桥梁维修加固-船山岗桥实例分析

桥梁现状及主要病害 
船山岗桥为简支斜交桥，桥梁的斜交角度为40度，跨径纵向布置为1×10m，桥梁全宽为27m，分东西两幅，东、西幅行车道的横断面各由10块钢筋混凝土空心板梁组成，边梁顶宽1.62m，中梁顶宽为1.24m，梁高0.45m。主梁混凝土设计标号C30。桥梁设计荷载等级为：汽一超20级。挂车―120。 
加固方案 
该桥除存在个别梁板由于单板受力存在刚度不足缺陷外，根据《公路旧桥承载能力鉴定方法》评估其极限承载力，计入材料损伤及恶化系数时，靠近边梁的中梁的极限承载力为386KN.m，低于其承载力极限状态下zui不利效应组合值402 KN.m，本次加固拟在原结构的基础上，将其极限承载力提升到700 KN.m。该加固技术如图所示，施工流程依次为张拉碳纤维板、粘贴纵向碳纤维布、粘贴横向碳纤维布。
2 试验结果与分析 
2.1 梁的破坏形态 
(1) 钢板剥离破坏。由于胶作用于混凝土表面的剪应力和正应力的组合作用引起的破坏。如粘贴2.67mm 厚钢板的梁A- 4 ,破坏时首先钢板从一端翘起,然后再从底部开裂,并逐渐向加载点处扩展,zui后混凝土剪切破坏。 
(2) 钢板屈服破坏。当钢板的厚度比较薄，梁体下部受拉受弯时，钢板的刚度较小，引起钢板和混凝土的剥离，当混凝土受拉破坏时，钢板可达到屈服。梁A - 2、A - 3 的破坏就属此种类型。 
(3) 混凝土破坏。当钢板厚度稍大时，混凝土先与钢筋破坏，为使钢板和混凝土同时达到工作极限，用螺栓和U 型板将钢板锚固在梁体上，使得钢板抑制或延长混凝土开裂破坏，提高梁的承载能力。梁A - 5 和梁A - 6为阻止钢板的剥离分别采用了螺栓锚固和U 型板锚固。 

2.2 混凝土应变 
      根据实验分析,发现混凝土底部受拉区在20kN 左右开裂,开裂后通过对应力计的读数，混凝土应变减少，钢板在工作，而后混凝土应变又线性增加，说明钢板和混凝土已经同时工作，承载力已得到提高。实验分析表明:混凝土开裂后,钢板的加入工作，使得整个截面的应力重新分布,钢板能接受混凝土传递的应力，并能整体工作。钢板加固可使开裂荷载提高，且较薄的钢板比厚钢板加固梁延迟开裂,钢板的配率与整个梁截面需要匹配。 

2.3 钢板应变 
     这表明,在混凝土开裂前整个钢板上的受力基本上是一致的, 当混凝土开裂后, 跨中要比端部大一些, 且应力增长速度要快一些。曲线变化比较复杂, 但也看出有同样的现象, 只是斜率变化要平缓一些, 也就是说粘结应力集中要小一些。用螺栓锚固及U 型板锚固梁的变化曲线, 二者的变化趋势极为相似, 由钢板端部开始, 钢板受力就直线增大, 但近似成直线上升, 说明粘结应力不是很大,锚固措施大大改善了粘结段的受力性能, 粘结剂和锚固构件一起共同把混凝土上的力迅速地传给钢板。  
3 项目应用                              hengshuijucheng
目前，我国交通经济和交通规划的不断发展，有的许多修建于60年代的桥梁，由于设计不完善、施工质量不好、养护不到位等原因，加上大量超载车行驶，使得主梁承载力不足、纵向主筋出现严重的锈蚀,安全存在隐患，因此，应该进行及时的加固维修。 
根据上述所做的六根梁的加固试验分析，对于粘贴钢板加固桥梁在实际应用中提出一些注意事项。 
(1) 用砂轮将梁底混凝土表面打毛并大致找平,以露出骨料为宜,梁底如有错台要打磨成圆顺的弧形。并将梁底的油渍、水印、灰尘等彻底刷净。这主要是为了钢板和混凝土更好的接触成一整体，有效防止钢板与混凝土的剥离破坏。 
(2) 一般情况下,随粘结的钢板厚度增加,加固梁的刚度逐渐增大,但其延性却有所降低,而采取锚固措施。如果钢板厚度合理或者采用了合适的锚固措施,可使破坏变成钢板首先屈服的弯曲延性破坏,且使极限荷载得到zui大限度的提高。钢板厚度以2～6 mm 为宜, 一般取4 mm； 
(3) 钢板加固时，尽量使用螺栓锚固和U 型板锚固，因为在距钢板端部50～150mm的长度范围内,钢板内的应变分布极不均匀,有粘结应力集中现象,采用锚固措施后可改善这种情况。并且，对于钢板的锚固粘结长度也要进行计算。 
(4) 钻孔、打铆钉固定钢板。钢板粘贴于yu定位置后, 应立即进行打铆钉孔、打入异形铆钉, 异形铆钉全部打入后, 通过铆钉对钢板拉伸作用, 保证钢板沿受力方向拉紧, 并将钢板牢固地铆接于加固构件上,结构胶通过挤压从钢板边缘挤出。 
(5) 粘结剂的涂刷 
钻孔、打铆钉完成以后，将钢板和梁底清刷干净,先用钢刷在钢板粘贴面和梁底刷上一层薄的粘结剂作基液,晾放30 min 后,再用刮刀在钢板粘贴面上涂抹粘结剂,钢板纵向中央稍厚一点,边上稍薄一点,涂满钢板粘贴面,这样粘贴挤压后钢板与梁底之间不留空隙,粘贴紧密。