公路桥涵加固技术探讨

黄诚

摘 要：公路桥涵加固，是通过一些有效的措施，使受损桥涵结构恢复其原有的技术功能，或通过改变结构的传力途径而减少构件的荷载效应，或在已有结构的基础上提高结构的承载能力，以满足新的承载条件和使用功能的要求。

关键词：公路桥涵；加固技术；粘钢

桥涵加固，可以延长桥涵的使用寿命，用少量的资金投入，使桥涵能重新满足交通的需求，还可以缓和桥涵投资的集中性，是预防和避免桥涵坍塌所造成的物资损失和人身伤亡的必要手段。目前公路桥涵加固技术主要有以下几种：

一、粘钢加固

结构粘钢加固是一种建筑结构工程的加固新技术。用特制的结构胶粘剂，将钢板粘贴在钢筋混凝土结构的表面，能达到加固和增强原结构强度和刚度的目的。结构粘钢加固方法，与其他的加固方法比较，有许多独特的优点和先进性，是最近几年应用最多的加固方法。

a坚固耐用：经过多年来的工程实践，已经证明完全能保证加固工程的质量，结构的强度和刚度都能满足设计的要求。胶粘剂老化试验耐久性能满足要求。粘钢加固后的结构试验，也证明强度和刚度的设计方法是正确可靠的；

b施工快速：在保证粘钢加固结构质量的前提下，快速完成施工任务，并能根据业务要求，在不停产，不影响使用的情况下完成施工，受到用户的普遍赞扬；

c简捷轻巧：与其他加固方法比较，粘钢加固的施工简单，技术可靠，工艺成熟，干净利落，现场无湿作业。完成加固后的结构外观不改变，比较轻巧，钢板薄，结构自重增加极微，不会导致建筑物内其他构件的连锁加固；

d灵活多样：粘钢加固法的适应性很强，能够解决生产上和生活上各种有关问题。粘贴钢板的方案多种多样，灵活巧妙。还可粘贴型钢、加固钢结构及砖砌体结构等；

e经济合理：由于施工快，避免或减少工厂停产时间，节约加固材料，与其他加固方法比较，粘钢加固的费用大为节省，经济效益很高。

缺点：由于粘贴钢板加固后均须进行必要的表面防护，如环氧砂浆或水泥砂浆保护层、钢板的锈蚀程度较难估计等，降低了加固构件的可靠性，增加了加固桥涵的后期养护费用。

适用性：粘钢加固可用于补充原结构构件中的钢筋量的不足，增强构件的抗弯、抗剪、抗压能力，对所加固构件的刚度提高也具有一定的效果。在混凝土构件表面粘贴钢板时，增加抗剪螺栓效果更好。

二、碳纤维加固

碳纤维加固是近年来美日等国家所研发的应用在土木工程中的新型加固补强技术。该方法采用同一方向排列的碳纤维织物，在常温下用环氧树脂胶粘贴于混凝土结构表面，利用其紧密粘着于混凝土结构表面，使二者作为一个新的整体，共同受力，是一种非常简单且优良的加固补强方法，与传统的粘钢加固不同，碳纤维加固在不增加结构物的荷重的前提下达到高效加固的目的。碳纤维加固特性有以下几方面。

a强度高。碳纤维加固材料强度普遍高于钢材，一些特制强化碳纤维强度可达钢材的数倍以上；

b超强防水效果。用环氧树脂胶点附于混凝土结构表面，防水效果好，耐腐蚀，可抑制钢筋腐蚀生锈；

c重量轻。其比重比铝还要轻，在不增加落重的情况下达到高强度的加固效果。

d施工简便。碳纤维重量轻，一般只需手工操作，不受施工空间的限制；施工进度快，质量易于保证，几乎无需后期维修养护。

e美观，且不受形状限制。不论方形、矩形、六角形及各类不规则形，加固后均可保持物体原状，不影响表面装饰。

适用性：用于结构梁、板抗弯、抗剪加固，补足原结构构件钢筋的不足，通过粘贴封闭提高柱子轴心抗压能力。

三、增大截面与配筋

增大截面与配筋加固法，是通过增大构件截面面积或配筋率，以提高钢筋混凝土梁的强度、刚度、稳定性的加固方法。该方法一般采用在梁底面或侧面加大混凝土截面尺寸、增配主筋、加厚桥面板、喷锚加固等四种途径，提高主梁截面的有效高度，从而达到提高桥涵承载能力的目的。其主要特点有：

a在施工质量可靠的情况下，该技术的加固效果是比较理想的，

b几乎不需要后期养护。

缺点：由于增大截面法在施工过程中全部的作业需在梁底进行，施工难度较大，且施工质量难以控制。

适用性：一般只适用于一些跨径较小的桥涵。

四、喷射混凝土

喷射混凝土是借助喷射机械，利用压缩空气或其他动力，将按一定比例配合的拌和料，通过管道送并高速喷射到受喷面（岩面、模板、旧建筑物）上凝结硬化而成的一种混凝土，它不是以振动来捣实混凝土，而是在喷射时，由水泥与集料的反复连续撞击而使混凝土压实，同时又可采用较小的水灰比（0 4～0 5），因而它具有较高的力学强度和良好的耐久性。目前比较流行的是喷射合成纤维混凝土也就是在喷射混凝土中掺入三维分布的合成纤维来改善混凝土性能。喷射合成纤维混凝土除具有备喷射混凝土抗压、抗拉、抗剪、抗弯、粘结强度高的优点外，还具有以下特点。

a较好的抗裂、阻裂性能；

b较高的抗冲击性能；

c较好的耐磨、耐腐蚀性能；

d较好的抗渗、抗冻融性能；

e较好的抗疲劳性和抗碎裂性；

f在施工过程中，由于合成纤维尚能提高混凝土材料的粘聚性，因此，在喷射合成纤维混凝土时，回弹率大大降低。

适用性：适用于桥台、桥墩、梁、桥板的修复和加固。

五、增加体外预应力

体外预应力是后张无粘结预应力体系的分支之一。将预应力钢筋布置于混凝土截面之外的技术已在工程中得到了应用，并成为加固既有桥涵的有效方法之一。采用體外预应力技术加固桥涵结构有很多优点。

a预应力布置简单，可以调整，简化了后张的操作程序：

b对桥涵加固施工过程中，可以不封闭交通；

c增加恒重不多，可以能动地调节原结构中的应力状态，达到有效加固的目的；

d有效增加加固后主梁的抗弯刚度，大幅度提高主梁的承载能力，达到使用等级提高的目的。

缺点：该方法最大的缺点是加固后体外预应力束容易腐蚀。

适用性：主要适用于桥涵的主梁、墩柱的修复和加固。

参考文献：

[1].张开鹏、蒋玉龙、曾雪芳，桥梁加固的发展与展望[J]， 公路，2005（8），299～301.

[2].王小靖，浅谈公路旧桥加固的可持续发展[J]，山西交通科技，2005（5），63～64.