浅谈高速公路预应力连续梁桥加固
1、工程概况
某高速公路大桥于2000年9月竣工，上下行方向分离，上部结构为三联（4×30m+5×40m+4×30m）等截面单箱单室预应力混凝土连续箱梁，桥面）争宽为2×净一11．5m，该桥全长452．8m， 桥面2%横坡由箱梁混凝土顶板调坡形成，下部结构为独柱式墩、肋式台和钻孔灌注桩基础。
在桥梁健康状况定期检查中发现该桥在东半幅第一、二联出现较严重的病害，主要表现在底板、顶板出现横向裂缝（见图1），箱梁腹板在预应力锚固区附近、跨中、支座两端也出现了斜向裂缝（见图2），且部分裂缝已经贯通：幅第三联病害程度较轻。鉴于运营阶段上述存在的病害情况，管理单位非常重视，及时委托有资质的检测单位又寸该桥进行了特检，检测结果建议尽快对该桥进行加固处理。
2、加固方案
本桥加固根据专家意见和验算结果，针对不同病害情况采用以下方案进行综合治理， 以恢复本桥的整体工作性能和承载能力，提高整体安全性。
2．1对于箱梁大于0．15mm的裂缝，采取化学浆液压力灌缝补强技术处理，保护涂料进行混凝土表面封缝处理。
2．2顶板下表面采用横向粘贴两层碳纤维布，碳纤维布延伸至承托导角部位，在承托表面错开交错设置碳纤维片材的断头。
2．3腹板内、外侧锚固区粘贴碳两侧纤维片材，碳纤维片材的主纤维方向尽可能与裂缝垂直。
2．4横向裂缝发生在底板梁体拉断裂的部位，在板底上、下缘表面采用。
3、施工要点
3．1裂缝修补
3．1．1裂缝处理
根据混凝土裂缝的性质（包括其长、宽、深度、贯穿走向及渗漏水情况）进行裂缝的清理，又寸于较浅的裂缝用钢丝刷清除表面松散层、灰尘污物后用空压机压缩空气将其附着的粉尘吹除干净，最后用棉纱浸丙酮擦洗后待封缝灌浆补强；对于较深的裂缝采用人工凿或用机械切成“v”型槽，其深度和宽度视其具体情况而定；对于不太深的表面裂缝可采用骑缝钻孔， 孔径lOmm， 孔深10cm， 间距50cm左右，孔内埋设灌浆管和阻塞器；对于深缝、走向不规则的裂缝，必须加钻斜孔以构成较多的灌浆通路，孔径10mm，孔深为缝深的三分之一左右。16mm对拉螺栓筋、粘贴钢板进行加固补强，其余部分采用纵向满贴一层碳纤维布（碳纤维布要伸进钢板20cm），底板上缘表面钢板厚8mm，下缘表面钢板厚12mm。
3．1．2封缝
对于细小的裂缝可用环氧树脂浆液贴脱脂玻璃丝布直接封缝，已凿成“v”型槽的裂缝可用环氧树脂浆液和水泥砂浆配合封缝。
3．1．3灌注
裂缝灌注采用化学浆液压力注浆，灌注化学浆液之前，应先通过预埋的灌浆管和阻塞器用压缩空气检查封缝的密封性效果检查，对有漏气的地方注上记号并重新封缝和密封检查。
化学注浆液要根据裂缝的性质和施工气温选择合适的浆液配方。压浆顺序从低位灌浆管向高位依次进行，压浆过程中要保证与压浆口相邻的高位灌浆管冒浆时方可关闭阻塞器阀门，并继续压浆，至终压压力不小于0．2Mp稳压3m后关闭阻塞器阀门， 换下一个灌浆管， 依次重复进行，直至整条裂缝压满。
3．1．4封口
压浆结束后及时关闭阻塞器阀门，浆液初凝后可取出灌浆管和阻塞器重复使用，对应的骑缝孔使用环氧砂浆封口。
3．2植锚栓筋
3．2．1钻孔前应使用钢筋探测仪对原混凝土结构进行无损探测，以测定非预应力钢筋和预应力钢筋的位置，不至于在钻孔过程中损害原有的钢筋。钻孔应确保孔表面有足够的粗糙度，并清理干净孔内灰尘，其孔径要比钢筋直径大4mm以上。
3．2．2植筋胶应从孔的底部开始注射，直至填满孔深的2/3。
3．3粘贴钢板
3．3．1粘贴的钢板锚孔预留要根据现场所植锚栓筋和对夹螺栓筋的位置进行精确放样，并又寸粘贴面用丙酮擦净使其表面露出金属光泽。
3．3．2粘贴钢板前要先对粘贴部位混凝土表面进行凿毛处理，再用钢丝刷或压缩空气清除浮尘，并对混凝土表面的凹凸部位进行修补， 以确保粘贴钢板后混凝土和钢板之间不出现空洞，粘贴前要用丙酮擦洗一遍。
3．3．3粘结胶的涂刷：在粘贴钢板之前，应在钢板的表面均匀涂刷一层厚度约为2mm的粘结胶，然后将钢板准确粘贴在加固区混凝土表面， 并使多余的胶液沿钢板边缘挤出。
3．3．4粘贴钢板的加压：粘贴在混凝土表面的钢板通过植入混凝土上的锚栓和又寸夹螺栓上的螺母进行加压，加压应在钢板粘贴后立即进行，并且保证钢板上各点螺栓的加压要均匀。
3．4粘贴碳纤维布
3．4．1本工程采用300g/m 的高强碳纤维布，环氧胶液的配比为：环氧树脂：邻苯二甲酸、二丁脂：甲苯：乙二胺= 1：0．08：0．06：0．1。
3．4．2碳纤维布应按顺序依次粘贴于工作面，并用手轻压，采用专业8g；B泡辊顺纤维方向从中间向两边或沿一边多次辊压，挤出气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布。
3．4．3粘贴的混凝土表面应打磨平整，除净表面浮尘和油污，露出混凝土结构新面，转角粘贴处应进行导角处理并打磨成圆弧，圆弧半径不小于20mm，对于混凝土表面凹陷部位应用找补材料填补平整。
4、结语
本桥加固完工后（外观见下图），为检验其加固补强的效果，在开放交通之前进行了荷载试验检测。根据实测结果，结构现有状况能够满足设计、规范和使用要求，钢板表面应变与相邻测区混凝土表面应变较接近，说明粘贴钢板能够很好地参与到混凝土结构受力中。本桥的加固处理总体上达到了预期的效果，对今后同类桥梁的加固具有指导意义。
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