桥梁维修加固及其改造技术探讨.doc

桥梁维修加固及其改造技术探讨XXX（XXXXXXXXXXXXXXXXXX）摘 要：随着我国的社会经济和交通运输事业的快速发展，桥梁因为使用年限的增长和桥梁负荷的日趋增大，很多桥梁出现了破损，因此研究如何对这些桥梁进行维修和改造已经成为当今桥梁方面的重要课题。关键词：桥梁维修；桥梁加固；桥梁改造1 引言从当前对桥梁病害的情况调查来看，主要出现的桥梁病害问题集中于以下几个方面：预制拼装梁板单板受力横纵裂缝，大跨径预应力混凝土箱梁下挠开裂，沿海地区结构钢筋腐蚀混凝土表面剥落氯离子，西北、华北季节性河流桥梁下部结构腐蚀严重，南方冲刷、不合理挖沙导致的基础冲刷严重，东北寒冷地区桥梁结构的冻融损伤。桥梁的维修养护以日常养护工作为主，对于桥梁出现上述的病害问题，维修加固时应尽可能减少对原结构的损伤， 选择技术可靠，具有长期加固效应，同时英选取满足结构耐久性要求的加固工艺。加固工艺选择上还应当考虑到的施工设备简单，施工操作方便，材料用量少，费用经济合理，后期得养护工作量少，加固施工时尽量不中断或者少中断交通。对桥梁的维修加固主要是针对加强薄弱构件，增加或更换桥梁构件，以及改变结构受力体系等。以下将针对桥梁维修加固中最为常见的粘贴钢板加固以及粘贴纤维复合材料加固形式进行探讨。2 粘贴钢板加固技术（1）原材料试验。施工前应当对结构胶采取抗拉强度、抗压强度、伸长率、与混凝土的正拉粘接强度实验，同时应当对钢板采取抗拉强度。同时对胶体抗压试件或钢钢拉伸剪切试件采取现场试验。（2）施工放样。按照设计图纸对粘贴钢板的范围进行定位，结合工程实践经验，应当确保其四边均要比实际粘贴钢板区域宽12cm。（3）混凝土凿毛处理。采用剁斧凿毛处理，凿毛标准以2-6mm为准，而且应当确保混凝土粗骨料外露。 对混凝土构件中出现的孔洞采用结构胶修补；另外采用压缩空气吹净混凝土构件表面的粉尘。（4）钻孔植螺栓。对于孔距35cm，在距钢板端部5-10cm植埋M812螺栓或膨胀螺栓。但应当值得注意的是，应首先探测钢筋分布，避开钢筋及主裂缝钻盲孔。然后清理盲孔，注胶植螺栓，或安装膨胀螺栓。（5）钢板下料。钢板切割以长度6m以内用剪板机，超过6m采用等离子切割机，长度14m以内不考虑搭接。（6）钢板钻孔。施工时应当依据植埋螺杆位置放样钻孔，钢板先钻孔，再放样确定植螺栓位置。（7）钢板打磨除锈。针对工程存在钢板锈蚀问题，应当采用角磨机除锈处理，而不应当采用钢丝刷，而且应当确保打磨纹路应与钢板受力方向垂直。 用丙酮擦拭干净，如果长时间不用，在钢板表面涂一层环氧基液防锈。（8）钢板试贴。首先对钢板采取试贴，对钢板及粘贴位置对应编号，适当弯曲螺栓穿入钢板孔内，然后固定好螺帽。（9）配胶。配胶要点是必须确保称量准确，而且对胶水拌合均匀，同时确保搅拌方向一致，对于工程中存在超过可使用时间的胶水应当禁止使用。（10）粘贴钢板。钢板黏贴前首先采用丙酮清洗混凝土表面和钢板粘贴面，然后在钢板上涂抹一层中间厚两边薄的结构胶。安装垫片、螺母，然后拧紧螺母，再敲打钢板检查结构胶的饱满性。图1 钢板黏贴（11）防腐涂装。对于工程中存在的一般环境，可通过采用普通醇酸漆。潮湿及其他恶劣环境：采用重防腐体系，底漆采用富锌漆，中间漆采用环氧云铁，面漆采用聚氨酯漆。3 粘贴碳纤维施工技术由于桥梁构件普遍尺寸大、配筋多，粘贴碳纤维增加的抗弯承载力相对较小，一般使用在：（1）小型构件，如跨径小的板、楼板。 2）应力复杂部位，如箱梁腹板。（3）包柱，使受压柱形成约束混凝土。该加固技术应当按照设计图纸对粘贴碳纤维的范围进行定位，然后采取弹墨线，标出粘贴范围，要注意的是应当其四边均要比实际粘贴碳纤维区域宽35cm。对混凝土基底采取处理：（1）基底打磨：清除表面疏松混凝土，打磨平整。（2）表面修补：修补表面坑槽、凹陷。（3）表面清理：清除表面浮尘。然后进行涂刷底胶处理，底胶与面胶不同，其内应含有与有机物及无机物均能亲和的功能键，能渗入混凝土内部一定深度。修整找平层，构件表面凹陷使碳纤维布粘贴不严密而造成起鼓，同时碳纤维出现局部弯曲，降低了其加固效果，采用找平胶（腻子）找平。 (1)配胶称量要准确。(2)刮抹要密实，表面顺滑。(3)局部凹凸糙纹用砂纸打磨。碳纤维布下料施工应当采取钢直尺与壁纸刀裁切，碳纤维布切口固定：横向粘贴宽胶带纸，在宽胶带纸正中位置进行裁切。碳纤维布的搭接施工时注意的是应当确保纵向接头沿受力方向的搭接长度不小于150mm，而对于碳纤维布横向则不需要采取搭接处理，同时注意注意的是应当严禁对碳纤维布弯折。涂刷浸渍胶 涂刷浸渍胶施工应当选择在底胶和找平胶达到指触干燥。若底胶修补超过1周，需用首先采用砂纸打磨。配胶应当确保称量准确、搅拌均匀、搅拌方向一致。涂刷浸渍胶时应当保证涂刷均匀，而且涂刷厚度不得超过1mm。然后可进行粘贴碳纤维施工，将裁剪好的碳纤维布卷成桶状，由一端向另一端粘贴。首先应当把气泡赶压，先用刮刀沿着纤维方向刮压，再用罗拉沿着纤维方向滚压。 进行二次赶压施工，由中间向两端沿着纤维方向先用刮刀赶压，再用罗拉赶压。注意的是应当禁止刮刀、罗拉在纤维横向赶压。涂刷面胶配制与浸渍胶相同，当粘贴20-90分钟后，浸渍胶达到指触干燥状态，则可进行涂刷面胶，用滚筒刷在碳纤维表面均匀涂抹，涂刷后罗拉沿纤维方向滚压2-3次。双层粘贴然后重复上述步骤。4 工程实例某桥梁出现箱梁底板裂缝，其裂缝的出现情况如下，左幅桥第一跨：1月份出现5条纵向裂缝，7月份出现23条纵向裂缝；左幅桥第二跨：1月份出现12条纵向裂缝，7月份出现31条纵16条斜向裂缝； 左幅桥第三跨：1月份无出现裂缝，7月份出现10条纵向裂缝。右幅桥第一跨：1月份出现11条纵向裂缝，7月份出现36条纵向裂缝； 右幅桥第二跨：1月份出现27条纵向裂缝，7月份出现37条纵86条斜向裂缝。从裂缝的发展趋势来看，本桥梁左右幅桥箱梁底板的裂缝数量增加较多，原有裂缝扩展速度较快，且大多数裂缝宽度在0.3mm0.5mm之间，尤其是右幅桥第二跨在L/4跨截面以及附近节段位置处，裂缝以桥梁纵向方向的中心线为中心呈倒“八”字形分布。箱梁外侧腹板裂缝总体情况： 左右幅桥箱梁腹板的裂缝数量增加，原有裂缝在扩展，且裂缝宽度在0.3mm0. 6mm之间，斜裂缝以桥梁跨中为中心呈 “八”字形分布。箱梁内侧腹板裂缝总体情况：L/4截面附近节段的箱梁内腹板存在较多的有规律的裂缝，即右幅桥比左幅桥多，左右腹板对称分布，向合龙段方向倾斜，宽度在0. 2mm0. 3mm之间，深度在4cm5cm之间。箱梁腹板内侧的斜裂缝比箱梁腹板外侧的斜裂缝要多得多。图2 裂缝出现在右幅桥第二跨在L/4跨截面以及附近节段位置针对本箱梁出现的裂缝情况，对箱梁内侧和外侧腹板采用粘贴钢板加固技术；箱梁底板采用粘贴碳纤维加固技术。对箱梁加固后采取检测，地质雷达检测自密实混凝土与原普通混凝土之间的粘结界面粘结密实性，经检查钢板以及碳纤维粘贴密实，而且经过加固处理后的桥梁能满足现行的承载力以及耐久性要求。图3 箱梁内侧和外侧腹板采用粘贴钢板加固技术5 结语随着交通事业的快速发展，交通量日益增大，桥梁事业发展正面临严峻的考验。在我国桥梁建设的过程中，也出现一些问题，例如裂缝、下挠及结构承载能力不足等,桥梁病害及损伤严重，如何能确保桥梁运营的安全性和耐久性，对于桥梁的加固维修则显的十分重要。本文主要介绍了粘贴钢板加固技术和粘贴碳纤维施工