淺析橋梁修復與加固技術

橋梁修復與加固技術研究逐漸向新材料、新工藝方向發展，但是對橋梁加固技術的研究還沒有統一的規范可循，這需要工程技術人員在實踐中不斷總結，才能形成規范化的橋梁修復與加固技術。

一、橋梁修復與加固工程的特點

（1）橋梁修復與加固工程常受原有結構、構件的空間制約，其施工現場空間狹小，大型預制構件很難進入現場、難以發揮作用；

（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）橋梁修復與加固施工過程中往往對原有和相鄰的結構、構件不利，因而在工程實施過程中應盡量不損傷原有結構；

（5）橋梁加固增強需充分考慮新、舊結構的強度、剛度與使用壽命的均衡以及新、舊結構的協調；

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

（7）對于可能出現開裂、傾斜或倒塌等不安全因素的結構，加固施工前應采取臨時措施以防止發生安全事故；

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

二、橋梁修復與加固的一般程序

一般橋梁修復與加固工程應遵循如下工作程序：

鑒定結構可靠性——確定修復與加固方案——加固設計——施工組織設計——修復與加固施工——組織驗收。

鑒定結構可靠性，主要是診斷病害結構的病情。修復與加固方案受到主客觀等多因素的影響。

加固設計主要參照現行規范及有關標準來深化加固方案。修復與加固施工是按加固設計對被加固結構進行加固的施工過程，很多大型結構的加固需要在施工前編制施工組織設計。

橋梁修復與加固工程作為一項復雜的系統工程，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部潛力。但是，在橋梁加固過程中，病害診斷出錯，或加固方案和設計不周，或施工組織不完整就會造成無法想象的嚴重后果。

三、常用的橋梁加固技術

橋梁結構物，除了會發生表層損壞、裂縫及鋼筋銹蝕等缺陷外，還會因為結構布置不當、設計標準較低、施工質量差、外在因素的影響等，致使橋梁結構受到損害。由于橋梁病害的復雜多樣性，需要謹慎進行加固技術及方案的比較。橋梁的技術改造分為兩個步驟：即加固前或加固過程中的裂縫修補及對橋梁結構的加固增強。因此，本章對橋梁加固的技術分為裂縫修補技術和結構加固技術兩大類，后介紹目前常采用的碳纖維加固技術。

（一）裂縫修補技術

裂縫修補主要為了恢復結構物的耐久性及其防水性，并起到修飾美觀的作用。結構有較嚴重的病害時，需要在加固前或在實施加固技術的過程中進行裂縫的修補。裂縫修補的主要技術有：

（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，適合于修補寬度在O．5mm以上的較寬裂縫，詳細做法是沿裂縫鑿一條深槽，之后在槽內嵌補各種粘結材料。在鋼筋混凝土結構加固時，此方法視鋼筋是否銹蝕程度有所不同。

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

（5）混凝土因堿骨料而開裂的裂縫修補，一般裂縫具有延伸性，尤其是當鋼筋用量較少，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，可以注入環氧樹脂或涂抹防水材料，杜絕水分由外部浸入的情況，進而達到控制堿骨料反應的目的。

（二）梁式橋結構修復與加固技術

梁式橋上部修復與加固視橋梁的實際情況，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，主要采取加大原結構構件截面，來提高結構的強度和剛度；用新的結構代替舊的抗力不足的結構；修改原結構的受力體系，減小控制截面彎矩的峰值；給原結構施加預應力，修改原結構的受力方式，來達到提高橋梁剛度和強度的目的。

梁式橋上部結構修復與加固技術主要有：

（1）加大截面加固法，選用加大混凝土構件的截面面積，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）改變結構體系加固法，該法通過改變橋梁結構體系以控制截面彎矩峰值提高承載能力的一種加固方法。改變結構體系加固法主要有兩種，即增設支點法和簡支梁變連續梁加固法。

（3）外部預應力加固法，預應力加固是指運用預應力原理，在增設的構件或原有構件施加一定初始應力的一種加固方法。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應力混凝土梁板。

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

（5）增設縱梁加固法，在橋梁墩臺基礎穩定，并承載能力滿足的情況下，可采用增設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。營運中車輛荷載在新增主梁后的橋梁結構中重新分布，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增設的縱粱位于主梁的一側或兩側。此法適用于梁體結構基礎完好，并且承載能力不能滿足的情況。

（三）碳纖維修復與加固橋梁技術

目前，碳纖維加固法以其強度高、重量輕、耐腐蝕、施工簡便等優良特性受到土木工程界關注，目前在橋梁修復與加固中應用廣泛。碳纖維加固法將抗拉強度極高的碳纖維用環氧樹脂預浸為復合增強片材，使用環氧樹脂粘結劑沿垂直裂縫方向或受拉方向粘貼于需補強的結構，造就成新的復合體，增強貼片與原有鋼筋混凝土共同受力，提高結構抗剪或抗拉能力，增強剛度、強度、抗裂性和結構的延展性。

碳纖維布加固技術與傳統的舊橋加固的方法優點較多，主要有高強、施工便捷、良好的耐久性和耐腐蝕性、適用面廣、施工質量易于保證、厚度薄。