钢筋混凝土简支梁桥加固施工技术

摘 要：随着现代运营环境的变化、当初桥梁设计和规划的不合理以及超负荷的影响，使得钢筋混凝土简支梁桥出现了许多病害，基于此，本文就钢筋混凝土简支梁桥加固施工技术进行探讨和分析。

关键词：钢筋混凝土 简支桥梁 加固施工技术

随着现代社会的不断发展，人们对桥梁的各种性能要求越来越高，而建于上世纪的钢筋混凝土简支桥梁在长期的运营过程中，各个结构和部位受到了一定程度的损伤和老化，已影响正常使用。本文结合工程实例，在对桥梁进行调查测验的基础上，采用加固施工技术对桥梁的主梁和微弯板进行一定的处理，以期为其它简支桥梁加固措施的实施提供理论支持。

1.工程概况

某地区建于1986年的钢筋混凝土简支桥梁之一，该桥上部为14孔*16.4m长钢筋混凝土简支梁，全桥长度为242.5m，每孔由5片工字梁和微弯板进行组合，该桥梁的原设计载荷重为-15级，桥面最高处离地面10m。该桥梁的下部结构主要由双柱式的钻孔灌注桩构成。现阶段，该桥的设计标准低于正常的运行标准，同时该桥在长期的运行过程中出现了很多问题，难以满足车辆通行的要求，所以必须采取措施对该桥梁进行加固施工技术处理。

2.桥梁建设的准备工作

在桥梁建设的准备阶段采用静载荷实验法对桥梁的结构进行模拟实验，有助于在一定程度上对桥梁的实际工作状态进行详细的了解和掌握，为桥梁加固施工技术措施的实施提供科学依据。在实验过程中主要的内容有：对主梁控制截面下部主梁钢筋的应力进行测定；对主梁控制截面的挠度与结构的相对挠度进行测验；对现有桥梁的承载力和主梁的使用承载力进行测定。

在实验中对桥梁结构的评价主要有：该桥梁上部主梁能够满足汽车对载荷标准的要求，在规定的-15 级荷载标准下主梁的验算挠度能够符合相关标准；在理论上受拉钢筋的应变符合要求，在载荷实验后挠度的变化值也在理论上符合规定，但桥梁的裂缝在加载后出现了较大的变化，所以必须采取相关的措施对该桥进行加固处理，使该桥的使用寿命延长；对3号梁而言，其残余的应变较大，超过了20%，不能满足安全储备的需要，在此处主梁的弯曲裂缝也较多，所以需要在该部位设置标志牌进行警示；现有桥梁的主梁在运行过程中不能达到二级公路对载荷的要求，同时结合静载荷试验结果，建议在该桥的加固过程中使用碳纤维加固施工技术。

3.桥梁加固施工技术

3.1 主梁抗弯加固及施工技术

在主梁的抗弯加固过程中采用粘碳纤维对其进行加固处理。在初步的加固设计过程中将桥梁加固后的标准提高到公路Ⅰ级的载荷标准，在工作过程中将碳纤维的理论用于实践中，在对变形协调性的定性分析过程中指出要使纤维层变多，但在对加固后混凝土梁的整体效果进行研究后指出在该桥梁的加固过程中采用3层碳纤维层即能满足加固的需要。具体加固措施见图1。

在主梁加固技术的实施过程中必须做好以下几个方面的工作：

（1）配置胶黏剂。先准确称量所需要的各种原材料，同时将各种胶料配置好。在主料中加入稀释剂并搅拌均匀，后加入固化剂并使之均匀混合。

（2）处理基底。将混凝土路面总出现的剥落、腐蚀等部位进行剔除，对于面积较大的损伤层采用水泥聚合物砂浆进行修复处理。对裂缝部位的处理首先要进行封闭处理。使用角磨机等工具将混凝土表面的油污等处理干净，同时打磨构件基面的混凝土。在混凝土表面的清理过程中要使其表面保持干净同时使用占丙酮的脱脂棉进行擦拭。

（3）地胶的涂抹。在容器中将主剂和固化剂按照一定的比例进行配合，同时用搅拌器进行搅拌，根据施工所用的气温对其用量进行控制，同时要严格控制使用的时间。在混凝土表面使用滚筒刷或者毛刷均匀涂抹地胶，地胶涂抹的厚度必须小于0.4mm，在此工作过程中不得漏刷或使气泡出现，在胶固结之后进行下一道工序的施工。

（4）整平胶料的使用。 在混凝土浇灌过程中出现凹陷部位的，应当先用刮刀刮平整再用整平胶料填平；在模板接头出现高度高低不平时应用整平胶料填补整平，减少高度差。当出现转角时，应用整平胶料修补成半径大于20mm的光滑圆弧，待整平胶料凝固后，便可开始下一步工序。

（5）碳纤维布的粘贴。首先把碳纤维布按设计的尺寸剪好，再进行粘胶料的配置。待粘胶料搅拌好之后，用滚筒刷将粘胶料涂抹于粘贴位置，出现搭接和拐角等部位时，应当比其他地方多抹一些。 当碳纤维布粘贴上之后，在碳纤维布表面使用光滑的滚子，朝着同一方向反复滚压，待碳纤维布外表面出现胶料渗即可。 多层粘贴时，待纤维表面手指触摸干燥时，即可进行粘贴下一层碳纤维布，粘贴方法同上。除此之外，多层粘贴应当在最外层的碳纤维布外表面涂一层粘贴胶料。

3.2 主梁抗剪加固及施工技术

支座离主梁5m的区域内出现了显著差异的剪切裂缝，此时需要通过加固钢板措施进行处理。在梁的两端使用U型钢条对其剪刀区进行加固，使用的钢条规格为-5×300×1940，U型钢条与梁之间需要采用4M8膨胀螺栓进行连接，在梁两段的不同部位需要间隔0.5m设置1个，一共需要设置4个。在主梁剪刀区的施工技术如下所示：

（1）处理混凝土构件的表面。根据国家相关规定和行业标准的要求，在定尺之后需对粘钢加固的粘合面进行打磨处理，将混凝土碳化层处理掉，使之露出新鲜面，特别是要注意将凸出部位磨合平整。要对梁的高与宽方向的垂直度进行矫正，使其阴阳角方正，对梁底出现弧形弯曲的部位应将其凸出部位除去。使用压缩空气进行灰尘的处理，同时用丙酮擦洗干净。

（2）除去钢板粘贴面的锈迹。用砂轮对钢板的粗糙部位进行打磨，直至出现金属光泽时用丙酮擦拭。根据相关的标准和设计规定，微弯板两侧所使用的小梁钢板的厚度要符合规定即为5mm厚的A3钢板，在梁两端的剪刀区所用的钢板为3mm厚的A3钢板。在现场施工过程中需要用定尺对使用钢板的规格进行确定。在钢板的连接区域或受力区域不应设置焊缝。

（3）卸荷构建、建筑结构胶的配置、加压固定钢板。在加固工作的实施前需要将桥梁进行封闭，48h之后才可投入使用。在处理好的混凝土表面和钢板表面涂抹已配置好的结构胶，接着将钢板贴于指定位置。结构胶的使用厚度通常情况下药在3～6mm。在粘贴好钢板之后，必须用夹具和射钉对其进行固定，同时适当使用千斤顶进行加压处理，使胶液从钢板缝中挤出时为最佳。使用膨胀螺栓对钢低的钢条和立柱进行连接，在梁两端的剪刀区需要采用规格为-3×100×1940的钢条进行加固处理，同时使用4M8 膨胀螺栓对U型钢条两端及梁进行连接。

（4）建筑结构胶的固化。在通常情况下需要使温度保持在20℃以上使建筑结构胶固化，在满足36h后可以投入使用；在气温小于5℃时，需要通过红外加温法进行固化。此外在工作过程中必须保证环境温度小于60℃，同时湿度要在70%以下。在建筑构件的2m范围内不得使用水，同时不得在加固钢板上进行焊接工作，最后要做好钢板的防腐和防锈处理工作。

3.3微弯板加固施工技术

在对该桥梁的检测过程中发现，该桥梁的微弯板已出现了一定程度的损伤，大多数的损伤出现于板顶，甚至有些板顶的混凝土也出现了脱落。在本工程的实施过程中使用粘贴拱型预制方钢管对其进行加固处理。主要的施工技术如下：（1）处理混凝土构件的表面。根据相关规定和设计规定需要对粘合面进行打磨处理，清除混凝土的碳化层2～3mm，使接触面保持干净。（2）微弯型方钢管小梁的预制。首先需要取长度为1500m的钢管，该钢管的截面为80×40×4，半径为2.16m，将其做成与微弯板相同的圆弧状。将方钢管两侧折成直角状，同时焊接-5×1260×100 的钢板，此外，要在方钢管上间隔300mm的地方钻M20个孔，共7个，最终实现对微弯板的加固和处理。

4.结语

通过桥梁静载试验的检查，可以提出针对性的加固方案，为桥梁使用性能提供参考依据。事实证明，工字梁的粘钢抗剪加固、微弯板加固和碳纤维抗弯加固，不仅可以提高桥梁的抗裂性和受力性，而且还可以提高主梁的抗剪和抗弯承载力。该桥梁的加固方法为钢筋混凝土简支梁桥的加固施工技术提供了参考。

参考文献：

[1]浙江省公路管理局. JTG H10-2009 公路养护技术规范[S]. 北京：人民交通出版社，2009.

[2]刘山洪，刘毅.桥梁病害种类及处理方法[J].重庆交通大学学报（自然科学版）， 2008， 27（5）： 902-905.

[3]胡兆同，陈万春.桥梁通用构造及简支梁桥[M].北京：人民交通出版社， 2004.