桥梁裂缝处理及加固技术应用
2015-09-07
1裂缝表面封闭修补法
（1）填缝：根据裂缝宽度分别用勾缝刀、抹子、刮刀等工具进行操作，所用灰浆通常采用1：2.5或1：3水泥砂浆，不得低于砌筑灰浆的强度。
（2）表面抹灰：是用水泥浆、水泥砂浆、环氧基液及环氧砂浆等材料涂抹在裂缝部位的砖石砌体或混凝土表面上的修补方法。
1）水泥砂浆涂抹：将裂缝附近的混凝土表面凿毛，使糙面平整并清洁，为使混凝土表面不能有流水，用纯水泥浆涂刷一层底浆，再将水泥砂浆一次或分几次抹完（应总厚度而定）。
2）环氧砂浆涂抹：①先在裂缝上口凿一V形槽并尽量平整；②用钢丝刷或竹刷清缝，并凿去浮渣；③在裂缝郊周涂一层环氧浆液；④嵌入环氧砂浆，用刮刀使其平面与原混凝土面齐平。
3）凿槽嵌补：是沿混凝土裂缝凿一条深槽，在槽内嵌补各种粘结材料，如环氧砂浆、沥青、甲基丙稀酸脂类化学补强剂（甲凝）等的修补方法，槽形根据裂缝位置和填补材料而定。
4）表面喷浆：采用无筋素喷浆、技网喷浆，或挂网喷浆结合凿槽嵌补等修补方法。喷浆的结构表层应仔细敲击，若发现剥离的部分应当敲碎并除去。为使喷涂层粘牢固，最好把裂缝凿成v形槽。喷浆以前先用水冲洗结构物表面，并在始喷浆之前先把基层湿润一下，然后开始喷浆。
2裂缝压力灌浆修补法
主要用于裂缝多且深入结构内部或结构有空隙的修补，按灌浆材料的不同分为二类：
（1）水泥灌浆：①.对修补部位裂缝再仔细检查一遍，以便确定修补数量、范围、钻孔孔眼位置及浆液数量；②.钻孔时，不得顺裂缝钻孔，孔深穿过裂缝面0.5cm以上（指墩台部分），孔眼开好须进行清孔，用大气泵吹干；③.浆液灌人砌体或混凝土中时，灌浆前应把裂缝和孔隙塞好，进行止浆或堵漏处理。
（2）化学灌浆：主要是防渗止水和加固补强，其施工要求：①.裂缝的检查及清理；②.钻眼埋嘴；③.嵌缝止浆。封闭严密程度是压浆补强成败的关键，其办法：可沿缝用人工或风镐凿成v型槽，宽度5～10cm，深3～5cm，并清除槽内松动的混凝土碎屑及粉尘，向槽内塞水泥砂浆。
3表面粘贴修补法
它是指用胶粘剂把玻璃布等材料粘贴在裂缝处混凝土上，既封闭裂缝，又提高结构的强度和刚度。（1）先将混凝土的表面凿毛，并冲洗干净，使表面无油污灰尘，若表面不平整，可先用环氧秒浆抹平；（2）粘贴时，先在粘贴面上均匀则一层环氧基液（不能有气泡产生），展开、抡直玻璃和放置并抹平使之紧贴在混凝土面上，再用刷子或其他工具在玻璃布上刷一遍，使环氧基液浸透玻璃布溢出，接着又在玻璃布上刷环氧基液；（3）按同样方法粘贴第二层玻璃布，但上层玻璃应比下层玻璃稍宽1～2cm，以便压边。
4桥梁外包混凝土加固法
它是通过增大构件的截面和配筋，以提高构件的强度、刚度、稳定性并减少裂缝宽度。对于梁桥、拱桥、刚架桥、墩台、基础等，在条件许可的情况下采用该方法加固。外包混凝土加固桥梁时，应满足以下要求：（1）新浇砼厚度≥40mm，用喷射砼≥50mm，用砼补强受压新砼的厚度≥150mm，且原砼表面应凿成凹凸深度>6mm的粗糙面；（2）配制砼的石子宜用坚硬耐久的碎石，其最大粒径≤20mm；（3）结合面的连结钢筋面积≥结合面面积的0.2%；（4）当采用钢筋补强时，纵向受力钢筋的直径≥Ф16，封闭式箍筋直径≥Ф10，U形箍筋直径宜与原有箍筋直径相同；（5）用型钢和钢板补强时，应将其和原结构的钢筋进行连结，或用锚栓与原结构链接，使参与原结构共同受力；（6）加固的受力钢筋与原构件的受力钢筋间的净距≤20mm，并用短筋焊接连接，箍筋采用封闭的或U形的箍筋。
5桥梁钢板粘贴加固法
由于交通量的增加，主梁承载力不足，或纵向主筋出现严重的锈蚀，或梁板桥的主梁出现严重横向裂缝，此时，用粘结剂及锚栓将钢板粘贴锚固在砼结构的受拉区或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板代替增设的补强钢筋，提高桥梁的承载能力与耐久性。其特点为：（1）不需要破坏被加固的原结构的外形；（2）施工工艺简单，施工质量易于控制；（3）施工工期短，较经济，是一种简便的加固方法；（4）不足之处是粘结剂的质量及耐久性是影响加固效果的主要因素。
6喷锚混凝土加固法
它是将锚筋折入待补强部位的结构内，挂设补强钢筋网，再喷射一定厚度的砼，形成与原结构共同受力的组合结构。通过高速喷射到已锚固好钢筋的受喷面上，凝结硬化后形成一种钢筋砼；砼在高速喷射时，水泥浆与集料的反复连续撞击使砼密实，喷锚砼与旧砼的粘结强度为0.7～2.8Mpa。近年来，钢纤维混凝土替代了传统的挂网喷射砼，为桥梁加固提供了更为方便和简捷的手段。掺入钢纤维后，除了砼的抗拉强度和主要由拉应力控制的抗弯、抗剪和抗扭等强度有明显的提高外，特别值得指出的是钢纤维混凝土的掺入大大提高了混凝土的韧性，将脆性的混凝土材料变为具有吸收变形能力的材料。喷锚砼加固旧桥应遵循以下原则：（1）恒载内力（包括新喷射的混凝土）应按原构件的截面进行计算；（2）活载内力则按加大后的组合截面计算内力；（3）使用极限状态仍按弹性理论进行内力或应力叠加计算；（4）强度验算按照喷射截面占原截面的比率；（5）进行加固前，对旧桥的原始情况以及病害原因，对旧桥的基本承载能力作出评估；（6）喷射混凝土与钢筋的强度等级，要高于原结构的强度等级。
7改变结构受力体系的加固法
它是通过改变桥梁结构受力体系，达到提高桥梁的承载能力的目的，以减少控制截面的内力为目的进行加固。就拱桥加固，通过体系转换法将单纯拱的受力状态改变为拱梁组合体系受力状态，即将拱上建筑变为梁式结构，拱梁组合体系受力状态较单纯拱更为均匀。改变结构体系加固常用的方法：（1）在简支梁下增设支架或桥墩；（2）把简支梁和简支梁加以连接，即简支梁结构改变为连续梁结构；（3）在梁下增设钢桁架等加劲或叠合梁；（4）在拱桥上增设钢梁等。 8体外预应力加固法
主要用于梁式桥（包括简支梁、悬臂梁、连续体系梁桥等）正常使用极限状态超限的结构，通过对旧桥施加体外预应力，能够达到减少或消除裂缝，减小梁体下挠，改善结构各截面应力状态的目的。其优点是：（1）在自重增加很小的情况下可大幅度改善和调整原结构的受力状况，提高结构刚度、抗裂性；（2）由于自重增加小，对墩台及基础受力状况影响很小，可节省对墩台及基础的加固，节省加固投资；（3）在不限制通车营运的情况下进行加固施工，有较好的社会效益；（4）预应力加固后使预应力永远保留。体外预应力加固旧桥的原理是通过在梁体外设钢质的拉杆或撑杆，并与被加固梁体锚固连接，在施加预应力，强迫后加拉杆受力，从而改变原结构内力分布，降低原结构应力水平，使结构承载力显著提高，且可减少结构变形，缩小裂缝宽度甚至闭合。因此，既适用于通行重车时的临时加固，也可作为提高桥梁承载力的永久加固措施。
9减轻拱上自重加固法
它是一种调整拱上恒载分布的手段，是为了恢复和提高原桥的承载能力。调整拱上恒载分布是针对主拱圈变形过大，通过调整拱上恒载的办法来调整拱轴线与压力线；采用减轻拱上建筑的自重，则主要是针对某些双曲拱桥的基础承载能力较低，通过这一措施降低对基础承载力的要求。其方法：（1）降低桥面标高，减少以至取消拱上填料，或使用轻质拱上填料；（2）将腹拱的重力式横墙挖空，或改建为钢筋混凝土立柱；（3）用预制的钢筋混凝土微弯板、空心板等轻型桥面取代笨重的腹拱体系；（4）采用钢筋混凝土刚架或桁架式拱上建筑。
10桥面补强层加固法
在梁顶上先凿除旧桥面，加铺一层钢筋混凝土层，使其与原有主梁形成整体，增大主梁有效高度和抗压截面强度，改善桥梁荷载横向分布能力，从而提高桥梁的承载能力的目的。
总之，在旧桥加固改造工程中，尽管每座旧桥梁的情况不相同，具有各自不同的特点，但也存在一定的共性。我们应遵循桥梁加固、改造工作的共性，既要借鉴《混凝土结构加固技术规范》，又要结合具体桥梁的特殊性，在实践中发挥积极性和作出创造性，不断进取和探索，采用最先进技术和材料，在旧桥利用、加固、改造中，创造和总结出多种切实可行的方法，使旧桥继续发挥固有的使用功能。
