論文摘要：分析橋梁病害原因，經(jīng)過哈爾濱工業(yè)大學(xué)檢測(cè)結(jié)果，合理地確定了橋梁加固方案，深入討論了裂縫的處理、橫隔板加固及粘貼碳纖維布的施工工藝。
一、前言
金寶屯大橋位于國(guó)道203線吉林省境內(nèi)K504+360處，橋梁全長(zhǎng)464.4米，跨徑組合為20米×23，橋面寬度凈-8.6米+2×0.5米，上部結(jié)構(gòu)為裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型梁，下部為雙柱式墩、臺(tái)，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。1982年9月建成投入使用，多年運(yùn)營(yíng)后，2008年4月發(fā)現(xiàn)，由于汽車嚴(yán)重超限運(yùn)行，加上設(shè)計(jì)、施工等因素造成橋面、T梁主梁、橫隔板出現(xiàn)裂縫，經(jīng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)檢測(cè)后，判定為危橋，立即封閉交通，并于2008年5月開始對(duì)該橋進(jìn)行加固處理。
二、病害概況、成因及加固方案的確定
――經(jīng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)對(duì)該橋檢測(cè)報(bào)告的結(jié)果為：
1）橋面鋪裝：橋面水泥混凝土鋪裝破損嚴(yán)重，水泥混凝土表面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫和縱向裂縫、脫皮，局部破損露骨。
2）橋梁伸縮縫鋼板嚴(yán)重變形，伸縮縫旁的過渡段混凝土出現(xiàn)多條縱向裂縫，局部已破碎。
3）主梁：梁端范圍內(nèi)出現(xiàn)較多斜裂縫，且大致沿中性軸25-45方向開裂，表現(xiàn)為典型的主拉應(yīng)力裂縫，最大裂縫寬達(dá)0.3毫米，裂縫較密；跨中附近出現(xiàn)受彎裂縫，裂縫寬度在0.1毫米-0.25毫米之間。
4）橫隔梁：橫隔梁破損嚴(yán)重，連接部分外包混凝土脫落，橫隔板之間的鋼筋外露、銹蝕，連接鋼板扭曲，甚至斷裂，部分橫隔板已經(jīng)失去了橫向聯(lián)系的作用。
――造成病害原因
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通量逐漸增大，疲勞破壞等原因，造成橫隔梁橫向聯(lián)系的失效，使梁間整體性下降，導(dǎo)致各片梁的活載撓度發(fā)生變化，撓度的變化可能使橋面鋪裝層產(chǎn)生剝離，剝離的鋪裝層在車輛的碾壓震動(dòng)后發(fā)生破損，這種破壞反過來又使得橋梁整體性進(jìn)一步下降，如此惡性循環(huán)，極易導(dǎo)致危險(xiǎn)的發(fā)生。
主梁拉應(yīng)力及正彎矩作用，使得梁體表面出現(xiàn)裂縫，當(dāng)裂縫發(fā)展較快時(shí)，可能明顯降低梁的承載能力，同時(shí)鋼筋容易銹蝕，結(jié)構(gòu)內(nèi)部容易受到有害物質(zhì)的侵蝕。
由于當(dāng)時(shí)施工技術(shù)水平低，施工質(zhì)量不好，個(gè)別主梁混凝土表面有麻面、蜂窩、空洞、露筋現(xiàn)象，并且橋墩表面有風(fēng)化、麻面、短細(xì)裂縫、導(dǎo)致表層破壞，保護(hù)層減薄、鋼筋外露銹蝕，嚴(yán)重會(huì)消弱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。
――加固方案
1）主梁裂縫處理
鑿除原橋面混凝土層和橋上防撞墻，更換已破損的T梁，重新鋪筑鋼筋混凝土橋面和護(hù)欄。
2）加固橫隔板
中隔板加固方法：在主梁梁肋及橫隔板上鉆孔，穿入主鋼筋及分布鋼筋，主鋼筋進(jìn)行張拉后，澆筑微膨脹混凝土；端隔板加固方法：鑿除端隔板表面混凝土，原橋端隔板混凝土外露箍筋與加固部分鋼筋焊接在一起，穿入主鋼筋，主鋼筋進(jìn)行張拉后，澆筑微膨脹混凝土。
3）主梁翼板增加橫向連接
采用粘鋼法加強(qiáng)全橋橫向連接，用環(huán)氧樹脂砂漿將翼緣板粘貼面找平，涂抹結(jié)構(gòu)膠，粘貼鋼板，穿入螺栓將鋼板固定。
4）混凝土表面碳化：采用全鑿混凝土表面涂刷環(huán)氧樹脂膠防碳化處理�；炷烈烟蓟奶蓟瘜颖容^堅(jiān)硬的可直接涂料封閉；碳化層疏松的，應(yīng)先鑿除碳化層，再用環(huán)氧樹脂砂漿處理。
5）橋面整體化現(xiàn)澆混凝土及護(hù)欄：鑿除原橋橋面鋪裝及防撞墻護(hù)欄，將橋面寬度增至9.0米，兩側(cè)進(jìn)行價(jià)款處理厚修筑0.5米寬護(hù)欄底座及三橫梁式護(hù)欄。橋面重新鋪筑防水混凝土橋面鋪裝。為提高橋面防水效果，同時(shí)盡可能減輕恒載，水泥混凝土橋面加鋪2層改性瀝青稀漿封層。
6）更換原橋所有伸縮縫。
三、主梁加固的主要施工方法及工藝
本橋加固施工順序?yàn)椋鸿彸龢蛎驿佈b及護(hù)欄―裂縫修補(bǔ)―主梁橫隔板鑿毛―鉆孔―粘貼鋼板―加固橫隔板―施工橋面系。
――裂縫的修補(bǔ)
1）當(dāng)裂縫小于0.1mm時(shí)采取表面灌漿處理方法，將裂縫表層混凝土松散層去除打磨，露出新縫，施工前再用丙酮擦洗干凈，沿縫兩側(cè)20-30mm處，用毛刷沾環(huán)氧樹脂漿液刷裂縫一至二遍，當(dāng)漿外溢時(shí)即可，并在表層粘貼一層玻璃絲布，封縫完畢。
2）當(dāng)裂縫寬度大于0.1mm時(shí)，裂縫表層清除同上，即基層處理干凈后，采用預(yù)埋灌漿噴處理的方法，即間距300-500mm埋設(shè)一個(gè)灌漿口，埋設(shè)時(shí)現(xiàn)在灌漿嘴的地盤上抹一層厚約1mm的環(huán)氧膠泥，將灌漿嘴進(jìn)漿騎縫粘貼在預(yù)定位置上，帶封嘴的環(huán)氧膠泥有一定強(qiáng)度時(shí)才能配漿、施灌，每條縫都應(yīng)沖裂縫的一端向另一端逐步推進(jìn)，施灌時(shí)應(yīng)在檢測(cè)封閉處是否漏漿，灌漿時(shí)壓力為0.2Mpa，即可滿足要求，待縫內(nèi)漿達(dá)到初凝而不外流時(shí)，拆下灌漿嘴，再用環(huán)氧樹脂膠把灌漿嘴處抹平封口即可。
――主梁粘貼鋼板加固
鋼板采用焊接方法施工，要求粘貼厚的鋼板與混凝土結(jié)構(gòu)連為一體，共同受力，主要工序?yàn)椋?/p>
主梁表面處理：主梁底面與兩側(cè)全部打磨平整露出新面，并用壓縮空氣吹除粉層或清水洗凈，干燥后用脫水棉花蘸丙酮擦拭表面。
打孔植筋安置固定螺栓：為使鋼板能與混凝土面僅僅粘貼，采用下底面間距1000mm，植雙排∮10螺栓，側(cè)面單排間距1000mm植∮10螺栓錨固，在混凝土表層打磨的同時(shí)對(duì)鋼板劃出螺栓位置并鉆孔，同時(shí)對(duì)鋼板除銹打磨，直至出現(xiàn)金屬光澤為止，打磨紋絡(luò)粗糙度越大越好，然后用丙酮擦洗干凈，加工好的鋼板按施工順序先主后次，先底后側(cè)進(jìn)行初次安裝緊貼加固為止，按鋼板已鉆好的孔眼在肋上定出植螺栓的準(zhǔn)確位置，核對(duì)后卸下鋼板，進(jìn)行螺栓鉆孔，按12倍鋼筋直徑深度成孔，洗孔清潔，待驗(yàn)。
3.2局部抵抗特殊偶然作用方法。局部抵抗特殊偶然作用方法主要是針對(duì)結(jié)構(gòu)中某些重要構(gòu)件,分析它們是否有能力抵抗設(shè)計(jì)考慮的偶然作用。這種方法要求預(yù)測(cè)作用于結(jié)構(gòu)上的偶然荷載的類型及其量值,然后對(duì)局部構(gòu)件進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)分析,以使結(jié)構(gòu)能夠抵抗特定的突發(fā)事件。
4化工廠建筑物的防爆措施
根據(jù)爆炸發(fā)生的原理，在建筑設(shè)計(jì)中采取一系列防爆措施可有效的防止爆炸事故的發(fā)生。
4.1消除形成爆炸的條件
4.1.1通風(fēng)。優(yōu)先采取自然通風(fēng)措施，特別是穿堂風(fēng)；南方可采用天窗通風(fēng)；寒冷地區(qū)、爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所可采用機(jī)械排風(fēng)；廠房存在比空氣輕的可燃?xì)怏w，可在屋頂設(shè)置排風(fēng)帽；
4.1.2隔熱�？刹捎秒p層輕質(zhì)屋面隔熱、架空板隔熱、吊頂隔熱等屋頂隔熱措施，可設(shè)置遮陽板、百葉窗、磨砂玻璃等設(shè)施,排除陽光直射使易燃化學(xué)物質(zhì)受熱升溫自然引起爆炸。
4.1.3防止產(chǎn)生火源。
配結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行鋼板螺栓植筋，植好的螺栓24小時(shí)不得撞擊，72小時(shí)后待植筋膠完全固化后，作抗撥試驗(yàn)合格后進(jìn)行鋼板粘貼。
固定與加壓：鋼板粘貼后，立即用卡具或木支撐固定，再用木龍一端緊貼鋼板底，另一端加壓用木卡，逐一卡緊至板邊膠液從邊緣擠出為止，然后鎖緊螺栓。
――加固橫隔板
鉆孔：采用電錘成孔，孔徑采用∮25，盡可能沿一端平直成孔，若遇鋼筋時(shí)，錯(cuò)開一個(gè)孔位穿過不致?lián)p壞原結(jié)構(gòu)鋼筋。
灌孔處理：鉆孔完畢厚盡快將混凝土芯從空內(nèi)全部去除，用毛刷洗孔，再用清水沖洗直直孔內(nèi)清潔無異物（有高壓水沖洗更好）。
鋼筋表面處理：用鋼絲刷去除鋼筋表面氧化層，再用丙酮擦拭表面后將鋼筋放一處5-10分鐘，然后才可植筋。
配制結(jié)構(gòu)植筋膠：仍采用AL-JQN-A型建筑結(jié)構(gòu)膠遇AL-JQN-B型建筑結(jié)構(gòu)膠，按3：1的比重配制，攪拌均勻5分鐘后即可使用。
化學(xué)生根：將配制好的植筋膠注入孔內(nèi)，再插入鋼筋，左右移動(dòng)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)不段灌入植筋膠至完全飽滿為止。
拉拔承載力檢測(cè)：在常溫20℃左右，植筋72小時(shí)后，植筋膠已完全固化，可以作抗拔試驗(yàn)，低溫時(shí)可以延長(zhǎng)1-2天。
――粘貼碳纖維布
1）首先將需要粘貼碳纖維布的T梁底用砂輪打磨平整，清除表面腐蝕、剝落的混凝土和灰塵，使粘貼面露出骨料，表面有油污的應(yīng)用脫脂棉紗蘸丙酮清洗，然后用高壓水槍清晰梁體粘貼面的灰塵。
2）找平材料表面干燥后，把刷涂料用的滾子蘸以事先兌好的碳纖維粘結(jié)膠，在梁體粘貼面上來回滾動(dòng)，涂抹一層底膠。粘結(jié)膠由環(huán)氧類主料和固化劑（重量比為3：1）配制而成。
3）底膠固化4小時(shí)以后，方可涂抹第二層膠和粘貼碳纖維布。碳纖維布纖維條的方向應(yīng)與加固部位受拉力的方向一致。粘貼時(shí)，要一次粘貼平整，用滾子順著纖維走向來回滾動(dòng)，防止形成褶皺、損傷纖維條或多次擾動(dòng)碳纖維橫向的編織線。一面檀香味調(diào)松散或改變?nèi)焕w維條的受力方向。碳纖維布確實(shí)需要搭接時(shí)，接頭處至少要搭接10cm以上。
4）粘貼強(qiáng)度形成期間（一般為3天）不得有加載、振動(dòng)等干擾，必要時(shí)應(yīng)保持成型所需要的壓力。在固化4小時(shí)候，涂抹第三層膠，以保護(hù)碳纖維布不受外界環(huán)境條件影響。涂抹要均勻，防止漏抹。
四、結(jié)論
我市大多數(shù)橋梁均采用鋼筋混凝土T梁橋，都出現(xiàn)不同程度的病害。由于目前車輛越來越向重型化發(fā)展，車輛密度不斷增加及嚴(yán)重的超限運(yùn)輸，使得很多橋梁出現(xiàn)了不同程度的缺陷，且越來越明顯，危機(jī)行車安全，本橋的加固方案，具有施工簡(jiǎn)單、節(jié)約投資的有點(diǎn)，給同類橋梁加固提供了切實(shí)可行的借鑒。
