混凝土结构桥梁加固技术应用探究

混凝土结构桥梁加固技术应用探究

高贺松石青

山东磐石公路工程有限公司山东曹县274400

摘要：桥梁加固技术的应用能够有效延长桥梁的使用年限、增加桥梁的承载力、提升桥梁的使用安全性，因此具备极强的现实意义。本文从混凝土结构桥梁的发展现状出发讨论，分析了混凝土结构桥梁的安全评估及加固准则，并就混凝土结构桥梁补强加固的方法进行了探讨，希望能够为桥梁加固相关者提供帮助，全面提升我国混凝土结构桥梁质量、发展我国的桥梁加固技术。

关键词：混凝土结构；桥梁；加固技术；安全性

1.混凝土结构桥梁的发展现状

随着时代的不断发展，我国的经济实现了飞速的发展。经济的发展为我国交通事业的发展提供了原动力。近年来，我国交通事业发展迅猛，尤其是高速公路事业的发展取得了令世人瞩目的成就。伴随着交通运输事业的日益繁荣，我国高速公路上行驶的大型车辆数量也在不断激增。车辆的增加加速了桥梁的老化速度，很多桥梁在频繁使用过程中严重损坏，承载力与安全系数也急剧下降。桥梁老化是一个不可避免的过程，然而就现阶段我国的实际情况而言，将老化桥梁全部拆除、重建需要花费大量的时间和资金，并不实际。也因此，桥梁加固成为了提高桥梁使用寿命、增加桥梁使用性能的最主要的办法，而令人可喜的是，混凝土结构桥梁加固技术的应用现已取得了非常好的效果。

2.混凝土结构桥梁的安全评估及加固准则

桥梁加固技术的应用能够有效延长桥梁的使用年限、增加桥梁的承载力、提升桥梁的使用安全性，因此具备极强的现实意义。在应用桥梁加固技术加固桥梁之前，施工者需要全面地考虑桥梁的实际情况（损毁程度、桥梁所处环境等），科学地评估桥梁的承载需求，认真地研究桥梁的损伤程度，准确的判断桥梁的安全性、持久性以及承载力。持久性的判断，需要考虑的因素非常的众多，如桥梁的损伤情况，桥梁结构的施工缺陷、施工使用材料的优劣以及桥梁四周的环境等都不能被忽略，只有全方位的考虑上述因素，才能够准确地判断桥梁的使用年限。至于安全性和承载力的评判，现阶段我国主要采用测量和计算相结合的方法。混凝土结构桥梁的加固准则主要有二：第一，必须严格遵循极限承载力，恒载应力，组合应力原则。第二，积极、准确获得桥梁结构数据，以便为后续的桥梁加固提供参考依据。

3.混凝土结构桥梁补强加固方法

3.1常用的维修加固方法

3.1.1增加截面加固法

增加截面加固法也就是我们通常意义上所说的外包钢筋混凝土面层法。此法主要有两种形式：一种是增加桥面板厚度，另一种是增加主梁梁肋的宽度和高度。因为操作方法比较简单，也因此是混凝土结构桥梁补强加固过程中比较常使用的一种维修、加固办法。

3.1.2粘贴钢板加固法

此法的原理是加固桥梁结构，利用连接物使钢板与混凝土连接起来。最大的优势是施工速度快，不破坏桥梁原本的结构外形美，更不会影响桥梁周边居民的正常生产、生活。当然，此法也并不是没有局限性，因为连接物大多使用胶体等物质，因此，张贴效果与胶粘工艺的操作水平以及胶体质量等选择等关系密切，想要保证拥有较好的粘贴加固效果，必须保证桥梁的受弯或受拉构件与桥梁的实际承受静荷载相匹配。

3.1.3粘贴碳纤维加固法

粘贴碳纤维加固法利用树脂固定混凝土结构受拉表面和碳纤维，在有效降低钢筋应力的同时，将桥梁结构与碳纤维连接起来，形成新的受力整体。如此一来，原本需要由桥梁表面承担的荷载就被分配到了钢筋和碳纤维上，桥梁也因此具备了更强的承载力。此方法的优点在于施工简便，因为桥梁的重量不会发生巨大变化，因此也不会给桥梁带来压力。由于桥梁的尺寸等等也未发生改变，因此桥梁的原结构稳定性不会发生较大改变，在实际应用中，为了保证粘贴效果还可以采用多层粘贴方法进行补强。当然，粘贴碳纤维加固法也有其弊端，因为环氧树脂属于化学材料，有其自身的特有属性，如当温度高于60℃，弹性模量和强度比值过低时，环氧树脂就会发生软化问题，进而影响桥梁的粘贴效果。

3.1.4体外植筋法

体外植筋法能够在桥梁的原构件上增加预应力，进而有效提高桥梁的负荷，增加桥梁的使用寿命。体外植筋法的优势在于施工时间短、施工方便，不影响桥梁的正常使用。缺点在于修补过后需要较高的养护费用定期修护，桥梁原本的横隔板、腹板质量必须达到一定的水平，否则将不能采取这种方式。

3.2新的维修加固技术

3.2.1纤维增强复合材料

从某种程度上来说，纤维增强复合材料法与传统的粘钢加固方法有着非常大的相似性，可以被认为是传统的粘钢加固方法的升华，有五大优势：第一，不易受电化学腐蚀影响。因为纤维增强复合材料有着强的防盐酸碱腐蚀性能，损毁难度较大，也因此不需要过高的后续维修成本。第二，纤维增强复合材料对桥梁所处的环境以及桥梁所要被修补的部位并没有太高的要求。第三，纤维增强复合材料运输方便、操作简单，没有过高的操作空间要求，因此施工速度迅速，施工所需的成本也非常的低。第四，纤维增强复合材料的纤维丝束直径非常小，弯曲刚度也非常的低，可以以连续长度生产、成卷运送，粘粘过程中也可以进行砌底，因而接口问题得以有效防止。第五，纤维增强复合材料是一种具备极好抗徐变、抗疲劳性能的新材料，能够全方位改善被加固结构的性能。

3.2.2桥梁加固中的预应力应用

从预应力角度出发的桥梁加固主要有三种形式：第一，体外预应力法。此法利用在桥梁外部放置具备强防腐蚀能力的预应力筋，提升梁体的预应力，减小桥梁外部荷载产生的内力，有效地提高桥梁的承受能力，改善桥梁的使用功能。第二，建立粘结预应力加固体系。此法能够将被加固桥梁与应力筋形成有机整体，进而提高桥梁的加固效果。第三，建立预应力高强复合纤维加固体系。此方法可以有效解决预应力纤维布的锚固和张拉问题，利用锚固粘贴在梁体外部货箱内的高强复合纤维布条增加梁体的预应力。值得一提的是，此技术现阶段仍不太成熟，学者们仍然在进行相关的研究。

3.2.3植筋加固桥面技术

植筋技术的优势是能够提高旧桥资源的利用率，有效降低桥梁修建投入成本，增加桥梁的稳定性。植筋技术的缺点是计算过程复杂（计算桥面的新厚度、确定厚度是否匹配承载范围等），尤其需要注意的是植筋点选择问题，既不能与桥梁原有的钢筋相撞，还要与原有钢筋保持一定的距离，如此才能够保证后续施工的准确性，也才能够保证加固的最终效果。

3.2.4直接喷涂法

直接喷涂法利用在桥梁表面喷涂聚合物方式加固桥梁，主要针对的是发生化学变化的混凝土结构桥梁。此方法最大的优势在于操作简单，加固效果良好，能够有效地遏制桥梁裂缝的继续扩大。

4.结束语

综上所述，在混凝土结构桥梁中应用加固技术可以有效提升桥梁的承载力、耐久性和结构性，使桥梁更好的匹配设计与使用标准，因而获得更高的经济效益与社会效益。现阶段，可用于混凝土结构桥梁加固的技术种类非常多样，但是在具体应用的过程中，施工人员需要充分的考虑桥梁的实际情况，科学的选择最佳的加固技术，并严格按照相关规定落实固施工步骤，从细节角度出发严把施工关。相信通过相关人士的不断努力，我国的桥梁使用寿命一定会延长，桥梁的使用安全性与可靠性也一定能够有效提升，我国的交通事业的健康、长期发展也一定能够获得更加强有力的保障。

参考文献：

[1]裴鹏宇．混凝土桥梁病害分析与体外预应力加固技术应用研究[D].天津大学，2014．

[2]李云岭．浅析混凝土结构桥梁检测加固技术的应用[J]．低碳世界，2016，23:183-184．