預應力混凝土橋梁加固技術與檢測評定

高新學，劉明龍

(山東省交通工程監理咨詢有限公司，山東 濟南 250000)

0 引 言

預應力混凝土橋梁存在較多優點，在實際工程中應用較為廣泛，但是也會由于不同的原因造成橋梁病害的發生，所以對橋梁進行檢測和加固是必不可少的措施。對橋梁加強檢測力度，確定破壞形式及原因，根據病害對類型對及檢測結果對橋梁進行加固處理，為社會減少經濟損失。預應力混凝土自身存在一定優點如：剛度強，材質輕，有較強的抗裂性能，在我國橋梁建設過程中被廣泛應用。但橋梁一旦發生病害就存在影響正常使用的可能性，因此對橋梁進行檢測及加固變得尤為重要。

1 橋梁加固原則和方法

1.1 加固原則

橋梁在進行加固過程中應遵守一定的原則，具體原則如下。

(1)橋梁加固過程中應采用先進的技術，保證加固過程中施工簡單、安全可靠。

(2)根據橋梁類型和加固要求合理選擇加固方法。

(3)橋梁在進行加固前應進行受力狀態的推斷，通過橋梁結構所處的狀態合理選擇加固方法，避免產生不合理的加固方式，這樣可能會造成橋梁出現新的損傷或受力狀態發生改變，使橋梁加固問題變得更加復雜。

(4)橋梁在加固前應充分考慮會出現的狀況，加固時可以通過多種加固方法結合運用來分析，改變橋梁的內力狀態，達到加固補強的目的。

(5)橋梁在進行加固時，應對加固方案進行可行性的分析，保證該方案安全可行，不會造成環境、交通等其他方面的影響。

1.2 加固方法

橋梁加固的方法主要分為被動加固和主動加固。被動加固的具體加固方法是通過增加截面和粘貼鋼板兩種方法。增大截面法是通過在原結構的基礎上進行植筋，增大截面尺寸，提高結構的剛度及承載力，使新舊結構共同受力。粘貼鋼板的加固方法主要是通過增強橋梁結構的抗剪強度來提高整體穩定性。具體方式是在混凝土抗剪薄弱的部位粘貼鋼板，使新舊結構在鋼板的作用下共同受力，協調變形，這樣可以減少裂縫的產生，提高結構強度。該方法施工簡單、布置合理，適用于抗剪強度不夠的橋梁結構。粘貼纖維材料的施工方法和原理與粘貼鋼板類似，其特點是自身質量輕、強度高、有防水和提高抗剪強度的作用。

主動加固法主要包括預應力主動加固、改變結構體系。改變結構體系主要是通過將原結構中有效截面的內力減小來提高橋梁自身的承載能力。常用的方法有：在梁跨中增加斜撐的手段來使跨度減小、增加臨時輔助墩、體系轉換(簡支變連續)等，通過這種方式使原結構的受力體系發生變化，使橋梁的內力減小。

2 橋梁加固

2.1 粘貼鋼板加固

本文對預應力混凝土加固采用的技術是粘貼鋼板的方法。該方法進行前應先對裂縫進行封閉處理，然后將鋼板進行粘貼。已開裂預應力混凝土橋采用粘貼鋼板法加固時，一般都會先進行裂縫封閉，然后再粘貼鋼板。

通過受力分析可知未開裂截面、裂縫灌注處理截面等在不同情況下，受力變化存在較大差異，所以針對以上情況進行分析。

(1)未開裂截面

圖1 截面應力圖

當梁開裂后該截面處的應力為0，此時裂縫處的拉應力表現為σc

(2)裂縫處理截面

圖2 截面平均應變圖

裂縫沒有進行處理時，應變如圖2中所示，此時梁處于開裂狀態，拉應力主要有鋼筋提供。當對裂縫進行補膠處理后，該處發生應力重分布。當裂縫修補后，截面一直處于受壓狀態，將粘貼鋼板卸載時應力不會出現圖2中(b)的變化，而是從圖2中(c)開始。

2.2 檢測評定

本文中定義加固后(1)類構件特征為：在短期荷載效應組合下，正截面不出現拉應力。加固后部分預應力混凝土構件；在短期荷載效應組合下，正截面出現拉應力，當拉應力受限時，此時為加固后(2)類構件；當拉應力表現為大于極限值時，此時為加固后(3)類構件。

(1)應變測試

本文在進行應變測試時采用的方式是：在混凝土表層安裝應變計，具體操作如圖3所示。通過實際經驗可以分析得到：平均應變能在一定程度上反應截面真實應變。

圖3 應變測試圖

多個應變測點的平均值按下式計算

式中:ε平表示產生的平均應變；εi表示測試結果中各測點的應變；li表示各測點的標距；n表示測點數。

(2)加固前檢測

橋梁在加固前應對結構進行檢測，主要包括結構，表觀，材料等方面的檢測。在檢測過程中應注意混凝土裂縫的變化以及鋼筋的銹蝕等。導致混凝土產生裂縫的原因有很多，將這些裂縫大致分為兩類，一類是結構性裂縫，主要產生原因是外荷載的作用；一類是非結構性裂縫，主要是變形引起的。在進行檢測時，通過對裂縫分布和形狀的分析找到開裂原因，判斷構件的承載力是否滿足要求。

(3)加固監測

橋梁在加固過程中為保證安全和質量的目標，應加強對施工過程的監測。對加固材料、新增構件等進行檢測，采用螺栓固定時，確保位置的準確性。橋梁在加固過程中經常對橋梁進行加載、卸載，在該過程中應加強監控。

(4)加固后檢測

橋梁在完成加固后應對結構和材料等各方面進行全面的檢查，主要檢查對象是用于加固的材料，新增加的構件，如植筋等以及病害處理部位，如鋼板粘貼質量、混凝土缺損修補、裂縫修補情況等。通過對檢測后的橋梁做出綜合評定，保證加固后的技術安全以及技術狀況，針對以后類似病害提出相關建議。

3 結 語

對橋梁進行檢測和加固，是維持公路正常運行的有效措施。完善的橋梁加固前后檢測分析，可全面監測橋梁健康狀態，了解橋梁運營條件和質量衰退狀況，讓橋梁延長使用壽命。本文通過對預應力混凝土梁橋加固的分析得出以下結論。

(1)橋梁在加固過程中應遵循一定原則，該原則主要保證加固過程施工簡單，加固方法合理，加固方案具有可行性，對環境和交通不會造成過大影響。

(2)橋梁加固的方法按形式可以分為主動加固法和被動加固法，這兩種方法又可進行具體方法的劃分，實際工程中根據橋梁加固的自身條件選擇加固方法。

(3)本文通過應變測試可知平均應變在一定程度上反應真實應變情況；加固前檢測可以找到裂縫產生原因，初步判定構件承載力狀況；加固監測能夠保證施工質量；通過對檢測評定進行分析可知，加固后橋梁進行計算時應依據新的狀態進行。