浅谈混凝土桥梁加固技术

摘要：分析了混凝土桥梁劣化与损伤的原因和现象，从桥梁的承载能力、抗洪能力和抗震能力等方面介绍桥梁的检测与安全评估内容，总结混凝土桥梁补强加固的方法。

关键词：混凝土桥梁 桥梁加固 安全评估 损伤检测

中图分类号：TV331 文献标识码： A

随着交通建设的发展，交通运输量大幅度提高，行车密度及车辆载重越来越大，跨河桥梁和高架桥梁在交通工程中的重要性与日俱增。现有桥梁中有相当一部分已不能满足使用上的要求，这是世界各国所面临的严峻问题。特别是建造年代久远、病害严重的在役桥梁，受人为损坏和自然灾害的频繁影响，桥梁劣化情况严重，已不能维持正常使用，而采取限重、限速通行措施，有时甚至不得不关闭旧危桥梁。

1 混凝土桥梁的劣化与损伤

1.1 混凝土桥梁的劣化原因

桥梁的维修、加固与补强的目的是增加耐久性，提高承载力，恢复使用功能，延长使用寿命。但加固与补强之前，应确定结构的劣化和损伤的原因，以便确定维修加固方案。影响混凝土桥梁安全性的原因一般包括设计与施工不当、环境因素影响、自然灾害和人为破坏等。

在桥梁的建造过程中，设计不合理、截面尺寸和钢筋配置不符合力学要求、施工质量问题达不到设计要求、建筑材料使用不当、品质不良等这些方面如果出现问题将使桥梁在使用伊始就存在质量隐患。桥梁在使用过程中，混凝土的收缩、徐变现象以及预应力构件的预应力损失不可避免，造成裂缝产生、构件强度降低；同时，环境中有害的化学物质会对结构造成侵蚀，导致混凝土强度降低，钢筋产生锈蚀。此外，交通超载车辆与船舶的撞击损坏、桥面磨损等人为因素的破坏是经常发生的；严寒酷暑的温度影响、洪水的冲击地震造成的破坏也不可避免。

1.2混凝土桥梁的劣化现象

多种原因相互作用，恶性循环，形成桥梁的劣化与损伤。常见的劣化现象有裂缝、撞损、剥落、蜂窝、冲刷、钢筋锈蚀等。

裂缝是混凝土桥梁最常见的劣化现象。裂缝是影响桥梁的承载力和耐久性的重要因素，混凝土裂缝引起钢筋保护层碱坏，致使空气侵入，导致钢筋锈蚀现象；钢筋锈蚀是钢筋混凝土构件破坏的主要原因，

钢筋锈蚀产生的体积膨胀使混凝土承受拉力而开裂剥落，造成钢筋混凝土构件的劣化：混凝土的剥落与剥离.减少了构件的截面积，增大了应力，并使得有害化学物质更容易向内侵蚀；车辆、船只等对桥梁的撞击，造成桥或桥墩开裂、破坏；河水的冲刷会导致桥梁桩基外露，降低基桩的承载力，影响桥梁的稳定性和抗震能力。

2混凝土桥梁的安全评估

解决在役桥梁质量和安全隐患问题，首先要对在役桥梁的劣化与受损情况进行全面检测，依据受损现状进行安全性评估，确定结构物实际承载能力，判断损伤是否对桥梁承载力和耐久性构成威胁。承载

力表示结构承受设计荷载的能力，耐久性是指结构的设计寿命。在桥梁维修加固之前，应详细评估其结构现有强度是否能够承受实际荷载，以判定桥梁承载能力的安全性。而在耐久性方面，应综合考虑结构损伤、材质劣化、施工缺陷等状况与周围环境条件，合理判断结构的使用寿命。除了探索桥梁维护加固补强的施工工艺与技术之外，研究桥梁检测与安全性评估方法，建立有效的桥梁检测与预警系统，都是桥梁加固工程中的重要内容。

2.1 桥梁安全的承载力评估

我国目前主要采用检测与计算相结合的方法对桥梁安全的承载力进行评定。用计算方法对桥梁安全的承载力进行评定的过程如下：（1）用实际尺寸计算截面的承载力；（2）计算实际恒载，从截面承载力中减去实际恒载；（3）按设计要求计算实际活载；（4）计算评定系数；2.2桥梁安全的抗洪能力评估

影响桥梁抗洪能力的因素可能有两类，即河道的冲刷影响和桥梁构造的影响。与河道造成的冲刷影响有关的评估指标包括主河道变迁、河川整治、河川冲刷潜能、河床采砂、上游拦河坝、上游桥梁等；桥梁构造的抗洪影响包括基础型式、基础深度、基础保护措施、桥墩型式、桥墩形状、支撑状况、梁底高程、阻水面积、桥墩与水流夹角等。

3混凝土桥梁补强加固方法

（1） 加大截面加固法。增大截面加固法是在原结构基础上再浇筑一定厚度的钢筋混凝土，这是对钢筋混凝土桥加固的一种常用的改造技术。增大混凝土截面一般采用两种方式，一种是加厚桥面板；另一种是加大主梁梁肋的高度和宽度。该法施工工艺简单适应性强，并具有成熟的设计和施工经验，适用于较小跨径的T梁桥或板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高，承载能力也能取得较好的效果。该法也有明显的缺点，比如混凝土构件的体积增大、自重增加施工周期加长施工空间大等。

（2） 粘贴钢板加固法。以树脂粘接钢板与混凝土的结构加固法，被用于建筑、工厂、桥梁等土木工程中。该法施工快速观场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平。适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

（3） 粘贴碳纤维增强塑料加固法。粘贴碳纤维加固技术采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面时碳纤维与原结构形成新的受力整体，碳纤维与钢筋共同承受荷载，降低了钢筋应力，从而使结构达到了加固和补强效果。粘贴碳纤维加固技术的主要特点是：几乎不增加结构自重和截面尺寸，不改变净空高度，施工方便，对原结构几乎不会造成新的损伤，具有良好的耐腐蚀性耐久性和抗疲劳性能，根据受力分析可进行多层粘贴进行补强，其方向性也可以灵活掌握。此外碳纤维质地柔软，加固后可用混凝土砂浆涂敷，或根据要求涂装各种颜料，修复补强不留痕迹。可在不改变结构外型的前提下补强各种混凝土结构物，包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风控制裂缝和挠度的扩展，增加结构的延性。

（4） 体外预应力加固法。体外预应力加固法是指对布置于承载结构主体之外的钢束张拉而产生预应力的方法。体外预应力体系由体外预应力孔管、浆体、锚固体系和转向块等部件组成。体外预应力技术能大大缩短施工工期。但加固后对原结构外观有一定影响，且不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。