浅析路桥施工中加固技术及设计方案
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【摘要】随着经济的快速发展，同一时间经过一座桥梁的车流量越来越大，由此对现代桥梁的承载力提出了新的要求。随着时间的延续，一座桥梁必然会有磨损，新建桥梁将会需要花费大量的资金、人力、物力，还会拖延较长的时间。由此看来，对原有桥梁进行加固才是切实可行的办法。本文将对路桥施工中的加固技术和设计方案进行简要分析。
【关键词】加固技术；体外预应力；碳纤维；化学植筋
桥梁是公路交通的重要组成部分，其工程质量直接关系到公共交通的顺畅和广大人民的实际利益。加固现有桥梁，不但可以延长桥梁的使用寿命，还可以加大桥梁的承载力度，况且只需要少量的资金和人力投入，使桥梁能快速满足公共交通的需求，为国家带来巨大的经济和社会效益。目前国内路桥工程的加固技术主要有：增大截面与配筋加固法、体外预应力加固法、粘贴钢板或碳纤维加固法、化学植筋加固法、喷射混凝土加固法。本文针对体外预应力加固法、粘贴碳纤维加固法和化学植筋加固法的加固技术和设计方案进行分析。
1 体外预应力加固技术及设计方案
1.1 加固原理
预应力加固法是以钢绞线、粗钢筋、高强钢丝等为材料，以梁身为锚固体，采用外加预应力的钢拉杆对构件结构进行加固。由于张拉对梁体产生偏心压力，在此偏心预应力作用下，使梁体产生向上的力，从而抵消了部分自重应力，减小了结构变形和裂缝宽度，降低了被加固构件的应力水平，大幅度地提高了结构承载力。
1.2 体外预应力加固法优点
1.2.1 原结构可继续使用，施工工艺简单、进度快，所需工序少；基本不改变原结构，工作量小，因此可以最大程度缩短工期。
1.2.2 不增加自重，不降低结构使用功能。体外预应力束基本不占用结构空间，所以不会因为有预留孔而减小结构的承载能力。
1.2.3 工程质量更有保证。体外预应力束是在工厂生产的，质量比现场加工的预应力粗钢筋稳定；张拉过程中，工作人员可以精确控制和调整钢绞线应力。
1.2.4 后期维护方便。投入使用后，工作人员可以随时检查腐蚀情况，随时检测预应力束，及时掌握相应数据，保证在必要时可以及时更换。
1.3 体外预应力加固技术的设计方案
1.3.1 外部预应力钢索加固法。外部预应力钢索加固一般采用预应力钢丝束或钢绞线，沿梁肋侧面按某种线形设置，通过张拉实现体外预应力。梁底设置若干定位装置，以保证钢索线形并固定其位置口。钢索锚固于梁两端，预应力钢索通常套以保护管，或待张拉锚固后用混凝土包裹，以防锈蚀。
1.3.2 下撑式预应力拉杆加固法。下撑式预应力拉杆加固法有直线式、折线式和混合式等设置形式，直线式拉杆加固法适用于下弦杆抗拉承载力不足的桁架和正截面抗弯承载力不足的梁；折线式拉杆适用于正截面抗弯与斜截面抗剪承载力都不足的梁和跨中端腹杆和下弦杆抗拉承载力不足的桁架；混合式拉杆适用于正截面抗弯承载力不足，但斜截面抗剪承载力不足的梁和下弦杆承载力较端腹杆承载力更不足的桁架。
2 粘贴碳纤维加固技术及设计方案
2.1 加固原理
用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴将碳纤维粘贴在桥梁混凝土构件的表面，树脂凝固后与原构件形成一个新的受力体，力学性能相比原来得到了很大提高。
2.2 碳纤维材料的优点
2.2.1 碳纤维布的质量轻，设计厚度较薄，基本不增加结构的自重和改变截面外形，因而可操做性强，操作空间要求宽松。
2.2.2 碳纤维具有高强、高效的力学性能。
2.2.3 可适应不同构件形状，能有效地封闭混凝土的裂缝。可根据需要对桥梁的斜、弯及异型结构进行补强，大大降低施工难度，减少施工成本。
2.2.4 施工简便，无需钻孔及开凿，避免对原结构造成新的损害。
2.2.5 有良好的耐久性、耐腐蚀性，寿命较长，养护工作也非常方便。
2.3 粘贴碳纤维加固技术的设计方案
具体内容如下：面层处理，将混凝土表面的风化层完全清除，然后用水洗净，使其充分干燥；底层涂料，当气温低于5℃，或湿度较大时不能施工。选用合适的底层涂料，施工现场空气应充分流通，严禁烟火；粘贴碳纤维片材，加固后的混凝土结构，使用温度通常应低于60℃。纤维贴片按照设计的尺寸裁好，长度在2米以内最适当，只做出能使用的数量即可。可以指触确认施工面底漆的干燥程度，施工结束一周以后，用砂轮机磨平。将环氧树脂和硬化剂依规定的配比放于拌合桶中，用电动搅拌机使其均匀混合。涂抹量因施工面的粗糙程度而异，转角部分要多涂。
3 化学植筋加固技术及设计方案
3.1 加固原理
化学植筋是在已有的混凝土构件上按合适的直径和标准要求深度钻孔，采用专用植筋胶，利用其锁键原理和粘结使钢筋与原混凝土粘接牢固，使作用在植筋上的拉力通过化学粘接剂向混凝土传递，从而形成一个受力体。
3.2 化学植筋加固法优点
3.2.1 设计灵活，可以在混凝土结构的大多数地方依据结构受力情况设计植筋的数量和规格。
3.2.2 可靠性比预埋件好，在钢筋混凝土结构可能与其他结构连接的地方均预留预埋件，但位置不易确定，而植筋具有灵活性，且具有和预埋件同样地可靠度。
3.2.3 比一般的铆、焊方法相比受力均匀，材料不会产生应力集中现象。
3.2.4 耐疲劳性好，承载力大，按标准规范计算施工就能完全满足承载力的要求。
3.2.5 工艺简单，钻孔直径、深度范围广，可大大缩短工期，一般钢筋工就可操作，相对其他方法经济。
3.2.6 抗高温，可近距离焊接施工。
3.3 化学植筋加固技术设计方案
具体内容如下：对修补部位的裂缝情况进行详细的检查、记录；钻眼埋嘴，嘴子要弄适当的尺寸，尽可能降低其自重，防止因贴不牢而坠落，宽缝少布嘴，窄缝密布嘴，断缝交错处单独设嘴；嵌缝止浆，当嘴子埋贴后，要把其余裂缝全部封闭，进行嵌缝或堵漏处理；压水或压气试验，检查裂缝的封闭及嘴子的通畅情况；往裂缝里灌注化学浆液，依据裂缝病态及施工条件的不同，可采用手压泵灌注或灌浆注射器灌注两种方法。
4 结论：
总之，在实际的路桥施工过程中，应根据桥梁的实际情况，综合考虑技术、经济、施工环境等多方面的因素，可采用两种或多种加固技术的结合的方法，制作出最佳的加固技术方案。随着科技的发展，还将不断推出桥梁加固的新材料、 新技术和新工艺，并不断完善现有的桥梁加固技术。
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