时间：2023-03-28 15:17:43
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇桥梁加固论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
河南省鹤壁市的公路旧桥一般都具有一个通性:荷载等级低、使用年限长的特点。从技术资料分析,大多数桥梁是三不知:①不知基底地质;②不知基础深度;③不知隐蔽部分的尺寸。从桥梁技术状况分析,由于河床屡遭洪水冲刷,河床底部加深,桥梁墩台基础外露、冲空,产生不均匀沉降,导致桥台、拱圈产生附加应力而出现开裂,有的甚至出现开合现象;有的桥梁由于桥台较高,受行车及台后土压力的作用,桥台出现开裂、凸肚等病害;桥面混凝土铺装层由于使用时间长加之重车作用,导致开裂、剥落等病害。按桥梁技术状况来评定大多属三类桥梁。随着鹤壁市国民经济的发展和市重点工程的建设,目前鹤壁市的公路桥梁所承受的负荷主要有3个特点:
①交通量不断增大;②重型车辆增加及超载现象严重;③超限运输的出现和增加。按现在桥梁和运输状况,桥梁的承载能力和通过的车辆荷载是公路与运输的矛盾之一。旧桥加固,提高旧桥的承载能力,确保交通运输的安全是目前和今后面临的任务。本文按桥梁的组成部分介绍桥梁的加固方法。
一、塞缝灌浆
塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍,产生裂缝的原因很多,也很复杂。结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,也就意味着受力有效截面变小,结构应力增大,承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满,使力的作用、传递尽可能恢复到原状态。
塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。通常水泥(砂)浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥(砂)浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,粘结性好;环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。
塞缝灌浆的通常做法是:先用1:1水泥砂浆勾缝,勾缝时须预留直径约6-8mm的灌浆孔,孔距视裂缝宽度而定,缝宽处孔距为0.6-1.0m,缝小处孔距为0.4-0.6m。待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小,用环氧树脂勾缝,凡大于0.2mm的裂缝都要留孔灌浆,孔距一般为0.25-0.30m,灌浆方法与灌水泥浆大致相同。在公路旧桥加固中,塞缝灌浆是综合处治的方法之一,用得比较普遍,通过试载及使用观察,效果较好。
二、上部结构改建
在调查研究旧桥的基础上,经过技术、经济比较,采用充分利用原桥进行拼宽,利用桥台将拱式结构改为板式结构的加固方法,使其满足超限运输要求。
(一)拼宽原桥
对验算不能满足超限运输要求的旧桥,经技术经济比较后,按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁,以确保超限运输安全。
(二)利用原桥台改拱式结构为板式结构
对于小跨径石拱桥,由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降,致使拱圈开裂,降低承载能力,可采用此办法。
三、旧桥下部结构加固
桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、凸肚,翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小,水流不大的石拱桥,我们采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。
四、旧桥基础加固
桥梁基础特别是天然地基上的浅基础,由于埋置深度较浅,易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道,导致桥台基础冲空,引道被毁。桥梁地基局部软弱,致使桥台发生不均匀沉降,引起桥台开裂等。针对以上病害,我们采取对河床用浆砌片石进行铺砌,上游河床设置丁坝,打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。
对于跨径较小的桥梁,由于河水改道,洪水直接冲刷桥台基础,导致基础冲空甚至掉脚,可采取在桥跨范围内满铺15号片石混凝土的方法进行加固,铺砌厚度为30cm,铺砌两端设置截水墙,截水墙的深度为1m,宽度为0.6m。采用该法共加固桥涵8座。对于桥梁上游河床变迁、水流改道,洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道,导致桥台基础冲空、引道被毁的桥梁,采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物,将河水导入主河道。
五、桥面铺装层的加固
桥面铺装层开裂或剥离等病害,对于钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀,减弱桥梁的横向整体性;对于石拱桥,由于桥面雨水下渗,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出现渗水现象等;同时由于桥面铺装层的破损,引起桥面平整度差,车辆通行时,使桥梁产生震动,对桥梁产生不利影响,同时又加重了桥面铺装层的病害。根据桥梁的具体情况,采用不同的加固方法,对于使用年限长、破损严重的采用拆除、修复的加固方案。而对于病害较轻,使用年限短,且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害,在不降低设计荷载标准的前提下可采用加铺沥青碎石层的方案。
六、公路旧桥的管理
加强公路旧桥的管理,并进行维修和加固,使其处于正常的工作状态,充分发挥旧桥的作用,是公路管理部门的一项主要任务。对于旧桥的超限运输管理工作具有工期短、要求高、工程量较小、前期工作量大等特点,公路超限运输一般是为国家或省的重点建设工程服务,我们的经验是:
对于经常过大件的路段,桥梁进行重点检查和管理,收集原始档案材料,掌握其动态;在施工中注意抓重点、制约工程;重视加固工程中原始资料的收集和整理工作,为今后的加固工程积累经验;充分调动基层单位的积极性,正确处理责、权、利的关系。
笔者认为公路旧桥的维修加固同样属于桥梁工程,不能重建轻养,旧桥的加固比新建还难,因为旧桥的维修加固,没有现成的规范,更没有可供使用的标准图,桥梁的病害又错综复杂,病害原因难以确定,因此,应充分重视公路旧桥的管理工作,加大资金投入,使其保持良好的工作状态,确保公路运输的安全。
目前制约旧桥加固工作的主要因素是资金问题,在养路资金紧缺的情况下,投入到旧桥加固上的资金更加有限,为此建议采用以下办法逐步解决:(1)公路局应加大对大中型桥梁加固资金的投入,并将属于危桥的小桥纳入这个范围,集中资金重点解决危桥的加固;(2)对于桥梁的小修保养,应纳入公路小修保养议标中,特别是实行养路工程费制后,可将各县(区)局管养的桥梁编入小修保养工程量清单内,对道班不能承担的项目可安排有专业资质的工程队施工,公路局加强检查和考核。
参考文献:
1.蒙云.桥梁加固与改造.重庆:重庆大学出版社,1989.1
Ren Zhenhua
（Shanxi Yuncheng Road & Bridge Co.，Ltd.，Yuncheng 044000，China）
摘要：随着我国经济的不断发展，对公路、铁路运输的要求的也越来越高，而这其中，桥梁技术是非常重要的环节。我国的桥梁技术自上个世纪八十年代以来，发展较为迅速，但是对桥梁的保养、维护、维修、加固技术的发展则比较缓慢，进度也相对滞后，这是目前我国公路桥梁发展的主要技术缺陷。本文重要探讨与研究如何使用碳纤维加固技术，使桥梁施工更加稳固。
Abstract： With the development of China's economy, the requirement of highway and railway transportation. Bridge technology is an important link. From 1980s, China's bridge technology develops rapidly. But service, maintenance and repair and reinforcement technology, the main technological defect of China's highway and bridge, develops slower. This paper mainly discussed how to use techniques of reinforcing bridge with carbon fiber.
关键词：碳纤维 加固桥梁
Key words： carbon fiber；reinforce bridg
中图分类号：U44文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）19-0068-01
0引言
随着国民经济的不断发展，公路桥梁的建筑也越来越受到高度的关注，因为公路桥梁的建筑不仅关系物流的四通八达，也关系着人民的生命财产安全。就目前的情况而言，我国的公路桥梁建筑没什么大问题，但是在桥梁的保养、维修、加固及技术改造方面仍然有所欠缺，尤其是加固技术需要技术人员进一步的加强与改良。
1材料及其性能
将碳纤维材料用于混凝土结构建筑，加强建筑结构的加固修复，是近几年来新开发的一项技术，这项新技术的优点在于，他利用浸渍树脂，将碳纤维材料制成的补助构件，沿着受损混凝土构件的受力方向，亦或是垂直于受损构件的受力方向，牢牢粘贴在受损构件之上，因为碳纤维材料优秀的韧性，使之与构件充分结合在一起，共同工作，发挥作用，从而有效的起到对混凝土构件的加固加强。
在桥梁加固施工中，通常使用两种碳纤维材料，分别是碳纤维复合材料包括碳纤维布和粘接材料，下面我们来做一个简单的介绍：①碳纤维布，碳纤维布是目前桥梁加固技术中运用最为广泛的材料，碳纤维布弹性好，不易被拉扯断，强度高，可以承受受损构件带来的巨大压力，韧性好，可以有效弥补受损构件的功能，同时，单根纤维间强度变化小、在制造与处理过程中强度稳定并保持不变。②粘接材料，粘接材料的功能就是将碳纤维与受损的混凝土构件连接在一起，具有一个纽带的作用。所以，粘接材料是碳纤维与受损构件是否能够连接在一起的重要关键点，也是两者传力途径中的薄弱环节，因此，粘接材料应当具有足够的刚度与强度以及韧性，才能够有效保障碳纤维与受损混凝土构件之间的剪力的传递，也不会因为混凝土构件的开裂从而导致脆性粘接的破坏。
2碳纤维加固的主要特点
作为一种新型的高效桥梁加固技术，碳纤维加固技术具有以下的几个特点：①使用碳纤维加固与其它加固方法比较，碳纤维布加固技术因为碳纤维独特的强度与韧性不会再增加构件的承载压力，也不会进一步的扩大断面的尺寸，进一步说，碳纤维加固技术不会影响整座桥梁的结构外观，也不会减小桥下空间。②碳纤维加固技术施工十分简单，技术也并不复杂，所以不需要使用大型设备，而施工的工期也比较短，施工过程中，可以不受空间的限制，在碳纤维与受损构件的连接时，因为碳纤维布本身的柔性特点，所以碳纤维布可以与任何一种形状的受损构件进行连接，对其进行加固，成型非常方便。③在进行碳纤维布加固时，依据碳纤维布本身的刚度与强度，再通过环氧树脂等粘结材料与受损混凝土构件进行有效的粘结，从而不需要再额外设置锚栓或者是凿开混凝土，所以不会损伤原有完好的构件。④在进行碳纤维布加固时，由于碳纤维布本身柔性很好的特点，当他粘贴在受损混凝土构件表面的时候，能够有效封闭并连接受损混凝土构件表面的裂缝，并能强力约束混凝土结构裂缝的生成，阻止裂缝的进一步扩展。⑤在加固时，由于受损构件的老化，可能使用的碳纤维布也许不止一次，但是碳纤维布能够在同一个部位不断缠绕、重叠、粘贴，从而充分的满足构件的补强要求，将加固的效果达到最佳。
3碳纤维加固技术的计算
虽然碳纤维加固技术有诸多优点，但是在施工时也不能有半点马虎，必须经过严格周详的计算，才能够进行施工。
①碳纤维布虽然柔韧性极好，但也仅仅能在活载作用下承担一部分承载压力，所以，在施工前的计算时，应当根据相应的弹性模式比值，并且按照极限应力法来计算碳纤维布的应力状态。②碳纤维布在进行加固时，技术人员应当先对受损构件的截面进行假定：当受损构件弯曲后，他的截面仍然保持为平面，那么在加固时，粘贴的碳纤维布材料的拉力应变能力仍然按照截面假定计算进行确定，但是也不能够超过碳纤维布材料的容许拉力应变强度。③在碳纤维布的加固时，应当注意，钢筋应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但是不大于其设计的强度值，否则尽管碳纤维布的柔韧性较好，但是也无法承受巨大的压力。④在达到受弯承载力极限状态前，碳纤维片材与混凝土之间必须粘结可靠，不发生粘结剥离破坏。⑤碳纤维布加固混凝土结构的破坏模式较多，且与受拉钢筋间的相关性较大，需判定加固后构件的极限状态。
4结语
在世纪初，我国加入世贸组织后，公路运输、铁路运输行业变得越来越炙手可热，交通运输量的增长幅度，每年都有50%左右，高速增长的经济与运输量，迫使我们必须重视公路交通，因为公路交通在国民经济中的作用和地位越来越显著地为人们所重视，而与此同时，公路桥梁的建设也已经进入了大家的视线。
目前，我国桥梁建造技术已经进入了世界领先水平，但是很遗憾，我国对桥梁的维修并不是十分严重，以为建成一座桥梁，就可以一劳永逸，却不知这种想法大错特错。桥梁也有他的使用期限，也会老化，当桥梁出现损伤的时候，如果不能进行及时加固，则会加快桥梁的老化。所以，我们应当重视桥梁加固技术。
所以，我们必须尽快认识到碳纤维加固技术对于桥梁加固的重要意义，伴随着碳纤维修复和补强技术的不断深入的研究和进一步的发展，该项先进技术必将广泛为工程界所接受和采用，真正、有效地提高桥梁通行荷载及安全性能，为我们的公路工程建设服务。
参考文献：
[1]徐继红,卢丙灶,郭阳平.论碳纤维加固桥梁技术[J].应用技术,2009,(36).
[2]张逗.桥梁碳纤维加固技术研究.硕士学位论文，2007，(11).
[3]黄颖.碳纤维加固桥梁技术[J].公路交通技术，2005，(1).
[4]于泽友.碳纤维加固桥梁技术探索与研究[J].河北工程技术高等专科学校学报，2002，(1).
[5]樊丽辉，于泽友.碳纤维加固桥梁技术研究.第～届全国公路科技创新. 高科技论坛论文技术新设备卷.
关键词：道路桥梁；结构病害；裂缝修补；加固增强
一、桥梁病害成因
桥梁结构应具有足够的强度，以承受作用于其上的重力和附加力；结构各部必须具有足够的刚度，以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形；结构各部尺寸必须具有适当大小，以使其承受轴向压力时的构件不发生屈曲，丧失稳定性。同时结构也要具有较高的耐久性。由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性、计算假定的近似性，致使在长期使用过程中桥梁结构产生病害，其具体原因如下：
1.原设计荷载偏低，交通发展后车辆荷载增大，桥梁因承载能力不足而产生病害。
2.结构设计中存在缺陷，如采用桥型结构不当、设计假定不尽合理。
3.桥梁施工质量差，未按设计要求和施工规程实施。
4.不重视桥梁后期养护工作，没有及时消除己产生的病害。
5.洪水等自然灾害使桥梁产生损坏。
6.地质条件差，如滑坡、软基等导致桥梁产生病害。
二、桥梁加固的一般流程
在桥梁结构发生病害后，需要采取措施进行加固维修或者更换。桥梁加固工程一般应遵循以下工作程序：
结构可靠性鉴定―加固方案确定―加固设计―施丁组织设计―施工―验收。
结构可靠性鉴定，主要是对病害结构的病情诊断。加固方案好比处方，加固设计是现行规范及有关标准对加固方案的深化过程。加固施工是对被加固结构按加固设计进行加固的施工过程，对于大型结构加固，为确保质量和安全，施工前应编制施工组织设计。
三、桥梁加固增强技术
桥梁的增强改造可以分为裂缝修补和对桥梁结构的加固增强，下面介绍其特点及其适用的场合。
（一）裂缝修补技术
裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性，主要技术有：
1.表面处理法，在微裂缝的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。对于宽度发生变化的裂缝，要设法使用有伸缩性的材料。
2.注浆法，在裂缝中注入树脂或水泥类材料，以提高其防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂，多采用低压低速注入法。环氧树脂注入法与钢钉并用，可以增强裂缝部位的整体性，是一种防止裂缝继续发展的好办法。
3.充填法，这是一种适合于修补较宽裂缝的方法，具体做法是沿裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。
4.表面喷涂法，喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层，来封闭裂缝的修补方法。喷浆前，需要把结构表面的剥离部分除去，再用水冲洗清洁，并在开始喷浆之前把基层湿润，然后再开始喷浆。
5.粘结钢板封闭法，当钢筋构件产生主拉应力裂缝时，可对裂缝先进行处理之后，再在裂缝处粘结钢板，并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。
（二）桥梁加固增强技术
本文以最常见的桥梁结构形式的上部结构及其常见的加固方法进行说明。
梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、增设纵梁加固法。
加大截面加固法采用增大构件的截面面积，根据荷载大小和净空条件不同，可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案。
外部粘贴加固法系用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部，以提高结构承载能力的一种方法。适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合，必须保证粘和剂的质量 转贴于 中国论文下载中心。
外部预应力加固法指运用预应力原理，在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力，可以抵消部分自重应力，起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。
改变结构体系加固法通过增设支撑或桥墩，把简支变为连续、在梁下增设如钢架等加劲梁或叠合梁，以减小梁内控制截面峰值弯矩，提高承载能力的一种加固方法。
增设纵梁加固法在桥梁墩、台基础稳定，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁，这些新梁与旧梁连接在一起共同受力。由于应运中的车辆荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布，使原梁中所受荷载得以减少，加固后的桥梁承载能力和刚度得以提高。
（三）桥梁结构加固新技术――锚喷
随着施喷机具的发展以及速凝剂的采用，人们把喷射与锚杆、钢筋网等配合起来使用，促进了锚喷技术的完善。实践证明，锚喷技术完全可以应用于桥梁上部结构的加固增强。
喷射硅的性能喷射硅在工艺材料及结构等方面与普通现浇硅相比有许多优点。施工中需加入速凝剂，因而又具有快凝、早期强度高的特点；锚喷技术不用或只用侧向模板，其运输、浇注、捣固合并为一道工序、设备简单、占地面积小、施工机械化程度高、速度快、效率高、节省劳动力；可设计性强，即按照加固整治的实际需要可在拱腹下施喷形成各种结构类型；不中断交通。
参考文献
[1]王铁梦.建筑物的裂缝控制[M].上海：上海科学技术出版社，1987.
关键字：石拱桥 灾害防治
中图分类号：S47文献标识码： A
一、国内外研究现状
目前，在世界范围内，桥梁维修、养护、加固的技术己成为交通研究领域中的重要课题。由西方24个发达国家参加的联合国“经济合作与发展组织(OECD)”，于1981 年召开“关于道路桥梁维修管理国际会议”，很多国家对现有桥梁的安全性评价、检查及维修加固等方面提出众多有价值的论文。1980年在巴黎和布鲁塞尔，1982年在华盛顿，都曾召开关于旧桥问题的国际专题讨论会[1]。然而，就石拱桥加固增强理论而言，国内外就此展开的理论研究很少，极少见诸于报告和文献。
20世纪80年代以来，我国在旧桥加固改造技术的研究试验方面进行了大量的工作。交通部在“六五”、“七五”计划期间下达了一系列有关旧桥检测、承载力评定及加固技术的科研课题，举办了多次桥梁维修、养护、加固、改造技术的学术会议，在公路梁桥和拱桥等旧桥承载力的加固改造技术和施工工艺等方面都取得了许多宝贵经验，有不少旧桥改造、加固的成功范例。近年来，由于新材料、新理论和新技术的发展，出现了大量新的加固维修技术，大大提高了旧桥的承载力和通行的可靠性，取得了显著的经济效益和社会效益。
刘健宇在《石拱桥损伤病害分析及维修加固技术研究》文中分析了石拱桥的常见损伤病害产生的原因，包括对主拱圈开裂，桥面破损，防水层破坏或失效和桥墩台基础破坏病害的分析。提出了针对病害的防治加固措施，包括锚喷加固技术，粘贴钢板加固技术，调整荷载压力线加固技术，粘贴高强纤维加固技术，钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固技术，下部结构维修加固方法[2]。
颜向群在《石拱桥常见病害与预防措施》文中认为，石拱桥的病害分为以下四类，主拱圈开裂，腹拱圈开裂，桥面破损，防水层破坏或失效。通过合理确定拱轴系数、重视拱上建筑联合作用, 应用平面杆件系统程序或有限元程序对桥跨做整体内力分析和注重墩台位移与连拱计算来做到主拱圈与拱上建筑高度统一。通过优化材料，优化拱上结构，采用刚性填料，改善防水措施，和合理布置坡、弯石拱桥达到优化构造，消除质量隐患。通过合理设置预拱度，精心设计加载程序与卸载程序和完善施工工艺等措施来确保施工的质量[7]。
二、石拱桥病害防治加固措施
根据国内外在石拱桥病害防治的措施的研究，可以将石拱桥的病害防治加固措施分成两大类，上部结构的防治加固措施和下部结构的防治加固措施。
2.1 上部结构的防治加固措施
2.1.1 增大截面加固法
采用钢筋混凝土复合主拱圈，增大拱圈截面以加固石拱桥承力结构。这种方法主要针对主拱圈发生拱轴线变形、主拱圈开裂等病害而引起整个结构承载力不足或构件局部功能失效而提出的一种方法。该加固技术通过在原主拱圈拱腹和两侧或拱顶增设一层钢筋混凝土加固层，使之形成复合主拱圈，通过复合主拱圈的协调变形、新旧拱圈共同承担荷载，达到增大主拱圈刚度、强度，提高桥梁承载力的目的。
2.1.2 钢筋混凝土套箍封闭主拱圈法
通过沿主拱圈环向周边增设一层钢筋混凝土套箍，形成复合拱圈，用复合拱圈协调变形，共同承担荷载的原理，达到增大主拱圈刚度、强度从而提高桥梁的承载力。
2.1.3 锚喷混凝土加固法
喷射混凝土有干式和湿式两种方式。干式喷射混凝土的运输、加水拌和、振捣，均是利用空压机产生的压缩空气通过喷射机使混凝土以连续高速喷向受喷面，并和受喷面形成整体。湿式喷射混凝土所采用的喷射机允许混合料在进入喷射机前或在喷射机中加入足够的水，进行搅拌和均匀，然后再通过送料软管输至喷嘴，喷射到受喷面上。
2.1.4 塞缝灌浆法
塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥砂浆、环氧树脂砂浆，通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内，起到填塞裂缝并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍，产生裂缝的原因很多，也很复杂。结构物一旦出现裂缝，其受力截面发生应力重分布，受力有效截面变小，结构应力增大，承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满，使力的作用、传递尽可能恢复到原状态。灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂砂浆等，具体采用哪一种，应视实际情况而定。通常水泥砂浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝，由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂，采用水泥砂浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物，因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小，易灌满，粘结性好。环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。
2.2 下部结构的防治加固措施
2.2.1 高压旋喷桩加固法
高压旋喷桩法是用水泥浆靠高压液流的冲击力破碎土层并与土体混合构成新的固体，通过物理化学反应，使土体整体强度提高，从而提高地基的承载力，减少地基沉降变形，增加应力扩散，达到加固下部的目的。经过处理的土体压缩性明显减小，抗侧向变形能力有所提高。此方法适用于地基补强，既不损坏结构物的上部结构，又不影响桥梁的正常运营。
2.2.2 扩大基础加固法
该方法通过扩大桥梁基础的承压面积，以恢复和提高基础承受荷载后的承载能力。通常在刚性实体基础周围加石砌圬工或混凝土，以增加基础的面积，在新旧基础间增设锚固钢筋，使新旧基础牢固地结合成整体，共同承担荷载。
2.2.3 增补桩基法
在标准基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩并扩大承台，以此提高基础承受活载后的承载力，增加基础稳定性。此方法适用于桩基或钻孔灌注桩。
2.2.4 桥台倾斜位移的治理
对于单孔小跨径桥台，可在两个桥台增设水平支撑梁，如浆砌片石或水泥混凝土支撑梁。为防止因桥台台背土压力太大引起的桥台倾斜，可再增设一道挡墙，以增强挡土能力。对于填土较高而受到较大土压力作用可采取更换台背填土，改善台背填料或者采用旋喷法、水泥桩进行治理。
三、展望
石拱桥病害种类较多，且相互作用、相互关联，对于石拱桥病害的防治措施的选择，应该调查和掌握桥梁的基础资料和实际情况，对全桥病害进行全面细致的调查和分析，正确判断桥梁状态，在确定实际加固整治方案时，应该综合运用各种防治加固措施，不能机械照搬照用单一治理方法应真正做到方案择优、综合治理、修饰美化，达到加固补强的目的。
随着科技的进行，各种新型材料的研发，对于石拱桥病害加固技术的措施也会不断的更新，未来石拱桥病害防治加固措施应该是更注重环保和经济两方面。
参考文献
[1]杨汉文，刘刚新.公路砖石拱桥加固原理及实效分析[J].交通科技.2005(5) .81-82.
[2]刘健宇.石拱桥损伤病害分析及维修加固技术研究[J].山西建筑，2008，34（28）:304-306.
[3]邢明峰.石拱桥病害调查与加固方案设计[J].养护工程，2010（1）:38-42.
【关键词】公路；桥梁；连接处；设计处理
Abstract :With the reform and opening-up, China's economy, science and technology entered into the prosperous period, economic development, road transport demand expansion, the existing road transportation network has been unable to meet the growing demand of economic and cultural exchanges. In countries under strong investment, China's highway traffic in recent years have made rapid development, the highway bridge construction continues to expand the scale of construction environment, the construction technology requirements as more and more, as the joint of roads and Bridges, the highway traffic network construction is the one place in the key, joint construction technology or not will closely to the highway traffic network normal operations have the influence of the overall work, in order to guarantee the shortcut transportation network, security, must on the highway and bridge connection make reasonable survey, scientific design and strict construction, the entire management, in order to ensure the safety of the transportation stability. This paper from the highway and bridge connection in treatment situation of beginning, explore the shortcomings of the country and make connected simple advice to the Bridges and highways in design management.
【 key words 】 highway; Bridge; Joint; Design processing
中图分类号： X734 文献标识码： A 文章编号：
一． 引言
近年来，随着我国社会经济不断的增长，科学技术不断的进步，交通量也不断提高，经济的繁荣，各区域之间的交流日益频繁，使得人们对于公路的需求也相应的增加，同时由于人们生活水平的提高和自身素质的提升，出行时候对路面行驶的舒适程度和安全程度要求也日益变得很高。路面行驶的舒适程度就是包括形成的安全度以及行车的舒适度，这些在很大程度上都是由公路路面是否平整来决定的。据调查研究表明，我国现阶段的很多公路在使用的过程中存在着一些严重的质量和设计问题，尤其是桥梁和公路的连接处由于设计和施工的不到位，存在着严重的安全隐患。近年来，桥头常常出现跳车或脱轨的现象，这些问题的发生给我国经济建设和国民的生产生活发展带来了及其巨大的损失，严重影响到了我国整个公路交通运输体系的健康运营。而这些安全隐患存在的主要原因就是对公路和桥梁连接处的施工技术以及施工质量没有达到规定的标准。为有效解决这一安全隐患，我国应加大对此处的设计管理。
二． 我国公路与桥梁连接处的现状和存在的问题
在公路的现实运行中，有很多地方存在着影响行车舒适度，威胁出行安全的因素。我国公路发展起步较晚，整个公路系统覆盖面太过广泛，对公路的管理设计存在着很多问题，其中关键就是在设计管理体系上还不够科学系统化，尤其是在公路和桥梁建设的连接处的设计处理，更是我国公路交通网络中安全隐患存在最多的地段之一。
在我国的高速公路运营网络中，桥头与公路交界处最容易发生“跳车”或者是行车“出轨”的情况。由于桥梁和公路的交接点儿结合不够严密，或者是上下不平坦，路面存在着一定的落差，路基沉陷等多种施工设计因素引发的车辆行驶中“跳车” 或者是行车“出轨”的情况屡见不鲜，严重影响到了整个交通运输网络运营稳定很出行人员的生命财产安全。为了更好的对公路与桥梁连接处施工进行管理，笔者将重点介绍桥头容易出现的安全问题，在此处容易存在安全隐患，既可能是路面的原因，如不均匀沉降、刚度突变和车速，也可能是车辆本身的原因像抗震性能等因素。
路面与桥梁的连接处极易形成集中应力，主要是由于连接处由路面、桥梁和路基构成，三者在材料、强度、刚度和胀缩性等方面均存在差异。错台则是由公路和桥梁沉降度不同造成的，桥梁和公路在车辆荷载、结构自重和自然因素的作用下产生不同程度的下沉。就我国整体路况来说，柔性道路与刚性桥梁之间连接处产生不均匀沉降的错台，进而引发桥头“跳车”问题。
三． 我国公路与桥梁连接处的科学设计管理方案
1. 加强对桥梁和公路交界处的科学设计。
对桥梁和公路交接相连处的设计，将关系到整个后续施工的走向，是处理好此处问题的基础和关键，因此，要在设计之前，亲身实地考虑勘测，精确测量，掌握第一手资料。然后根据公路和桥梁的实际具体情况，结合所得到的第一手资料，做出合理科学的设计。目前，我国公路和桥梁都有各自的设计标准，但两者之间的标准存在着一定程度的差异，比如高速公路和一级公路与桥梁连接处工后最大的沉降为10cm，而一般路段的最大值是30cm，两者沉降量不同，“跳车”现象不断发生。设计时，对桥下的地基地质研究分析，将桥台基础置于承载力较高的土层上，并对其进行加固处理，使沉降量变小，而台后填方段地基未进行加固处理。
2. 加强对桥梁与公路相连处的施工控制
对桥梁和公路交界处的施工是保证工程质量，减少安全隐患的中心措施，因此，加强对施工过程的控制，严格把关施工标准，是保证工程质量的关键。首先要合理设置桥涵构造物。在设置桥涵构造物的时候就应当充分的考虑好台背填方路基的基本地址情后根据这些问题再去合理的选择合适的桥涵位置、跨径以及桥台后部的一些防护工程，应当尽量的避免大河面小跨径的桥涵。其次，加固处理台背填筑前的地基。可以采用排水固结法，换土法，振动碎石桩法等方法加固。加固有助于减小地面的沉降发生，缩小路堤和桥台之间的沉降差距，避免了错台现象的发生。在做好加固的同时要严格控制填料质量，保证工程的安全稳定性。
3，严格控制桥梁与公路相连处的工程质量。
此处路段的质量是减少安全隐患的保证之一。在进行科学设计管理和建筑材料的质量控制之外，另外施工人员的技术能力和操作能力，质量监控人员的专业知识也是保证施工质量的一方面原因。因此，施工单位在控制施工质量的同时还应该加大施工人员的技术培训工作，将强对质量监控人员的专业素质提升，从人员方面给予施工质量以科学的保证。
四． 结束语
通过探讨我们可以发现，公路与桥梁的交接处是消弭交通网络安全隐患的重要地段之一，加强科学合理的施工设计，严格执行施工标准，实施监控整个路段的施工质量管理，可以有力的减少交通事故的发生，可以保证居民出行的生命财产安全，有力与促进整个交通网络的健康发展，促进了我国经济的进步和社会的和谐稳定。
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论文摘要:桥梁工程在使用过程中会由于种种原因产生病害 ，为了达到安全、经济和适用的目的，必须对产生的病害进行结构补强。介绍用碳纤维布和碳纤维棒材对桥梁结构进行补强加固的一种方法，包括碳纤维布和碳纤维棒材的特点和用于加固桥梁的技术特点、补强适用范围、补强施工要点等。本文试图从碳纤维的特性分析出发，论述了碳纤维加固技术在桥梁结构建设中的应用。
自上世纪七十年代末初期，欧洲进行纤维增强复合材料（FRP）在土木工程应用研究以来，具有极好的比强度和比刚度、优秀耐腐蚀性的纤维增强复合材料已广泛用于混凝土结构的粘贴加固工程，形成了纤维增强复合材料补强加固已有混凝土桥梁的新技术，其中碳纤维增强复合材料（CFRP）应用更多。混凝土桥梁结构的粘贴碳纤维板技术在加固中具有不中断交通，且工期短，人工少的优点。所以扩展该项技术开展了配有大偏心CFRP体外束预应力混凝土连续梁桥体系应用研究，是本世纪新型桥梁建设方向之一。
一、碳纤维材料的基本特性
碳纤维增强复合材料补强加固所采用的基本材料是高强度或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用环氧树脂浸渍固化的碳纤维板或未经树脂浸渍固化的碳纤维布，统称碳纤维片材。将片材用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件需补强加固部位表面，树脂固化后与原构件形成新的受力复合体，共同工作。
1、碳纤维片材。
片材碳纤维材料的拉伸强度在（2400～3400）MPa之间，与普通碳素钢板拉伸强度为240MPa相比，片材的拉伸强度很高。
片材碳纤维材料的弹性模量依片材力学性能不同，碳纤维片材依力学性能分成高模量、高强度和中等模量三类。高模量碳纤维片材的弹性模量较高，但其伸长率较低。
相比之下，碳纤维片材的单位重比钢材低许多，说明碳纤维片材较轻。碳纤维的化学结构稳定，本身不会受酸碱盐及各类化学介质的腐蚀，有良好的耐寒和耐热性。
2、配套树脂类粘结材料。
混凝土结构加固修补配套树脂系统包括底层涂料，用于渗透过混凝土表面，促进粘结并形成长期持久界面的基础；油灰，用于填充整个表面空隙并形成平整表面以便使用碳纤维片材；浸渍树脂或粘结树脂，前者用于碳纤维布粘贴，后者用于碳纤维板粘贴。
浸渍树脂或粘贴树脂是将碳纤维片粘附于混凝土构件表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作的关键，因此，树脂同混凝土的粘贴强度大于混凝土的拉伸强度和剪切强度。
就公路混凝土桥梁用碳纤维片材加固技术而言，环氧树脂在不同施工环境温度下固化性能有十分重要的意义，因为这涉及到粘贴工作质量与如何尽量减少桥上正常交通中断时间紧密相关。采用专配的环氧树脂材料，在混凝土施工表面温度（10～40）摄氏度时，粘贴环氧树脂固化时间约15小时以上，但粘贴后就可以使用的时间为45分钟以上，专配的环氧树脂材料的这一性能是完全适合混凝土桥梁的加固工作。
二、碳纤维加固补强的施工工艺
1、根据设计确定粘贴碳纤维的范围进行基底处理
a）将砼构件表面的残缺、破损及碳化层部分清除干净，达到结构密实部位。检查外露钢筋是否有锈蚀，并进行必要的处理。对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分进行修补复原；
b）裂缝修补。缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝；
c）将构件表面凸出部分（模板的段差等）打磨平整，修复后的段差尽量平顺。用磨光机把棱角磨成半径大于30mm的圆角；
d）清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。
2、底层涂刷（底层涂料具有较强的渗透性，可渗入砼表面内）。
a）把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放人容器内，用搅拌器拌均匀，一次调和量应在可使用时间内用完为准；
b）用滚筒刷均匀的涂刷底层涂料；
C）底层涂料固化后，表面有凸起部分时要用砂纸磨光；
d）注意在气温小于5C，相对湿度大于85，砼表面含水率在8以上，有结露可能而无可靠保证措施时，均不得施工。
3、环氧腻子对构件表面残缺的修补。
a）构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平，修复至表面平整；
b）内角（段差、起拱等）要用环氧腻子填补使之平顺。
4、贴碳纤维片。
a）为了防止碳纤维受损，在碳纤维片运输、储存、裁切和粘贴过程中，严禁受弯折。贴片前应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断纤维片，每段长度一般不超过6rn；。
b）碳纤维接头必须搭接10cm以上，横向不需搭接；
c）按规定比例掺配树脂主剂和固化剂，用滚筒刷均匀地涂刷黏结树脂，称为下涂；
d）贴片时，在碳纤维片和树脂之间尽量不要有空气，可用罗拉沿着纤维方向在碳纤维片上对此滚压，使树脂渗入碳纤维中。
5、养护。
粘贴碳纤维片后，需自然养护24h达到初期固化，并保证固化期间不受干扰。
6、涂装。
根据需要可在树脂固化后加固补强构件表面，涂刷耐火涂层和色彩。
三、碳纤维（片材）加固处理要点
在进行结构加固处理前，先对梁板采取有效地卸载和支顶措施，然后按以下施工工序进行加固施工。
（1）破损面混凝土表面处理：清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层。
（2）按设计要求对破损面钢筋处理后用M45的环氧树脂砂浆进行灌缝或封闭处理，并保证钢筋保护层厚度不小于15mm.利用打磨机将其表面打磨平整，并用钢刷将其表面的粉尘、油污等不洁物清除干净，使构件加固表面平整、干燥无粉尘。另外，如碳纤维需沿基纤维方向绕构件转角处粘贴时，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm.
（3）涂刷底层树脂：用专用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面，待树脂表面指触干燥时即进行下一道工序施工。
（4）找平处理：表面凹陷部位用找平材料填补平整，且不应有菱角。
（5）粘贴碳纤维片材：将配制好的浸渍树脂均匀涂抹于所要粘贴的部位，并用橡胶滚筒沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。多层粘贴重复上述步骤，待纤维表面接触干燥时即可进行下一层的粘贴。如超过60min，则应等12h后，再行涂刷粘结剂粘贴下一层。
（6）在最后一层的碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。
四、对碳纤维加固补强技术的展望
碳纤维用于砼结构的修复补强虽然时间不长，但发展很快，其主要原因在于碳纤维片加固存在较多优点：
a）施工简便迅速，无需模板、夹具、支撑等；
b）不增加结构重量，碳纤维片重量200g/m.～300g/m，设计厚度0.1l1mm～0.167mm，加上环氧树脂的重量也很轻，对结构自重影响可忽略不计；
论文摘要：本人结合多年参与公路桥梁现场施工工作实践,对部分桥梁在建设过程中常见的一些裂缝类型进行归类总结,通过查找原因分析问题,文章叙述了桥梁病害的成因、桥梁加固的流程以及几种加固增强技术，即裂缝修补技术和加固增强技术。
一、桥梁病害成因
桥梁结构应具有足够的强度，以承受作用于其上的重力和附加力；结构各部必须具有足够的刚度，以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形；结构各部尺寸必须具有适当大小，以使其承受轴向压力时的构件不发生屈曲，丧失稳定性。同时结构也要具有较高的耐久性。由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性、计算假定的近似性，致使在长期使用过程中桥梁结构产生病害，其具体原因如下：
1．原设计荷载偏低，交通发展后车辆荷载增大，桥梁因承载能力不足而产生病害。
混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。
直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有：①设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。②施工阶段，不加限制地堆放施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强充验算等。③使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。
次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有：①在设计外荷载作用下，由于结构物的、实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。②桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。研究表明，受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。在长跨预截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。
2 、 温度变化引起的裂缝
①年温差。一年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥、刚架桥等。我国年温差一般以一月和七月平均温度的作为变化幅度。考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。②日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身的约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。③骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性量不考虑折减。
3、收缩引起的裂缝
塑性收缩。在施工过程中、混凝土筑后4-5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和分急剧，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成洞钢筋方向的裂缝
缩水收缩干缩。混凝土结硬以后，随着表层水逐步蒸发，温度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面民缩大、内部收缩小的不均，钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂纹。
自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无且可以是正的（即收缩、如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。
炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在温度505℃左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。
混凝土收缩裂缝的特点是大部分表面裂缝，宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。
研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，施工时经常用强行增加水泥用量的做法，用不水量大。火灰比越高，混凝土收缩越大。养护方法。良好的养护方法可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时间越长，则混凝土收缩越小。对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可用明显提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构（壁厚20-60cm）。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋小距布置，全截面构造配筋率宜低于0.3%，一般可采用0.3%-0.5%。
4、施工工艺质量引起的裂缝
在混凝土结构中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：①混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。②混凝土振捣不密实、不均匀、出一蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋诱蚀或其它荷载裂缝的起源点。③混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易发生裂缝，既塑性收缩性。④混凝土搅拌、运输时间过长，使水分发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。⑤混凝土分层或分段时，接头部位处理裂缝。⑥混凝土分层或分段时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。⑦施工时拆模过程，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。
5、结构设计中存在缺陷，如采用桥型结构不当、设计假定不尽合理。
6、桥梁施工质量差，未按设计要求和施工规程实施。
7、不重视桥梁后期养护工作，没有及时消除己产生的病害。
8、洪水等自然灾害使桥梁产生损坏。
9、地质条件差，如滑坡、软基等导致桥梁产生病害。
二、桥梁加固的一般流程
在桥梁结构发生病害后，需要采取措施进行加固维修或者更换。桥梁加固工程一般应遵循以下工作程序：
结构可靠性鉴定―加固方案确定―加固设计―施丁组织设计―施工―验收。
结构可靠性鉴定，主要是对病害结构的病情诊断。加固方案好比处方，加固设计是现行规范及有关标准对加固方案的深化过程。加固施工是对被加固结构按加固设计进行加固的施工过程，对于大型结构加固，为确保质量和安全，施工前应编制施工组织设计。
三、桥梁加固增强技术
桥梁的增强改造可以分为裂缝修补和对桥梁结构的加固增强，下面介绍其特点及其适用的场合。
（一）裂缝修补技术
裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性，主要技术有：
1．表面处理法，在微裂缝的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。对于宽度发生变化的裂缝，要设法使用有伸缩性的材料。
2．注浆法，在裂缝中注入树脂或水泥类材料，以提高其防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂，多采用低压低速注入法。环氧树脂注入法与钢钉并用，可以增强裂缝部位的整体性，是一种防止裂缝继续发展的好办法。
3．充填法，这是一种适合于修补较宽裂缝的方法，具体做法是沿裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。
4．表面喷涂法，喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层，来封闭裂缝的修补方法。喷浆前，需要把结构表面的剥离部分除去，再用水冲洗清洁，并在开始喷浆之前把基层湿润，然后再开始喷浆。
5．粘结钢板封闭法,当钢筋构件产生主拉应力裂缝时，可对裂缝先进行处理之后，再在裂缝处粘结钢板，并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。
（二）桥梁加固增强技术
本文以最常见的桥梁结构形式的上部结构及其常见的加固方法进行说明。
梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、增设纵梁加固法。
加大截面加固法采用增大构件的截面面积，根据荷载大小和净空条件不同，可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案。
外部粘贴加固法系用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部，以提高结构承载能力的一种方法。适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合，必须保证粘和剂的质量
外部预应力加固法指运用预应力原理，在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力，可以抵消部分自重应力，起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。
改变结构体系加固法通过增设支撑或桥墩，把简支变为连续、在梁下增设如钢架等加劲梁或叠合梁，以减小梁内控制截面峰值弯矩，提高承载能力的一种加固方法。
增设纵梁加固法在桥梁墩、台基础稳定，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁，这些新梁与旧梁连接在一起共同受力。由于应运中的车辆荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布，使原梁中所受荷载得以减少，加固后的桥梁承载能力和刚度得以提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时，兼有拓宽的作用。此法适用于梁体结构基础完好，而承载能力不能满足要求的场合。
（三）桥梁结构加固新技术――锚喷
关键词：桥梁加固；意义；方法
Abstract: the bridge is an important part of highway traffic, now of bridge reinforcement has become the world attention research subject, this paper expounds the significance of bridge reinforcement, and on the principle of bridge reinforcement and summarized the basis to explore the corresponding design method.
Key words: the bridge reinforcement; Meaning; methods
中图分类号：U445.7+2 文献标识码：A 文章编号：
作为交通干线的重要组成部分，桥梁的使用性能对整个交通的畅通性有直接影响作用，在经济迅速发展，公路交通的运输量大大增加的背景下，受材料、设计、施工等方面的影响，很多桥梁已满足不了现有荷载的受力要求，影响桥梁荷载的原因有：一、重型车辆的超载现象较为突出；二、交通运输量呈明显增长；三、建筑构件、材料等的老化；四、诸多地质灾害的影响等。桥梁的承载能力是有限的，部分桥梁不堪重负出现了沉陷、裂纹等破损现象，基于道路安全考虑，应对桥梁进行加固。
一、桥梁加固的原因和意义探析
在上个世纪末期，桥梁的设计标准较低，而随着我国经济的不断发展，交通运输量猛增，运输与桥梁间的矛盾也日益明显，据数据统计，截止2008年我国危桥已达6000多座，这些桥梁桥面宽度不够，纵断面、平面的现行设计标准较低，桥梁上通车的净空能力不足，通行能力无法达到要求。另外在进行桥梁的施工时由于勘测不到位，对施工中的基础深度、基底地质等情况无法掌握，若遇上洪水冲刷，桥墩基础冲空外露，产生不规则的沉降，拱圈、桥台会因为附加应力裂开，加之经济发展下重型车辆的增加以及较为突出的超载现象的影响，桥梁的安全受到了更加严重的挑战。
如果将这些桥梁推倒重建，会耗费大量的物资，以及较长的工期，同时也会影响桥梁的正常使用。反之，当前多数交通发达的国家已将新建桥梁放在了次要位置，而把桥梁建设的重心放在了对桥梁的改造加固之上，本着“经济简便、可靠牢固、适用耐用”的原则，加强对现有桥梁承载力的研究，有计划、有步骤将现有的桥梁进行改造加固，既可以延长桥梁的使用寿命，及时有效地为现代道路交通提供服务，又能够以少量的资金来改善交通情况，并给社会带来巨大的经济效益。
二、桥梁加固的原则探析
（一）不改变原建筑结构原则
所谓桥梁加固，即借助增加桥梁构件或者修复桥梁配件的途径来对整个桥梁的通行能力和承载能力进行提高的一种措施，所以，桥梁加固的首要原则为不改变原来桥梁建筑的即有形式，只在情况特别复杂和特殊的时候，才对桥梁的结构进行改动，例如：单纯的加固无法与必须的交通量相匹配，这时就必须对桥梁进行部分重建或者全部重建，在对桥梁进行重新建设时，应考虑到未来交通的发展需要，建设时应严格按照现有的桥梁的世纪规范和施工要求来进行设计和施工。
（二）灵活处理原则
在不同的条件下，桥梁加固的方式各有不同，所谓不同的条件是指桥梁的服役情况以及交通承载力的下降程度以及桥梁未来的主要任务等，经过总结，桥梁加固的类型一般分为以下几种：
1.改变原有的桥梁结构，用新的结构替代原有的承载能力有限的结构；
2.将原有结构的构件横截面积增加或者扩大，用以增加桥梁原结构的刚度和强度；
3.将原有的受力系统进行调整，减少原结构的受力大小；
4.加固时若用增加或扩大桥梁截面的方式，须注重新增加部分和原来的部分的结合，让二者能够组成一个整体发挥加固效能；
5.对原有的结构新增外应力，改变原有结构的受力层次，将提高桥梁的刚度和强度；
6.无论使用哪一种加固方法，在施工时都应考虑功效快、投资低、不影响交通、技术上具有可操作性、能够持久耐用的施工要求。
三 、桥梁加固设计方法探析
桥梁加固即是通过采取一定措施来提高桥梁构件或者整个桥梁结构的使用性能及承载能力，满通运输的要求，在具体的桥梁加固设计中，主要包括了以下几种方法：
1.体外预应力的加固法
这一加固方法的原理在于在桥梁下缘的受拉区域增设预应力材料，在张拉的作用下使桥梁产生预应力，在这一预应力的作用下，梁体会产生上拱效应，抵消了桥梁的部分自重应力，降低壳体结构变形速度以及裂缝的宽度，改变结构受力系统，由此很大程度上将桥梁结构的承载能力提高。
当对加固工程流程进行合理安排后，这一方法的最大优势在于能在最大程度上降低对桥面交通的影响，在条件允许时甚至可以在施工过程中有限地开放交通运行，所以这一方法是使用最广泛的加固方法之一，其缺点在于在加固工程完成后，体外预应力钢筋的防腐问题会相应增加桥梁的养护费用，通常不是公路部门的首先方法。
2.改变结构受力系统的加固法
这一方法主要是在改变桥梁结构受力系统的基础上实现提高桥梁的承载力。具体操作如将简支梁和简支梁进行纵向的连接，从而将简支梁变成连续梁，或者在桥梁的下方架设桥墩或者支架，又或者在梁下设置类似钢桁架的叠合梁及加劲梁来降低梁的外应力，增加桥梁的承载能力。改变桥梁的结构体系有很多的方式，不过都需要在桥下进行施工操作或者增设永久性设施。这一方法减少了桥下的空间，在施工中会对交通造成影响，如此，在施工设计时就必须综合考虑桥梁的通行能力和泄洪能力，另外，若使用了临时支架进行加固，会对原有的简支梁的受力结构造成影响，支点会发生弯矩，所以在施工时应进行受力的验算。
3.桥面补强层的加固法
即在梁的顶部铺设一层钢筋混凝土结构，施工时，通常先将旧桥面凿除，这样可以是主梁与加强层形成一个整体，以此来增加主梁的厚度，改变桥面的横截面负荷分布，加强主梁的抗压能力，从而提高桥梁的整体承载能力。
4.增加配筋及截面的加固法
当桥梁出现刚度、强度、抗震能力及稳定性能问题情况时，通常采用的加固方法为增加桥梁配筋、增加桥体的构建截面等，这种加固法主要是通过使桥体侧面和梁底的面积以及增加主筋的数量，用以提高梁的有效高度及抗弯能力，以此增加桥梁的承载力，这一方法被广泛应用于拱桥以及梁桥的加固设计。
5.碳纤维或钢板粘贴的加固法
碳纤维加固方法是新引进国内的一种技术，优点在于耐腐蚀、强度高，当前正在推广应用，钢板粘贴加固法主要是采用锚栓和粘结剂把钢板粘贴锚在混凝土受拉或者其他薄弱位置固定，将加固混凝土与钢板连成一个整体，最终提高桥梁的承载力，这一方法的优势在于不改变原有桥梁结构且施工简单，技术可靠，工艺较为成熟，近几年得到了广泛应用，如广州东圃大桥的加固工程等。
四、结语
如今桥梁加固已成为全世界关注的重点，现在主要的桥梁问题多集中在低级公路桥梁上，加固主要对象也是中小桥梁，面对我国桥梁技术的快速发展，进一步提高桥梁维护以及加固改造的水平有着深刻的现实意义。
参考文献：
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[2]朱正伟,刘东燕.体外预应力技术在桥梁加固中应用的思考[J].2005.
[3]冯永利.浅谈桥梁加固[J].山西建筑,2008.
关键词： 道路桥梁； 病害； 养护； 对策
Abstract：The highway construction in our country is developing rapidly, with the mileage of highway is increasing rapidly, the bridge have increased. Highway transport vehicle of large, heavy-duty change development trend, especially for road bridge road construction cause serious damage。
Key words：Roads and bridges；Disease；Maintenance；Countermeasures
中图分类号：U445.7文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
道路桥梁养护是保证车辆高速、 安全、 舒适行驶的不可缺少的经常性工作。做好现有道路桥梁的养护和改造是各级道路桥梁管理机构的首要任务。道路桥梁养护的目的和基本任务包括下列内容：经常保持道路桥梁及其设施的完好状态，及时修复损坏部分， 保障行车安全、 舒适、 畅通。采取正确的技术措施，提高养护工作质量， 延长道路桥梁的使用年限。防治结合， 治理道路桥梁存在的病害和隐患， 逐步提高道路桥梁的抗灾能力。 对原有技术标准过低的路段和构造物以及沿线设施进行分期改善和增建，逐步提高道路桥梁的使用质量和服务水平。
一、道路桥梁养护现状
随着国民经济的快速发展， 公路运输的发展更可谓突飞猛进， 我国幅员辽阔， 经济发展水平参差不齐， 经济上总体水平不高， 公路桥梁发展主要着眼于量大、 面广的一般大、 中桥，这类桥梁仍以预应力混凝土结构为主。 大批始建于 60、 70 年代的公路桥梁， 在日趋增大的车辆荷载的作用下， 技术状况快速下降，很快由一、 二类发展为三、 四类甚至五类桥梁， 对人民群众的生命财产安全构成了威胁， 桥梁垮塌事件也时有发生。从总体情况看，当前公路桥梁的失养导致病害产生， 主要集中在一些中小桥梁，这些桥梁存在着桥面铺装混凝土不同程度损坏，导致桥面产生坑槽， 影响车辆的正常行驶。甚至还有一些桥面伸缩缝损坏严重， 产生“桥头跳车”， 危及行车安全。 公路桥梁 “桥头跳车” 成为一种比较普遍的现象， 尤其在一些软土地基地方表现得更为严重，这给养护部门带来很大困难。为杜绝桥梁垮塌、 坠车伤人事件， 保障公路桥梁完好畅通， 进一步加强桥梁的养护规范化管理水平已成为迫切需要。
二、道路桥梁的病害及养护
2.1桥梁的裂缝的病害及养护
2.1.1桥梁裂缝的病害
对于钢筋混凝土桥， 由于混凝土本身抗拉强度很小，初拉应力可能引起混凝土产生细小裂缝， 不过肉眼较难发现， 当运营初期梁承受活荷载时， 裂缝使有所发展。实际上， 由于钢筋混凝土结构今的受拉钢筋的应该大大超过混凝土的极限拉伸应变， 所以不可避免地会发生裂缝。
在初拉应力和弯曲应力作用下，混凝土的裂缝对梁的强度影响不大。 按耐久性要求， 如果裂缝细小(
钢筋混凝土墩(台)身主要因混凝土存在内外温度拉应力和混凝土收缩而产生网状裂缝。它常发生在常水位以上墩台的向阳部分，一般裂缝宽 0.1-1.0mm， 深 1.0-1.5cm， 长度不定。由于基础松软或沉陷不均匀， 呈现下宽上窄发展至墩(台)身的裂缝。 出于混凝土浇筑接缝不良而引起混凝土墩(台)身产生水平裂缝： 由于墙间填土不良， 陈胀或基底承载力不足， 引起下沉或外倾， 而导致翼墙和前墙裂缝或断裂。
2.2裂缝的维修与加固措施
①对钢筋混凝土桥的构件，应该特别注意观察其受拉区的裂缝。对未超过允许值的裂缝，为预防其受大气因素影响，一般可采用涂刷水玻璃或环氧树脂的办法， 对裂缝进行封闭处理； 当裂缝大于允许值时，一般采用空压式的方法来灌注外氧树脂填充裂缝；当裂缝人于0.4-0.5mm 时，应将裂缝凿开、 刷净， 然后建模补以环氧砂浆或高强度等级的水泥砂浆， 如果体积较大， 可用小石子混凝土予以补强； 如果裂缝大大超过允许值， 则应采取加固或更换构件的办法来解决。 但应查明原出并通过计算来确定。
②对砖、 石、 混凝土拱桥的裂缝， 可以采取上述措施处治： 勾缝处理； 当拱桥的纵向裂缝超过允许值时，一般采用跨中、 1／4 处和拱脚附近各设一道横向钢板来加固，或在上述位置加设五道横向预应力拉杆以防止裂缝发展； 拱桥的砌体结合不好或受力不均， 填土松散， 基础沉降等发生的较深裂缝，要采用压注水泥砂浆进行修补， 或做镶面石或设置混凝土帮面、 帮圈来加固， 严重部位必须进行翻修、 石拱桥灰缝如有脱落， 如风化剥落， 可喷注每层厚为 1.0-3.0cm 的10 号以上水泥砂浆，分2-3 层喷注， 每隔一至两日喷—层， 必要时， 可加布一层钢丝网； 当裂缝已贯穿墩台， 可用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。
2.3水泥混凝土路面的病害及养护
水泥混凝土路面在行车荷载与自然因素作用下，会因混凝土板、接缝、 基层、 土基的缺陷产生各种类型的损坏， 其中既有设计的原因，也有施工质量的问题， 以及人为的、 外界的因素， 也可能是各种因素相互影响造成。 水泥混凝土路面在养护良好的条件下， 其使用年限要比其他路面长， 但一旦开始损坏， 则会引起破损的迅速发展。 因此， 必须做好预防性、经常性的养护， 通过日常的观察， 及早发现缺陷， 查明原因， 及时采取相应的处治措施， 使路面保持完好的状态。
①水泥混凝土路面养护丁作必须贯彻 “预防为主、 防治结合”的方针。根据路面实际情况和具体条件， 以及水文、 地质、 气候、 交通和出路等级等情况， 采取预防性、经常性的保养等相应修补措施， 对于较大范围路面修理，应安排大、 小修或专项工程， 使路面处于良好的技术状况。
②水泥混凝土路面应以机械养护为主， 并积极采用新技术、 新材料、 新工艺。
③水泥混凝土路面养护必须贯彻安全生产的方针， 其安全技术、劳动保护等必须符合有关规定， 做到安全生产， 文明施工， 保护环境。
三、道路桥梁养护带来的思考
3.1建立健全完善的桥梁档案
桥梁档案是桥梁的历史足迹。 公路竣工验收后， 管理单位应及时要求建设单位提交完整的竣工资料，还要与建设单位技术人员一起，按照相关资料， 对所有桥梁进行一次全面详细的检查。需要提供的竣工资料包括： 每座桥的原设计、 变更设计、 竣工图纸、 隐蔽工程图片和检测资料以及桥下河流的水文计算等。 对桥梁的检查，应按照桥梁定期检查的要求进行， 检查结果交管理单位留存。 管理单位要按照桥梁管理系统的要求采集桥梁的静态数据和动态数据， 建立数据库， 输入计算机立档保存。这可为以后桥梁的维护提供资料支持。
3.2大桥梁维修加固费的投入
为保证桥梁的正常运营， 延长桥梁使用寿命， 各级交通主管部门在每年的年度养护工作计划中，应该安排一定经费保证桥梁检查、 维修及加固工作， 保证桥梁养护与维修加固资金的合理与充足使用。 同时， 根据各地的实际情况，提出切实可行的公路桥梁养护管理的目标与措施， 从而促进桥梁改建、 维修与加固工作。国家投资重点倾斜以及集资渠道的多元化， 将为我国公路桥梁发展提供资金保证。
3.3道路桥梁管养单位应采取有效措施， 加强道路桥梁养护工程的施工管理
对需要封闭交通或长时间占用行车道施工的道路桥梁养护工程， 除紧急情况外应在项目开工前 15 日，相关信息并办理施工许可。 干线道路上的断交施工信息应及时报省级桥梁监管单位备案，高速道路、国道上的断交施工信息由省级桥梁监管单位及时按规定报交通运输部备案。 桥梁养护工程施工必须建立健全安全管理制度，落实安全分管领导和责任人； 施工单位应按照 《道路养护安全作业规程》 相关规定， 做好施工现场标化建设， 合理布设施工作业区， 设置标志和安全防护设施， 保证施工车辆、 人员和过往车辆的安全， 必要时还应协助有关部门做好交通疏导工作。公跨铁桥梁养护工程动工以前，应与铁路部门取得联系， 确保安全。
四、结束语
总而言之，桥梁的安全使用是公路的生命。道路桥梁的养护与管理依旧是当前公路养护管理的一个薄弱环节，加强其管理工作，我们要树立“百年大计、质量第一”的思想，抓好道路桥梁养护与管理的质量，不仅可以尽量减少和避免危及人民群众生命财产安全，而且对于促进公路交通的可持续发展有着重要的意义。
参考文献：
关键词：桥梁检测方法安全 指标
Abstract: objective to explore the bridge now testing methods and means research at home and abroad at present situation and test method of bridge test, detailed comments current bridge detection means conclusion the test method of the bridge to use the safety of the bridge, is an important index of the bridge that use the results to the safety of the bridge career has crucial significance
Key words: the safety index bridge test method
中图分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号：
引言
桥梁建成通车以后，随着时间的推移，由于种种因素会使桥梁安全度有所下降，以至影响车辆运营的安全[1]。影响桥梁安全的因素很多，诸如：原设计未达到使用要求，施工末达到设计要求，桥梁存在病害，材料老化、锈蚀而未及时养护，车辆荷载增大或交通量剧增，桥梁伸缩缝损坏或桥面不平整对桥梁结构带来的不利影响等等。建立对这些桥梁的安全评估或剩余承载能力的鉴定方法和技术手段已经成为当务之急[2]。对这些旧桥进行科学的损伤检测和评估，充分了解桥梁的实际状况，既可以为经济可靠地利用旧有桥梁提供依据，也可以避免灾难性事故的发生。
1 目前国内桥梁检测现状
目前国内对桥梁的检测维修主要还是通过在桥下挂吊桥、搭脚手架或桥侧安装悬吊等方式进行，由于安装速度慢，占地面积大，严重影响桥面及路面交通，且作业不规范，施工安全无法保障。一些经济条件较好的地区和一些特大型桥梁的检测维护已开始采用价格昂贵的进口桥梁检测车。我国对桥梁检测车的研究起步较晚，目前尚处于研发初级阶段，还没有形成自主知识产权产品[3]。近几年徐工集团等少数几家公司通过进口件组装的产品已经投入市场，但对国内市场潜在的巨大需求是远远不够的。
2 桥梁结构损伤检测方法
1、 表观检测方法
对桥梁进行检查，评定桥梁设计、施工及维修加固的质量与效果。桥梁的使用效果与桥梁的设计、施工及维修加固质量密切相关。调查桥梁各部结构的营运情况，分析出现缺陷的原因，可正确评价桥梁设计与施工的质量。
应该说，表观检测及分析已经有了一定的技术规程可循，这部分存在的主要问题是检测结果的管理和如何将表观破坏与结构的状态指标或能力联系起来。
2、局部检测方法
局部检测除了采用视察法外，主要是采用各种技术仪器，如X射线[4]、超声波、显微镜、声学及光学仪器对局部结构进行有效检测，一般说来，用于局部检测的设备的价格昂贵，试验数据的解释需要专门的知识。进行局部检测之前，需要对损伤的部位有大概的了解，检测部位必须是人员、设备可以达到的地方。
3、 静态检测方法
对桥梁进行静载试验，量测与桥梁结构性能有关的参数。与桥梁的工作性能有关的主要参数有变形、挠度、应变、裂缝等。通过静载试验，可测出这些参数，从而分析得出结构的强度、刚度及抗裂性能。据此判断桥梁的承载能力。
桥梁静载试验具体测定内容：(1)静应变测量。测试结构的静态应变量，从而推算结构截面的应力分布、杆件的实际内力与次应力，混凝土和钢筋共同作用情况等；(2)静位移测量。测量竖向静态位移量(梁的挠度)、水平静态移营(梁活动端位移及墩顶位移等)。
由实测到的应变和位移可以推算出有关的内力(如轴力和弯矩)值和挠度值等。将它们与理伦计算值进行对比，是判定桥梁结构工作状态的一个重要指标。
4、 动态检测方法
结构损伤的发生必然导致结构参数(刚度，阻尼和内部荷载)的改变。如果恰当地估计出这些变化，就能给结构损伤状态的评估提供一个量化的方法。利用振动方法对桥梁进行结构损伤检测的基础是从桥梁振动模态的变化中能够估计出桥梁结构参数的变化。桥梁振动模态通常可用常规的实验模态分析测试方法得到[5]。在桥梁的不同位置布置测点，通过结构损伤发生前后由这些测点记录的信息可提取出的桥梁振动模态特性参数的变化，以此来确定结构损伤发生的位置、大小及结构损伤类型。这是一个雄心勃勃的设想。目前比较得到认同的是结合系统识别、振动理论、振动测试技术、信号采集与分析等跨学科技术的试验模态分析法。这种方法已经被广泛应用于航空、航天、精密机床等领域的故障诊断、荷载识别和动力学修改等问题中，现在研究者试图将这种方法用于土木工程结构的状态检测。
3发展趋势
传统的桥梁检测技术主要是表观检测和静力检测，这些检测方法都有一定的局限性。随着科学技术的快速发展，一些技术成分高的检测手段逐渐被引人到桥梁状态检测中来。例如震动检测技术、高技术检测仪器等。尽管表观检测仍然将是桥梁检测的重要手段，但一方面表观检测结果的分析方法或理论需要进一步发展，另一方面逐渐引入先进的检测技术更是桥梁管理与养护的发展趋势。
4 结论
本文对桥梁检测的研究进行了评述。由于桥梁检测技术和状态评估所涉及的问题繁多，本文并未一一论及，只是一个概述。桥梁检测水平的提高有利于将桥梁后期的管理工作纳入规范化、机械化的轨道，并可以缓解国内市场的巨大需求。
参考文献
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关键字：预应力；CFRP布；钢筋混凝土梁；有限元
Abstract : by using the CFRP reinforced concrete beams strengthened with CFRP sheets, CFRP utilization rate is not high, this paper uses finite element analysis software ANSYS, the prestressed CFRP reinforced concrete beams the nonlinear analysis, draws the following conclusion: prestress can improve the CFRP effective utilization rate, increase the cracking load, improve the component performance, and with the increase of prestress, CFRP effective utilization rate is also rising.
Keywords: prestressed; CFRP sheets; reinforced concrete beam; finite element
中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：
1 引言
纤维增强复合材料（简称FRP）凭借其比强度和比刚度高、施工便捷、耐疲劳性能和耐久性好等特点被广泛应用到土木工程领域，利用FRP对混凝土结构进行加固取得了很好的效果。由于纤维布抗拉强度高，极限拉应变大，而混凝土的极限拉应变很小，当混凝土开裂或裂缝达到很大时，CFRP布的拉应力还很小，远远没有达到其极限拉应力，使得CFRP布的高强度难以得到充分发挥，降低其有效利用率，对提高构件的承载能力和改善构件的正常使用性能有限，造成了材料的浪费。大量试验结果表明[1-3]，采用预应力CFRP加固可以提高构件的承载能力和改善构件的使用性能，提高CFRP布的有效利用率。
本文利用ANSYS有限元分析软件，对预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁进行非线性分析，以验证预应力的施加对CFRP加固钢筋混凝土梁的改善作用。
2 有限元模型
2.1 试件设计
梁截面尺寸为200mm×300mm，跨度3000mm，净跨长2900mm，梁内受拉纵筋和架立筋为HRB335级，箍筋为HPB235级，混凝土强度等级为C30，纵筋直径为16mm，架立筋直径12mm，箍筋为6@150，在梁底部粘贴单层CFRP布进行加固，CFRP布的厚度为0.167mm，采用两端对称加载，加载点间距为900mm，如图1所示。本文共设计分析5根梁， 1根为普通CFRP增强钢筋混凝土梁（LI），以作为对比试件，其余4根梁均为预应力CFRP增强钢筋混凝土梁，施加的预应力大小分别为CFRP布极限抗拉强度的10%（L2）、20%（L3）、30%（L4）和40%（L5），用以分析预应力大小对结果的影响。
图1 CFRP布加固钢筋混凝土梁示意图
2.2模型建立
本文采用ANSYS有限元分析软件，对预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁进行非线性分析，分析中采用如下假定：（1）FRP布与混凝土及混凝土与钢筋粘结接良好，无相对滑移；（2）在受力过程中，FRP布的应变与钢筋、混凝土的应变满足变形协调原理；（3）混凝土梁在加固前后有足够的抗剪承载力；（4）不考虑碳纤维布的剥离破坏。
由于几何条件、荷载以及边界条件的对称性，故取二分之一梁进行建模。采用分离式模型，其中混凝土采用3D实体单元SOLID65模拟，钢筋采用3D杆单元LINK8模拟，由于碳纤维布本身很薄，因此选用没有抗弯刚度的SHELL41膜单元，由于假定了CFRP布与混凝图之间粘结良好、没有相对滑移，故建模时通过节点耦合来模拟无相对滑移。假定CFRP布与混凝土粘贴可靠，并且不考虑预应力损失，进行ANSYA分析时，采用升温法对CFRP布施加预应力，CFRP布的线膨胀系数为负数，系数为α=-0.7E-6/℃，通过公式T=σ/E/α即可求得当预应力水平分别是CFRP布的10%、20%、30%和40%时，需要温度值分别为2610℃、5220℃、7830℃和10440℃。
3结果分析
本文共对5根CFRP布增强钢筋混凝土梁进行了有限元分析， LI～L5主要分析结果如表2所示。
CFRP的有效利用率定义为极限状态CFRP应力与CFRP布抗拉强度的比值。预应力的施加增加了CFRP的应力值，提高了CFRP布的有效利用率；随着预应力的增加，反拱和CFRP的有效利用率逐渐增大。由于反拱在不引起梁上部开裂破坏的情况下，反拱值越大，梁的开裂荷载也越大，梁的跨中挠度也越小，改善了梁的使用性能，所以通过反拱的变化可以间接地得出，预应力的施加提高了构件的开裂荷载，改善了构件的使用性能，并且随着预应力的增大，这种效果也在增强。
4 结论
本文通过ANSYSY有限元软件，对5根CFRP增强钢筋混凝土梁进行了非线性有限元分析，其中1根为未加预应力的，4根为预应力的，通过分析得出以下结论：
（1）预应力的施加提高了CFRP的有效利用率，并且随着预应力大小的增大，CFRP的有效利用率也不断提高，有效利用率达到了22.2%～58.5%，而非预应力的只有10.9%；
（2）通过反拱分析间接得出了预应力的施加增加了构件的开裂荷载，改善了构件的使用性能，并且随着预应力的增大，这种效果也越明显。
参考文献：
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[3] 孔琴. 预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究[D]. 郑州大学硕士学位论文. 2005
作者简介：彭敦明，男，1989年出生，本科，助理工程师，主要从事于桥梁施工。
张磊刚、男、1984年出生、本科、助理工程师，主要从事于桥梁设计工作。
关键词：碳纤维布，预应力混凝土，结构加固
中图分类号：TV331文献标识码： A
1.碳纤维布加固结构国内外研究现状
建筑业是我国国民经济的基础产业，二十世纪五十年代以来，我国建筑业市场一直在持续稳健发展。随着时间的推移，建筑物也在发生逐渐的老化，而新建则成本较高，对结构进行加固进而延长建筑物的使用寿命是一种较为经济、实用的方法。有资料显示，改建加固工程与新建工程相比，可以节约投资约40%，缩短工期约50%，并且工程项目的投资回收速度比新建工程快3～4倍。
建筑业的发展一般都要经历几个阶段，首先是规模庞大的新建阶段，然后是维修与加固并重的阶段，最后是重点维修老建筑阶段。资料显示，我国目前已逐步迈向第二个阶段，因此，对结构进行维修加固是当前摆在我们面前不得不考虑的问题。碳纤维布加固结构具有很多的优点使得这种技术逐渐大众化。在国外，尤其是欧、美、日等国家，采用碳纤维布对结构进行加固的相关技术和规范都已经比较成熟。美国Marshall-Vega公司在二十世纪六十年代就已经生产出玻璃纤维用于混凝土结构，八十年代初纤维已被广泛用于沿海结构物中；1981年瑞典最早采用碳纤维复合材料加固Ebach桥，取得了较好的效果；1995年1月，日本阪神大地震以后，大量采用碳纤维织物加固受损的建筑物。我国2000年8月成立了纤维加固混凝土结构学术委员会，2003年5月1日《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》正式开始施行，2006年出版《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）将碳纤维加固法作为重要的章节。时至今日，我国的碳纤维布加固混凝土技术已经取得了长足的进步，近几年国内对碳纤维加固混凝土结构的各种性能做了大量的理论研究和试验验证，但是对于加固预应力混凝土结构的研究却少之又少。
2.我国的预应力混凝土结构背景
据有关部门统计，目前我国国内现存的各种建筑物中绝大部分为混凝土结构，而且至少有50%已经投入使用了20年以上。以大型桥梁为例，位于哈尔滨的松花江大桥桥龄113年，宁波的奉化江上灵桥桥龄78年，杭州的钱塘江大桥桥龄77年，武汉的长江大桥桥龄57年，南京的长江大桥桥龄46年。也就是说，很大一部分的建筑物已逐步走向老化阶段，结构的加固已是一个亟待解决的问题，并且，以后每年的建筑加固改造量也会逐年增大。因此，随着结构加固的进一步深入，如何进一步提高结构的加固质量、改良结构加固的施工方法直接关系着工程项目的成本与进度。
2008年以来，国务院出台十项措施拉动内需，其中最有效、最简便、最快速的一种手段就是加快重大基础设施建设，至此，各种高架桥立交桥等基础设施如雨后春笋般拔地而起，高架桥几乎成为一座座城市的象征。其受力结构很大部分都采用预应力混凝土结构。随着交通量的迅猛增长，许多原设计标准稍低的桥梁目前看来承载力明显不足；另外，许多桥梁结构被超高超重车撞坏，严重威胁运营安全；更多的是，随着时间的推移，一些桥梁受各种病害影响其强度、刚度发生严重的降低。当桥梁的受力构件不能提供足够的使用性能时，必须进行加固。
近几年来，越来越多的桥梁经历了或者正在经历大修阶段，武汉长江二桥属于预应力混凝土斜拉桥，于1995年6月建成通车。但由于桥梁负荷过大，已于2006年10月至2007年6月进行了大修。据楚天都市报报道，该桥由于桥梁长期超载超量超负荷运行，桥梁梁体已出现下弯变形、局部裂缝等病害，今年或将进行再一次的大修。广州市海珠桥于1950年3月25日开始重建，1974年12月扩建，形成预应力混凝土与钢桁架组合梁体系，该桥梁已在1995年5月至1996年9月间进行了加固与维修。但目前由于建造海珠桥的材料已经有100年历史，该桥梁已在2012年2月28日开始了为期18个月的大修加固。
3.碳纤维布加固结构的具体做法
由于粘贴碳纤维布所采用的树脂胶在高温和低温条件下性能比较差，碳纤维布粘贴时的条件通常情况下对气温有一定的要求，一般施工条件为5～35℃，以25℃为宜。
首先对结构基层进行处理，将混凝土表面打磨平整，不能有突出结构表面或凹进去的情况出现，因为这样会减小碳纤维布和结构的接触面积，对碳纤维布加固性能造成影响。通常情况下对混凝土结构漏浆或其他原因造成的部分结构部位突出的进行打磨处理，对蜂窝、麻面、烂根等部位的处理采用注入砂浆或注入环氧树脂修补处理，待表现干燥以后用水冲洗涂上基层处理剂。
接下来均匀地将粘贴剂涂在结构表面上后粘贴碳纤维布，粘贴面必须平整、光滑、紧密，不能存在气泡，以免影响结构受力性能。此外，碳纤维布与结构的共同承受荷载情况也受搭接区的影响，这相当于钢筋混凝土结构里的钢筋锚固长度的需求，因此搭接区的粘贴也是比较重要的工作，最好在粘贴过程中加以标记并保证好搭接长度。
以上工作完成以后将粘贴好的结构静置30分钟以上，保证环氧树脂和中间层粘贴层充分渗透和连接性能的形成。
最后对加固好的结构进行养护，养护中不要接触施工面。对于结构层有外观要求的业主可以要求在碳纤维布表面抹一层水泥砂浆，无外观要求的直接在表面涂刷一层保护膜，如树脂。
4.需要注意的问题
①碳纤维布与被加固结构之间的粘贴为理想化的考虑，即两者之间的粘贴性能良好，可以近似地认为两者之间在受力时没有相对位移，两者受到的应力应变情况符合同一材料受力规律。
②被加固结构在碳纤维布结构强度尚未形成时就发生的破坏，如钢筋混凝土结构破坏或加固结构的剥离等，此类破坏属于突然性破坏，施工过程中要尽可能地排除类似事件的发生。
③碳纤维布横向粘贴与竖向粘贴也会对结构造成一定的影响，如横向粘贴会对结构形成一个紧箍效应，因此，如何对加固方案进行调整使得既能满足加固的需求，又能获得一个比较好的经济效果，这也是一个值得进一步研究的问题。
5. 碳纤维布加固结构的优缺点
碳纤维布的抗拉强度可以达到4900MPa，是钢材抗拉强度的十几倍。
碳纤维布的弹性模量可以达到2.4×10∧5 MPa，也大于钢材的弹性模量。因此采用这种方式提高构件的抗弯刚度也比较大。
碳纤维布的耐腐蚀性强，在酸性、碱性和中性环境中的耐腐蚀性都比较强。
碳纤维布的操作比较简单，易于裁剪，施工适应性强。
当然，碳纤维布加固结构也有缺点，如预应力混凝土结构在施工和使用过程中会产生拱度，这种拱度实际上对结构使用本身是存在好处的，因为它能抵抗一部分荷载效应。而粘贴碳纤维布会对拱度的形成产生约束作用，对结构有所不利。
总而言之，碳纤维布以其不增加结构自重、不影响结构外观、不减小结构净空、不设置锚固构件、不损伤原有结构等众多优点，当仁不让地成为结构加固领域里的排头兵，因而这种加固方法在工程领域里值得推广。
参考文献
1. 委玉奇，贾云龙运用碳纤维布加固混凝土结构施工技术 低温建筑技术2011年第2期。
2. 李小峰浅谈碳纤维布加固混凝土结构的技术原理林业科技情报 2008年第3期。
