， 裂縫使有所發(fā)展。實際上， 由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)今的受拉鋼筋的應(yīng)該大大超過混凝土的極限拉伸應(yīng)變， 所以不可避免地會發(fā)生裂縫。
在初拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力作用下，混凝土的裂縫對梁的強度影響不大。 按耐久性要求， 如果裂縫細小(
鋼筋混凝土墩(臺)身主要因混凝土存在內(nèi)外溫度拉應(yīng)力和混凝土收縮而產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫。它常發(fā)生在常水位以上墩臺的向陽部分，一般裂縫寬 0.1-1.0mm， 深 1.0-1.5cm， 長度不定。由于基礎(chǔ)松軟或沉陷不均勻， 呈現(xiàn)下寬上窄發(fā)展至墩(臺)身的裂縫。 出于混凝土澆筑接縫不良而引起混凝土墩(臺)身產(chǎn)生水平裂縫： 由于墻間填土不良， 陳脹或基底承載力不足， 引起下沉或外傾， 而導(dǎo)致翼墻和前墻裂縫或斷裂。
2.2裂縫的維修與加固措施
①對鋼筋混凝土橋的構(gòu)件，應(yīng)該特別注意觀察其受拉區(qū)的裂縫。對未超過允許值的裂縫，為預(yù)防其受大氣因素影響，一般可采用涂刷水玻璃或環(huán)氧樹脂的辦法， 對裂縫進行封閉處理； 當(dāng)裂縫大于允許值時，一般采用空壓式的方法來灌注外氧樹脂填充裂縫；當(dāng)裂縫人于0.4-0.5mm 時，應(yīng)將裂縫鑿開、 刷凈， 然后建模補以環(huán)氧砂漿或高強度等級的水泥砂漿， 如果體積較大， 可用小石子混凝土予以補強； 如果裂縫大大超過允許值， 則應(yīng)采取加固或更換構(gòu)件的辦法來解決。 但應(yīng)查明原出并通過計算來確定。
②對磚、 石、 混凝土拱橋的裂縫， 可以采取上述措施處治： 勾縫處理； 當(dāng)拱橋的縱向裂縫超過允許值時，一般采用跨中、 1／4 處和拱腳附近各設(shè)一道橫向鋼板來加固，或在上述位置加設(shè)五道橫向預(yù)應(yīng)力拉桿以防止裂縫發(fā)展； 拱橋的砌體結(jié)合不好或受力不均， 填土松散， 基礎(chǔ)沉降等發(fā)生的較深裂縫，要采用壓注水泥砂漿進行修補， 或做鑲面石或設(shè)置混凝土幫面、 幫圈來加固， 嚴重部位必須進行翻修、 石拱橋灰縫如有脫落， 如風(fēng)化剝落， 可噴注每層厚為 1.0-3.0cm 的10 號以上水泥砂漿，分2-3 層噴注， 每隔一至兩日噴—層， 必要時， 可加布一層鋼絲網(wǎng)； 當(dāng)裂縫已貫穿墩臺， 可用鋼筋混凝土圍帶或鋼箍進行加固。
2.3水泥混凝土路面的病害及養(yǎng)護
水泥混凝土路面在行車荷載與自然因素作用下，會因混凝土板、接縫、 基層、 土基的缺陷產(chǎn)生各種類型的損壞， 其中既有設(shè)計的原因，也有施工質(zhì)量的問題， 以及人為的、 外界的因素， 也可能是各種因素相互影響造成。 水泥混凝土路面在養(yǎng)護良好的條件下， 其使用年限要比其他路面長， 但一旦開始損壞， 則會引起破損的迅速發(fā)展。 因此， 必須做好預(yù)防性、經(jīng)常性的養(yǎng)護， 通過日常的觀察， 及早發(fā)現(xiàn)缺陷， 查明原因， 及時采取相應(yīng)的處治措施， 使路面保持完好的狀態(tài)。
①水泥混凝土路面養(yǎng)護丁作必須貫徹 “預(yù)防為主、 防治結(jié)合”的方針。根據(jù)路面實際情況和具體條件， 以及水文、 地質(zhì)、 氣候、 交通和出路等級等情況， 采取預(yù)防性、經(jīng)常性的保養(yǎng)等相應(yīng)修補措施， 對于較大范圍路面修理，應(yīng)安排大、 小修或?qū)ｍ椆こ蹋?使路面處于良好的技術(shù)狀況。
②水泥混凝土路面應(yīng)以機械養(yǎng)護為主， 并積極采用新技術(shù)、 新材料、 新工藝。
③水泥混凝土路面養(yǎng)護必須貫徹安全生產(chǎn)的方針， 其安全技術(shù)、勞動保護等必須符合有關(guān)規(guī)定， 做到安全生產(chǎn)， 文明施工， 保護環(huán)境。
三、道路橋梁養(yǎng)護帶來的思考
3.1建立健全完善的橋梁檔案
橋梁檔案是橋梁的歷史足跡。 公路竣工驗收后， 管理單位應(yīng)及時要求建設(shè)單位提交完整的竣工資料，還要與建設(shè)單位技術(shù)人員一起，按照相關(guān)資料， 對所有橋梁進行一次全面詳細的檢查。需要提供的竣工資料包括： 每座橋的原設(shè)計、 變更設(shè)計、 竣工圖紙、 隱蔽工程圖片和檢測資料以及橋下河流的水文計算等。 對橋梁的檢查，應(yīng)按照橋梁定期檢查的要求進行， 檢查結(jié)果交管理單位留存。 管理單位要按照橋梁管理系統(tǒng)的要求采集橋梁的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)， 建立數(shù)據(jù)庫， 輸入計算機立檔保存。這可為以后橋梁的維護提供資料支持。
3.2大橋梁維修加固費的投入
為保證橋梁的正常運營， 延長橋梁使用壽命， 各級交通主管部門在每年的年度養(yǎng)護工作計劃中，應(yīng)該安排一定經(jīng)費保證橋梁檢查、 維修及加固工作， 保證橋梁養(yǎng)護與維修加固資金的合理與充足使用。 同時， 根據(jù)各地的實際情況，提出切實可行的公路橋梁養(yǎng)護管理的目標(biāo)與措施， 從而促進橋梁改建、 維修與加固工作。國家投資重點傾斜以及集資渠道的多元化， 將為我國公路橋梁發(fā)展提供資金保證。
3.3道路橋梁管養(yǎng)單位應(yīng)采取有效措施， 加強道路橋梁養(yǎng)護工程的施工管理
對需要封閉交通或長時間占用行車道施工的道路橋梁養(yǎng)護工程， 除緊急情況外應(yīng)在項目開工前 15 日，相關(guān)信息并辦理施工許可。 干線道路上的斷交施工信息應(yīng)及時報省級橋梁監(jiān)管單位備案，高速道路、國道上的斷交施工信息由省級橋梁監(jiān)管單位及時按規(guī)定報交通運輸部備案。 橋梁養(yǎng)護工程施工必須建立健全安全管理制度，落實安全分管領(lǐng)導(dǎo)和責(zé)任人； 施工單位應(yīng)按照 《道路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》 相關(guān)規(guī)定， 做好施工現(xiàn)場標(biāo)化建設(shè)， 合理布設(shè)施工作業(yè)區(qū)， 設(shè)置標(biāo)志和安全防護設(shè)施， 保證施工車輛、 人員和過往車輛的安全， 必要時還應(yīng)協(xié)助有關(guān)部門做好交通疏導(dǎo)工作。公跨鐵橋梁養(yǎng)護工程動工以前，應(yīng)與鐵路部門取得聯(lián)系， 確保安全。
四、結(jié)束語
總而言之，橋梁的安全使用是公路的生命。道路橋梁的養(yǎng)護與管理依舊是當(dāng)前公路養(yǎng)護管理的一個薄弱環(huán)節(jié)，加強其管理工作，我們要樹立“百年大計、質(zhì)量第一”的思想，抓好道路橋梁養(yǎng)護與管理的質(zhì)量，不僅可以盡量減少和避免危及人民群眾生命財產(chǎn)安全，而且對于促進公路交通的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：橋梁檢測方法安全 指標(biāo)
Abstract: objective to explore the bridge now testing methods and means research at home and abroad at present situation and test method of bridge test, detailed comments current bridge detection means conclusion the test method of the bridge to use the safety of the bridge, is an important index of the bridge that use the results to the safety of the bridge career has crucial significance
Key words: the safety index bridge test method
中圖分類號：K928.78文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
引言
橋梁建成通車以后，隨著時間的推移，由于種種因素會使橋梁安全度有所下降，以至影響車輛運營的安全[1]。影響橋梁安全的因素很多，諸如：原設(shè)計未達到使用要求，施工末達到設(shè)計要求，橋梁存在病害，材料老化、銹蝕而未及時養(yǎng)護，車輛荷載增大或交通量劇增，橋梁伸縮縫損壞或橋面不平整對橋梁結(jié)構(gòu)帶來的不利影響等等。建立對這些橋梁的安全評估或剩余承載能力的鑒定方法和技術(shù)手段已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急[2]。對這些舊橋進行科學(xué)的損傷檢測和評估，充分了解橋梁的實際狀況，既可以為經(jīng)濟可靠地利用舊有橋梁提供依據(jù)，也可以避免災(zāi)難性事故的發(fā)生。
1 目前國內(nèi)橋梁檢測現(xiàn)狀
目前國內(nèi)對橋梁的檢測維修主要還是通過在橋下掛吊橋、搭腳手架或橋側(cè)安裝懸吊等方式進行，由于安裝速度慢，占地面積大，嚴重影響橋面及路面交通，且作業(yè)不規(guī)范，施工安全無法保障。一些經(jīng)濟條件較好的地區(qū)和一些特大型橋梁的檢測維護已開始采用價格昂貴的進口橋梁檢測車。我國對橋梁檢測車的研究起步較晚，目前尚處于研發(fā)初級階段，還沒有形成自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品[3]。近幾年徐工集團等少數(shù)幾家公司通過進口件組裝的產(chǎn)品已經(jīng)投入市場，但對國內(nèi)市場潛在的巨大需求是遠遠不夠的。
2 橋梁結(jié)構(gòu)損傷檢測方法
1、 表觀檢測方法
對橋梁進行檢查，評定橋梁設(shè)計、施工及維修加固的質(zhì)量與效果。橋梁的使用效果與橋梁的設(shè)計、施工及維修加固質(zhì)量密切相關(guān)。調(diào)查橋梁各部結(jié)構(gòu)的營運情況，分析出現(xiàn)缺陷的原因，可正確評價橋梁設(shè)計與施工的質(zhì)量。
應(yīng)該說，表觀檢測及分析已經(jīng)有了一定的技術(shù)規(guī)程可循，這部分存在的主要問題是檢測結(jié)果的管理和如何將表觀破壞與結(jié)構(gòu)的狀態(tài)指標(biāo)或能力聯(lián)系起來。
2、局部檢測方法
局部檢測除了采用視察法外，主要是采用各種技術(shù)儀器，如X射線[4]、超聲波、顯微鏡、聲學(xué)及光學(xué)儀器對局部結(jié)構(gòu)進行有效檢測，一般說來，用于局部檢測的設(shè)備的價格昂貴，試驗數(shù)據(jù)的解釋需要專門的知識。進行局部檢測之前，需要對損傷的部位有大概的了解，檢測部位必須是人員、設(shè)備可以達到的地方。
3、 靜態(tài)檢測方法
對橋梁進行靜載試驗，量測與橋梁結(jié)構(gòu)性能有關(guān)的參數(shù)。與橋梁的工作性能有關(guān)的主要參數(shù)有變形、撓度、應(yīng)變、裂縫等。通過靜載試驗，可測出這些參數(shù)，從而分析得出結(jié)構(gòu)的強度、剛度及抗裂性能。據(jù)此判斷橋梁的承載能力。
橋梁靜載試驗具體測定內(nèi)容：(1)靜應(yīng)變測量。測試結(jié)構(gòu)的靜態(tài)應(yīng)變量，從而推算結(jié)構(gòu)截面的應(yīng)力分布、桿件的實際內(nèi)力與次應(yīng)力，混凝土和鋼筋共同作用情況等；(2)靜位移測量。測量豎向靜態(tài)位移量(梁的撓度)、水平靜態(tài)移營(梁活動端位移及墩頂位移等)。
由實測到的應(yīng)變和位移可以推算出有關(guān)的內(nèi)力(如軸力和彎矩)值和撓度值等。將它們與理倫計算值進行對比，是判定橋梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的一個重要指標(biāo)。
4、 動態(tài)檢測方法
結(jié)構(gòu)損傷的發(fā)生必然導(dǎo)致結(jié)構(gòu)參數(shù)(剛度，阻尼和內(nèi)部荷載)的改變。如果恰當(dāng)?shù)毓烙嫵鲞@些變化，就能給結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)的評估提供一個量化的方法。利用振動方法對橋梁進行結(jié)構(gòu)損傷檢測的基礎(chǔ)是從橋梁振動模態(tài)的變化中能夠估計出橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化。橋梁振動模態(tài)通常可用常規(guī)的實驗?zāi)B(tài)分析測試方法得到[5]。在橋梁的不同位置布置測點，通過結(jié)構(gòu)損傷發(fā)生前后由這些測點記錄的信息可提取出的橋梁振動模態(tài)特性參數(shù)的變化，以此來確定結(jié)構(gòu)損傷發(fā)生的位置、大小及結(jié)構(gòu)損傷類型。這是一個雄心勃勃的設(shè)想。目前比較得到認同的是結(jié)合系統(tǒng)識別、振動理論、振動測試技術(shù)、信號采集與分析等跨學(xué)科技術(shù)的試驗?zāi)B(tài)分析法。這種方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空、航天、精密機床等領(lǐng)域的故障診斷、荷載識別和動力學(xué)修改等問題中，現(xiàn)在研究者試圖將這種方法用于土木工程結(jié)構(gòu)的狀態(tài)檢測。
3發(fā)展趨勢
傳統(tǒng)的橋梁檢測技術(shù)主要是表觀檢測和靜力檢測，這些檢測方法都有一定的局限性。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，一些技術(shù)成分高的檢測手段逐漸被引人到橋梁狀態(tài)檢測中來。例如震動檢測技術(shù)、高技術(shù)檢測儀器等。盡管表觀檢測仍然將是橋梁檢測的重要手段，但一方面表觀檢測結(jié)果的分析方法或理論需要進一步發(fā)展，另一方面逐漸引入先進的檢測技術(shù)更是橋梁管理與養(yǎng)護的發(fā)展趨勢。
4 結(jié)論
本文對橋梁檢測的研究進行了評述。由于橋梁檢測技術(shù)和狀態(tài)評估所涉及的問題繁多，本文并未一一論及，只是一個概述。橋梁檢測水平的提高有利于將橋梁后期的管理工作納入規(guī)范化、機械化的軌道，并可以緩解國內(nèi)市場的巨大需求。
參考文獻
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關(guān)鍵字：預(yù)應(yīng)力；CFRP布；鋼筋混凝土梁；有限元
Abstract : by using the CFRP reinforced concrete beams strengthened with CFRP sheets, CFRP utilization rate is not high, this paper uses finite element analysis software ANSYS, the prestressed CFRP reinforced concrete beams the nonlinear analysis, draws the following conclusion: prestress can improve the CFRP effective utilization rate, increase the cracking load, improve the component performance, and with the increase of prestress, CFRP effective utilization rate is also rising.
Keywords: prestressed; CFRP sheets; reinforced concrete beam; finite element
中圖分類號：TU375文獻標(biāo)識碼：A文章編號：
1 引言
纖維增強復(fù)合材料（簡稱FRP）憑借其比強度和比剛度高、施工便捷、耐疲勞性能和耐久性好等特點被廣泛應(yīng)用到土木工程領(lǐng)域，利用FRP對混凝土結(jié)構(gòu)進行加固取得了很好的效果。由于纖維布抗拉強度高，極限拉應(yīng)變大，而混凝土的極限拉應(yīng)變很小，當(dāng)混凝土開裂或裂縫達到很大時，CFRP布的拉應(yīng)力還很小，遠遠沒有達到其極限拉應(yīng)力，使得CFRP布的高強度難以得到充分發(fā)揮，降低其有效利用率，對提高構(gòu)件的承載能力和改善構(gòu)件的正常使用性能有限，造成了材料的浪費。大量試驗結(jié)果表明[1-3]，采用預(yù)應(yīng)力CFRP加固可以提高構(gòu)件的承載能力和改善構(gòu)件的使用性能，提高CFRP布的有效利用率。
本文利用ANSYS有限元分析軟件，對預(yù)應(yīng)力CFRP布加固鋼筋混凝土梁進行非線性分析，以驗證預(yù)應(yīng)力的施加對CFRP加固鋼筋混凝土梁的改善作用。
2 有限元模型
2.1 試件設(shè)計
梁截面尺寸為200mm×300mm，跨度3000mm，凈跨長2900mm，梁內(nèi)受拉縱筋和架立筋為HRB335級，箍筋為HPB235級，混凝土強度等級為C30，縱筋直徑為16mm，架立筋直徑12mm，箍筋為6@150，在梁底部粘貼單層CFRP布進行加固，CFRP布的厚度為0.167mm，采用兩端對稱加載，加載點間距為900mm，如圖1所示。本文共設(shè)計分析5根梁， 1根為普通CFRP增強鋼筋混凝土梁（LI），以作為對比試件，其余4根梁均為預(yù)應(yīng)力CFRP增強鋼筋混凝土梁，施加的預(yù)應(yīng)力大小分別為CFRP布極限抗拉強度的10%（L2）、20%（L3）、30%（L4）和40%（L5），用以分析預(yù)應(yīng)力大小對結(jié)果的影響。
圖1 CFRP布加固鋼筋混凝土梁示意圖
2.2模型建立
本文采用ANSYS有限元分析軟件，對預(yù)應(yīng)力CFRP布加固鋼筋混凝土梁進行非線性分析，分析中采用如下假定：（1）FRP布與混凝土及混凝土與鋼筋粘結(jié)接良好，無相對滑移；（2）在受力過程中，F(xiàn)RP布的應(yīng)變與鋼筋、混凝土的應(yīng)變滿足變形協(xié)調(diào)原理；（3）混凝土梁在加固前后有足夠的抗剪承載力；（4）不考慮碳纖維布的剝離破壞。
由于幾何條件、荷載以及邊界條件的對稱性，故取二分之一梁進行建模。采用分離式模型，其中混凝土采用3D實體單元SOLID65模擬，鋼筋采用3D桿單元LINK8模擬，由于碳纖維布本身很薄，因此選用沒有抗彎剛度的SHELL41膜單元，由于假定了CFRP布與混凝圖之間粘結(jié)良好、沒有相對滑移，故建模時通過節(jié)點耦合來模擬無相對滑移。假定CFRP布與混凝土粘貼可靠，并且不考慮預(yù)應(yīng)力損失，進行ANSYA分析時，采用升溫法對CFRP布施加預(yù)應(yīng)力，CFRP布的線膨脹系數(shù)為負數(shù)，系數(shù)為α=-0.7E-6/℃，通過公式T=σ/E/α即可求得當(dāng)預(yù)應(yīng)力水平分別是CFRP布的10%、20%、30%和40%時，需要溫度值分別為2610℃、5220℃、7830℃和10440℃。
3結(jié)果分析
本文共對5根CFRP布增強鋼筋混凝土梁進行了有限元分析， LI～L5主要分析結(jié)果如表2所示。
CFRP的有效利用率定義為極限狀態(tài)CFRP應(yīng)力與CFRP布抗拉強度的比值。預(yù)應(yīng)力的施加增加了CFRP的應(yīng)力值，提高了CFRP布的有效利用率；隨著預(yù)應(yīng)力的增加，反拱和CFRP的有效利用率逐漸增大。由于反拱在不引起梁上部開裂破壞的情況下，反拱值越大，梁的開裂荷載也越大，梁的跨中撓度也越小，改善了梁的使用性能，所以通過反拱的變化可以間接地得出，預(yù)應(yīng)力的施加提高了構(gòu)件的開裂荷載，改善了構(gòu)件的使用性能，并且隨著預(yù)應(yīng)力的增大，這種效果也在增強。
4 結(jié)論
本文通過ANSYSY有限元軟件，對5根CFRP增強鋼筋混凝土梁進行了非線性有限元分析，其中1根為未加預(yù)應(yīng)力的，4根為預(yù)應(yīng)力的，通過分析得出以下結(jié)論：
（1）預(yù)應(yīng)力的施加提高了CFRP的有效利用率，并且隨著預(yù)應(yīng)力大小的增大，CFRP的有效利用率也不斷提高，有效利用率達到了22.2%～58.5%，而非預(yù)應(yīng)力的只有10.9%；
（2）通過反拱分析間接得出了預(yù)應(yīng)力的施加增加了構(gòu)件的開裂荷載，改善了構(gòu)件的使用性能，并且隨著預(yù)應(yīng)力的增大，這種效果也越明顯。
參考文獻：
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作者簡介：彭敦明，男，1989年出生，本科，助理工程師，主要從事于橋梁施工。
張磊剛、男、1984年出生、本科、助理工程師，主要從事于橋梁設(shè)計工作。
關(guān)鍵詞：碳纖維布，預(yù)應(yīng)力混凝土，結(jié)構(gòu)加固
中圖分類號：TV331文獻標(biāo)識碼： A
1.碳纖維布加固結(jié)構(gòu)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，二十世紀五十年代以來，我國建筑業(yè)市場一直在持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展。隨著時間的推移，建筑物也在發(fā)生逐漸的老化，而新建則成本較高，對結(jié)構(gòu)進行加固進而延長建筑物的使用壽命是一種較為經(jīng)濟、實用的方法。有資料顯示，改建加固工程與新建工程相比，可以節(jié)約投資約40%，縮短工期約50%，并且工程項目的投資回收速度比新建工程快3～4倍。
建筑業(yè)的發(fā)展一般都要經(jīng)歷幾個階段，首先是規(guī)模龐大的新建階段，然后是維修與加固并重的階段，最后是重點維修老建筑階段。資料顯示，我國目前已逐步邁向第二個階段，因此，對結(jié)構(gòu)進行維修加固是當(dāng)前擺在我們面前不得不考慮的問題。碳纖維布加固結(jié)構(gòu)具有很多的優(yōu)點使得這種技術(shù)逐漸大眾化。在國外，尤其是歐、美、日等國家，采用碳纖維布對結(jié)構(gòu)進行加固的相關(guān)技術(shù)和規(guī)范都已經(jīng)比較成熟。美國Marshall-Vega公司在二十世紀六十年代就已經(jīng)生產(chǎn)出玻璃纖維用于混凝土結(jié)構(gòu)，八十年代初纖維已被廣泛用于沿海結(jié)構(gòu)物中；1981年瑞典最早采用碳纖維復(fù)合材料加固Ebach橋，取得了較好的效果；1995年1月，日本阪神大地震以后，大量采用碳纖維織物加固受損的建筑物。我國2000年8月成立了纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)委員會，2003年5月1日《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》正式開始施行，2006年出版《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》（GB50367-2006）將碳纖維加固法作為重要的章節(jié)。時至今日，我國的碳纖維布加固混凝土技術(shù)已經(jīng)取得了長足的進步，近幾年國內(nèi)對碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)的各種性能做了大量的理論研究和試驗驗證，但是對于加固預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的研究卻少之又少。
2.我國的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)背景
據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，目前我國國內(nèi)現(xiàn)存的各種建筑物中絕大部分為混凝土結(jié)構(gòu)，而且至少有50%已經(jīng)投入使用了20年以上。以大型橋梁為例，位于哈爾濱的松花江大橋橋齡113年，寧波的奉化江上靈橋橋齡78年，杭州的錢塘江大橋橋齡77年，武漢的長江大橋橋齡57年，南京的長江大橋橋齡46年。也就是說，很大一部分的建筑物已逐步走向老化階段，結(jié)構(gòu)的加固已是一個亟待解決的問題，并且，以后每年的建筑加固改造量也會逐年增大。因此，隨著結(jié)構(gòu)加固的進一步深入，如何進一步提高結(jié)構(gòu)的加固質(zhì)量、改良結(jié)構(gòu)加固的施工方法直接關(guān)系著工程項目的成本與進度。
2008年以來，國務(wù)院出臺十項措施拉動內(nèi)需，其中最有效、最簡便、最快速的一種手段就是加快重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，至此，各種高架橋立交橋等基礎(chǔ)設(shè)施如雨后春筍般拔地而起，高架橋幾乎成為一座座城市的象征。其受力結(jié)構(gòu)很大部分都采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。隨著交通量的迅猛增長，許多原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)稍低的橋梁目前看來承載力明顯不足；另外，許多橋梁結(jié)構(gòu)被超高超重車撞壞，嚴重威脅運營安全；更多的是，隨著時間的推移，一些橋梁受各種病害影響其強度、剛度發(fā)生嚴重的降低。當(dāng)橋梁的受力構(gòu)件不能提供足夠的使用性能時，必須進行加固。
近幾年來，越來越多的橋梁經(jīng)歷了或者正在經(jīng)歷大修階段，武漢長江二橋?qū)儆陬A(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，于1995年6月建成通車。但由于橋梁負荷過大，已于2006年10月至2007年6月進行了大修。據(jù)楚天都市報報道，該橋由于橋梁長期超載超量超負荷運行，橋梁梁體已出現(xiàn)下彎變形、局部裂縫等病害，今年或?qū)⑦M行再一次的大修。廣州市海珠橋于1950年3月25日開始重建，1974年12月擴建，形成預(yù)應(yīng)力混凝土與鋼桁架組合梁體系，該橋梁已在1995年5月至1996年9月間進行了加固與維修。但目前由于建造海珠橋的材料已經(jīng)有100年歷史，該橋梁已在2012年2月28日開始了為期18個月的大修加固。
3.碳纖維布加固結(jié)構(gòu)的具體做法
由于粘貼碳纖維布所采用的樹脂膠在高溫和低溫條件下性能比較差，碳纖維布粘貼時的條件通常情況下對氣溫有一定的要求，一般施工條件為5～35℃，以25℃為宜。
首先對結(jié)構(gòu)基層進行處理，將混凝土表面打磨平整，不能有突出結(jié)構(gòu)表面或凹進去的情況出現(xiàn)，因為這樣會減小碳纖維布和結(jié)構(gòu)的接觸面積，對碳纖維布加固性能造成影響。通常情況下對混凝土結(jié)構(gòu)漏漿或其他原因造成的部分結(jié)構(gòu)部位突出的進行打磨處理，對蜂窩、麻面、爛根等部位的處理采用注入砂漿或注入環(huán)氧樹脂修補處理，待表現(xiàn)干燥以后用水沖洗涂上基層處理劑。
接下來均勻地將粘貼劑涂在結(jié)構(gòu)表面上后粘貼碳纖維布，粘貼面必須平整、光滑、緊密，不能存在氣泡，以免影響結(jié)構(gòu)受力性能。此外，碳纖維布與結(jié)構(gòu)的共同承受荷載情況也受搭接區(qū)的影響，這相當(dāng)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)里的鋼筋錨固長度的需求，因此搭接區(qū)的粘貼也是比較重要的工作，最好在粘貼過程中加以標(biāo)記并保證好搭接長度。
以上工作完成以后將粘貼好的結(jié)構(gòu)靜置30分鐘以上，保證環(huán)氧樹脂和中間層粘貼層充分滲透和連接性能的形成。
最后對加固好的結(jié)構(gòu)進行養(yǎng)護，養(yǎng)護中不要接觸施工面。對于結(jié)構(gòu)層有外觀要求的業(yè)主可以要求在碳纖維布表面抹一層水泥砂漿，無外觀要求的直接在表面涂刷一層保護膜，如樹脂。
4.需要注意的問題
①碳纖維布與被加固結(jié)構(gòu)之間的粘貼為理想化的考慮，即兩者之間的粘貼性能良好，可以近似地認為兩者之間在受力時沒有相對位移，兩者受到的應(yīng)力應(yīng)變情況符合同一材料受力規(guī)律。
②被加固結(jié)構(gòu)在碳纖維布結(jié)構(gòu)強度尚未形成時就發(fā)生的破壞，如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞或加固結(jié)構(gòu)的剝離等，此類破壞屬于突然性破壞，施工過程中要盡可能地排除類似事件的發(fā)生。
③碳纖維布橫向粘貼與豎向粘貼也會對結(jié)構(gòu)造成一定的影響，如橫向粘貼會對結(jié)構(gòu)形成一個緊箍效應(yīng)，因此，如何對加固方案進行調(diào)整使得既能滿足加固的需求，又能獲得一個比較好的經(jīng)濟效果，這也是一個值得進一步研究的問題。
5. 碳纖維布加固結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點
碳纖維布的抗拉強度可以達到4900MPa，是鋼材抗拉強度的十幾倍。
碳纖維布的彈性模量可以達到2.4×10∧5 MPa，也大于鋼材的彈性模量。因此采用這種方式提高構(gòu)件的抗彎剛度也比較大。
碳纖維布的耐腐蝕性強，在酸性、堿性和中性環(huán)境中的耐腐蝕性都比較強。
碳纖維布的操作比較簡單，易于裁剪，施工適應(yīng)性強。
當(dāng)然，碳纖維布加固結(jié)構(gòu)也有缺點，如預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在施工和使用過程中會產(chǎn)生拱度，這種拱度實際上對結(jié)構(gòu)使用本身是存在好處的，因為它能抵抗一部分荷載效應(yīng)。而粘貼碳纖維布會對拱度的形成產(chǎn)生約束作用，對結(jié)構(gòu)有所不利。
總而言之，碳纖維布以其不增加結(jié)構(gòu)自重、不影響結(jié)構(gòu)外觀、不減小結(jié)構(gòu)凈空、不設(shè)置錨固構(gòu)件、不損傷原有結(jié)構(gòu)等眾多優(yōu)點，當(dāng)仁不讓地成為結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域里的排頭兵，因而這種加固方法在工程領(lǐng)域里值得推廣。
參考文獻
1. 委玉奇，賈云龍運用碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù) 低溫建筑技術(shù)2011年第2期。
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