橋梁加固應用中有關混凝土的預應力分析

摘 要：在公路建設中，橋梁的建設是其重要內容之一，隨著城市的發展，城市的交通情況越來越嚴峻，交通量的不斷增加，橋梁的負荷不斷加重，橋梁的承載力不足問題日益突出.由于橋梁的損害情況也不斷加重，原有橋梁的性能難以滿足現在日益加重的交通需求，影響了正常的交通。本文對橋梁加固應用中有關混凝土的預應力分析，通過對不同加固方法的探討，意在找出更適合橋梁加固的方法。

關鍵詞：橋梁加固 應用 混凝土 預應力分析

隨著日益加重的交通情況，橋梁的承載力出現了不足，橋梁的病害情況十分嚴重。一些立交橋由于受到重型車輛的碰撞導致結構受損，造成混凝土脫落的嚴重情況，橋內的主筋也容易造成彎曲、斷裂，嚴重危害了交通安全，這時對橋梁的加固工作十分重要。

一、預應力加固法

預應力加固法的方式即對預應力的整體或結構件利用額外的鋼拉桿進行加強、加固的一種方式。這樣的方式主要就是對后部拉桿與撐桿受力的增加，通過對內力分布原結構進行強行改變，降低水平應力結構，使一般結構里不發生原結構中的應力滯后現象。因此，后增加的部分與原結構二者之間具有較強的協同工作能力，與原結構的承載力相比，經過加固的原結構承載力更高。相對其他的加固方式，預應力的方式效果更為突出，具有三種作用即卸載、加固、改變結構內力，所以多應用于對大跨度結構的加固工作。尤其是當一般的加固方法不起作用或加固效果與預期有差距，不理想時，就可以應用預應力的加固法進行加固，而且在施工設計時這種方法的要求并不復雜，相對簡單，可以有效的提高梁的抗彎剛度，但同時也影響了上層的防水構造與樓蓋結構。由于結構的增加，也會產生縮小原有空間的不良影響，

二、截面加大

截面加大是在原結構的基礎上增加了承受面積，提高了橋梁的承載力。截面加大即根據原結構采用的鋼筋混凝土材料，選擇與其相同的材料進行截面加大，提高原結構承載力的一種方式。對于截面加大也有一定的要求，對基層結構的基本要求為：第一，原結構體系應堅實；第二，基層表面清潔；第三，基層表面應略顯粗糙。對新澆筑材料的要求：混凝土必須粘結性能好、收縮小。

截面加大的操作方法：第一，縱向剝離橋梁底鋼筋的保護層；第二，進行短鋼筋的焊接；第三，把新的受力鋼筋與短鋼筋焊接到一起。新增加的受力鋼筋與原有的鋼筋十分接近，而且是由短鋼筋連接而成，所以要求短鋼筋直徑大于5d，間距小于500mm。

對于混凝土的界面（四周邊框）加厚技術來說，在暴露地梁（橋梁暴漏在外面的部位）這一環節工程量較大，受到施工位置比較特殊這一條件的影響，其操作過程較為復雜，對原梁也必定會造成損傷。由于增大界面具有長時期的養護與工作量大的特征，所以不可避免的給生產、生活帶來不便。此外，對橋梁進行截面增大必然會改變橋梁的外觀，而且橋梁體積的增大也占用了一定的凈空間，所以也應該考慮這些問題的影響。這樣的施工方式相對工藝操作簡單，適應性較好、適用范圍比較廣，所以有很多的施工經驗，設計更為成熟。目前這種施工方式多用在對墻、梁以及柱子的加工中，同時也用于對一般結構的混凝土加固工作。在進行濕作業的處理時，受結構、材料、施工技術問題因素的影響，應用這種加固方式需要較長時間，所以該方式對板、墻、柱、梁以及一般構造物進行混凝土加固比較適用；但是存在濕作業時間長，影響人們的日常出行。

三、粘鋼加固法

應用粘鋼加固法，有利于優化混凝土的構建結構。針對上述條件需要，將粘貼鋼板應用在建筑結構中，確保提升建筑的承載力。混凝土結構優化，有利于提升其抗老化性能，優化其粘結力，為健全其強度體系提供有力保障，這一模式的彈性模量良好。由于受制于上述因素，其線膨脹系數不多，能夠保持彈性。鑒于其膠本身的高強度性，所以它比混凝土的粘結強度高很多。粘鋼加固法在構件外部的應用，極大的滿足了粘結劑應用的需要。現在對建筑的結構膠類型有了一定要求，在梁底應用粘貼鋼板，大大增強了這一類橋梁加固的有效性。同時，也必須對鋼板的固定設計模式進行不斷優化。混凝土的強度與鋼板本身存在的問題，易干擾射釘，對錨固的穩定性產生了影響，這樣就會引發鋼板剝落問題，增加了鋼板的翹曲程度。面對這樣的情況，必須進行及時解決，有關人員可以進行頭楔頂緊帶鋼配置，從而確保木架板優化的實現，此環節應用效果好，具有一定的經濟效益。

粘鋼加固技術的應用，有利于優化結構自身重量，有利于協調本結構與其他構件配置。粘鋼加固法施工效率高、現場無濕作業或是只有抹灰等的少量濕作業，大大降低了對日常生產、生活的影響，同時通過粘鋼加固技術進行的加固幾乎不會影響到原結構的凈空間、原結構的外觀，但是加固效果如何與膠粘工藝、操作水平有很大關系。粘鋼加固技術對在靜力作用下并處于正常的濕度環境中對受彎或者受拉構件進行加固更為適用。

四、粘FRP板加固法

該施工工藝的主要步驟即：第一，通過使用噴砂機對表面進行打磨，大概去除表面1毫米到2毫米左右的疏松層；第二，使用噴氣機對混凝土表面的碎屑、雜質進行清除；第三，按照一定比例將固化劑與環氧樹脂進行混合，將混合物均勻涂在FRP板板面與混凝土梁的表面之上，粘貼過程中要注意將出現的氣泡趕出并壓平；第四，粘貼之后，對粘貼面施以一定壓力，至完成粘貼劑的養護為止。這里的FRP板宜選2米到4米左右厚度的FRP板，其板長應與加固梁一樣的長度。從加固效果角度看，在抗彎加固時，可以將FRP板粘貼在橋梁的受拉面；在抗剪加固時，可以將FRP板粘貼在橋梁的側面與底面，從而形成一個U型加固方案，這樣有利于試件延性的提高。我們還可以通過對FRP板頂端進行錨固加強的方式，確保加固橋梁的FRP板和混凝土二者在使用時粘結完好。

一直到破壞以前，FRP板都會表現出一種線彈性的特征，它的力學性能、加固纖維種類二者與纖維排列方向之間存在一定關系，所以可以對纖維排列方向進行改變，從而使材料的強度在一定方向上獲得最大化。而FRP板纖維按照什么樣的方向進行布置，將會直接影響到其抗剪加固、抗彎加固的加固效果。

從在抗彎加固、抗剪加固時使用粘FRP板的試驗中，我們了解到：進行橋梁加固時，可以達到橋梁的受剪承載力以及受彎承載力二者同時提高的效果，所以抗剪加固與抗彎加固二者是存在一定聯系的。在結構加固時，需要針對具體情況，對結構的一個方面進行重點加固。

結束語

梁結構構件決定了橋梁的使用性能、橋梁的強度，如果其結構構件性能與交通對橋梁使用的需求之間不能一致，就應該進行橋梁的加固處理。由于不同橋梁的交通需求不同，應根據交通的實際情況選擇適當的加固方式進行加固。相對于其他方法，粘FRP板技術是更為有效的一種加固形式。通過對上述預應力方法的全面分析，了解了不同方法的特點、施工加固方式以及適用情況，有關人員可以根據當地的情況，進行適當選擇。

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