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长沙商场加固设计 _捷和长沙

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1、常见的桥梁问题

各种桥梁病害随着运营时间会逐渐显现，但是在桥梁运营初期很多内部的病害并不能直接显现，难以早期发现。无损检测作为早期评定桥梁运营状态的一种技术手段，可以检测混凝土内部裂隙和钢筋的状态，此时期的修补以简单修补为主要手段。各种严重问题也会随之出现，主要有以下几种：表面缺陷，内部缺陷，结构裂缝，桥梁构件及附属设施出现损伤。

2、桥梁常见的梁体加固维修方法

桥梁的加固维修需要根据不同的损害方式和损害程度，制定专门的加固维修方案，因为评定桥梁损害程度和具体实施的限制，桥梁加固维修难度往往大于新桥建设难度。加固维修方法有以下类型：表面缺陷与断裂修补、增大截面加固法、粘贴钢板加固法、粘贴碳纤维复合材料加固法、体外预应力加固法、改变结构体系加固法、桥面系补强和减载法等加固维修方法[2]。

2.1表面缺陷和断裂修补

此类缺陷一般不会对桥梁结构造成直接的影响，但是影响桥梁结构的耐久性，对表面缺陷的修复可以在一定程度上减少外界因素对桥梁耐久性的影响，起到延长桥梁结构寿命的作用。一般来说，对裂缝的修补是为了对裂缝进行封闭，避免外界的空气、水等介质进入构件内部，造成构件强度的弱化和钢筋的锈蚀。此类修补不能增加桥梁结构的承载能力，对于桥梁结构性开裂需要采取其他措施进行补强。

2.2增大截面法加固法

增大界面法是在原来的基础上，增加构件受力面积，将原来受力构件进行扩大，从而提高桥梁构件的承载能力。增大界面加固法常见的形式有：加厚桥面板法，增大受拉区梁截面法，增大受压构件截面法三种。此方法技术成熟，工艺简单，费用低，但是养护工作量大。例如，广州番禺区蕉门大桥为简支梁桥，主桥梁下沿产生较多裂缝，采用的就是该方法。加固后跨中截面抗弯承载力由原来的1676KN·m提高到2363KN·m，斜截面抗剪承载力从623KN提高到1035KN[4]。

2.3粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法将高强钢板粘贴到构件受力部位，是钢板和构件均匀的共同受力，以此提高构件整体的承载力，限制混凝土变形，适合轴向受力的桥梁构件。北京国贸桥由于周边楼宇开发反复疏降水，导致异形板产生变形，采用1.5m和0.5m宽的条形钢板对异形板周围裂缝进行加固维修[5]。在白鹤电厂重型设备途径的桥涵中，采用粘贴钢板加固的15座石桥安然无恙，也证明了粘贴钢板法的安全经济[6]。

2.4粘贴碳纤维复合材料加固法

碳纤维材料具有较高的强度和耐久性，其抗拉强度是同截面刚才的68倍，重量轻、强度高，同时可以用环氧树脂粘贴，易施工的特点。常应用于板桥的抗弯加固，除此之外还适用于桥梁的地震破坏修复。如325国道佛山大沥段某桥就采用了碳纤维粘贴加固方法，从修复结果来看，修复后挠度由原先的22mm减小为9mm，取得了良好的效果[7]。

2.5体外预应力加固法

体外预应力施加就是在原桥梁构件外施加主动预应力钢绞线，主要目的是调整结构应力分布，以提高结构承载力和抗裂性，可以在不中断交通的情况进行加固维修。如石咀桥的修复就是采用体外预应力加固法，石咀桥为简支钢筋混凝土桥，其桥面下降，铺装破坏，主梁破损有裂缝，主梁跨中抗弯承载力减低16.2%，加固后承载能力评定结果满足公路Ⅱ级荷载要求，取得了良好的效果[8]

2.6改变结构体系加固法

此法以增设附件或者调整自重的方式，改变桥梁受力状况，减小承载结构应力。常用的手法有调整拱上自重，加入新的支承点缩短计算跨度，加水平系杆加固等方法。

2.7桥面系补强和减载法 

桥面系存在着最普遍的病害现象，如桥面龟裂、积水较大裂缝，伸缩装置松动，混凝土面破损等。针对不同桥面形式，有两种常见的维修方法：补强法就是在桥面加铺一层钢筋混凝土，使桥面均匀受力，防止局部破坏引起破坏扩大;减载法是针对发生变形的大跨度桥梁，减小桥面厚度，以减小承载结构的负荷，提高桥梁性能。例如某桥为一净跨度为70m的空腹石拱桥，轴线严重变形，拱石开裂，桥面系破损严重，采用高压注浆和套箍增强拱圈，拆除原桥面系，更换为自密实钢筋混凝土，提高了桥面强度的同时也使得桥面恒载降低了34%[9]。

3、结语 

在几十年的摸索中，我国桥梁加固维修积累了一定经验。桥梁的加固维修可以使用单一的方法也可以几种方法组合使用，需要根据桥梁加固的原因和特点，制定详细的技术方案，提高了桥梁的安全性能的同时又降低了建新桥成本。如碳纤维材料等新材料的应用对桥梁加固维修技术起到了促进作用，同时也降低桥梁加固维修成本和难度，在实践中得到了广泛应用。

常用到的六种桥梁加固技术

桥梁工程在运营的过程中，常常会出现不同程度的病害，每一种病害都有特定的原因及解决方案。数年来，针对桥梁病害的加固技术多种多样，但并不是所有的加固技术都是***的，适用于全部桥梁的。今天总结了六种桥梁加固技术的优缺点，以作参考。

一、体外预应力加固

加固措施

通过体外预应力索施加反向荷载的方法对桥梁进行加固，此外考虑箱梁两侧腹板出现大量的斜剪裂缝，为了约束斜裂缝进一步发展，加强对腹板混凝土的约束，增强腹板抗剪承载能力和刚度，采用腹板内侧粘贴钢板。

预应力施工工艺

1.锚固端部横梁与跨中转向横肋墩顶导向槽的施工2.钢绞线下料与穿束3.钢绞线张拉4.预紧5.高应力张拉6.压浆。

缺点：

1.预应力的施工工艺，在钢绞线下料与穿束中粘接段段的长度和位置，新老混凝土之间的粘结,后加预应力对原预应力的影响,很难确定;

2.施加预应力索加固现在存在的问题：如合理的加固预应力筋的位置和数量后加固的预应力钢筋对已经存在的预应力钢筋的影响;

3.体外预应力钢筋松弛、断筋等失效的现象也较为常见。

二、体外预应力加固另外的加强措施

弯曲加强

采用体外预应力加固法可提高结构构件的受弯承载力，预应力筋布置应符合优化布置原则,即加固筋外形与外荷载产生的弯矩图形相似。

因此,加固梁式结构时,体外预应力筋多采用折线形连续筋,以充分发挥加固筋的抗拉强度。

体外筋的灵活布置,可以有效地补强加固不同受力情况的简支梁和连续梁，若连续梁中仅有个别跨需要加固,则可采取在这些跨上单独布置预应力筋进行局部加固;若连续梁普遍较差,则可用各跨布置给予整体加固;若连续梁普遍较弱,但个别跨更弱,则可采取通长布置与局部布置相结合的办法进行加固。

剪切加强

梁的剪切强度可通过外部加设扁钢、钢板和钢箍等方法来提高。扁钢通常箍在构件上用后张法拉紧并已开发了一种后张不锈钢钢箍的方法，后张法能使新材料平分恒载及活载,这样就能更有效地利用新增材料。

提高剪切强度的另外一种方法为采用后张的附加预应力钢筋，预应力钢筋可以加在垂直和倾斜方向上,而且既可安装在梁腹板内,又可安装在箱内。

施加预应力时应当小心谨慎,避免结构某些部分出现超限应力。若构件中存在裂缝,一个好的实施方法是在施加预应力之前,先在裂纹上注射环氧树脂。

三、粘贴碳纤维法与钢板粘贴加强法

粘贴碳纤维法与钢板粘贴加强法基本原理是一致的，均是将其增强材料粘贴在混凝土结构的受拉边缘或薄弱部位，使之与结构形成整体，代替需增设的补强钢筋，提高梁的承载能力达到补强的目的。

粘贴碳纤维法

碳纤维加固桥梁构件的部位：用粘结材料将碳纤维材料有序地缠绕粘贴于构件表面，实现对构件变形的约束并因此提高构件的极限强度和承载能力。在桥梁加固运用中，可粘贴在混凝土梁的顶面或底板上，以提高混凝土梁的截面强度和刚度。也可粘贴在梁的腹板上，以提高其抗剪强度。

施工工艺：

1.处理结构混凝土表面，涂敷基底树脂并整平。

2.涂刮整平胶并对其表面作砂光处理。

3.滚刷粘结剂粘结碳纤维。

4.对已贴的碳纤维作压面处理。

5.表面整饰(如抹砂浆等)。

缺点：

1.碳纤维的抗剪强度低,延展性又不好,所以,其受力的不均匀性必须充分注意。

2.碳纤维用于桥梁加固,其老化问题不容忽视。

粘贴钢板法缺点：

1.对结构抗弯和抗剪加固效果明显，但对结构静刚度影响不大(静刚度包括等直杆件扭转刚度、受弯梁的弯曲强度、薄板受弯曲载荷作用、薄壳变形计算)。

2.在借用桥面铺装层参与受力时，新老混凝土的可靠连接始终存在问题，如粘结剂的老化问题。

3.钢板面积大,刚度大,适型性差,很难与原结构紧密粘接。此外,钢板自重很大,加上锈迹等原因,底、侧粘贴很易脱落(钢板易受腐蚀或脱落)。

4.对于大跨度梁来说,钢板的重量可能太重。

四、体系转换法

体系转换法是通过改变桥梁结构体系以减少梁内应力，提高承载能力的一种加固方法。

这是一种变被动加固为主动加固的方法，该方法需要对原结构的现状进行仔细的调查，对其承载潜能进行正确评价，用周密、细致、可靠的计算分析确定体系转换的方法和施工工艺流程，以达到加固修复病桥的目的。

一般可通过简支梁下增一设支架或桥墩，或把简支梁与简支梁加以连接，使结构由简支变为连续等。

施工工艺

1.揭开桥面铺装层，将梁顶保护层凿除，使主筋外露，沿梁顶增设纵向受力主筋，数量根据计算决定。

2.浇注端头混凝土;

3.拆除或改变原有支座;

4.重新做好桥面铺装;

该加固方法主要对于大、中简支梁桥的加固，将多跨简支梁的梁端连接起来，变为多跨连续梁，可以***结构的受力状况，提高桥梁的承载能力，但不适合连续钢构桥的后期加固。

五、桥面系减载

对大跨度连续钢构而言，恒载在总重量中占有相当大的比重，减小桥跨内桥面的恒载重量，诸如变硷桥面铺装为沥青硷桥面铺装、变硷栏杆系为钢质栏杆系、减薄人行道铺装厚度等能有效地减小跨中的下挠量。

六、扩大或增加原结构构件截面,以提高原结构的强度和刚度

该方法虽然能提高结构承载力,但也会因而加大结构自重。自重加大产生的内力增量会消抵部分或全部结构承载能力的提高。且新增结构面积或体外施加的预应力与原结构体的界面能否良好结合也是一大问题。

此外，扩大或增加原结构构件截面,以提高原结构的强度和刚度;改变原结构的受力体系,使其减小受力;以新的结构代替旧的应力不够的结构，这三种方法均不能用于大跨径连续钢构桥。

增大截面、粘贴钢板(碳纤维)、体外预应力等加固方法都属于二次超静定受力结构。加固前原结构已经承受荷载(即靠前次受力)，特别是当承载能力不足时，加固前原结构的截面应力、应变水平一般都很高。新加固部分加固后并不立即承受荷载，而是在新荷载(即二次加载)下才开始受力。

从而导致整个加固结构在其后的***次受力过程中新加部分的应力、应变始终滞后于原结构的累计应力、应变，这决定了此时混凝土结构加固计算分析不能够完全按普通结构概念进行。加固结构的承载力与新旧两部分的应力差值或应变差值直接相关，与原结构的极限变形值有关，与两部分材料的应力、应变关系有关。

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