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摘要：随着我国经济的发展,公路的建设步伐正以前所未有的规模在各地展开,人们对大型重要桥梁安全性、耐久性与正常使用功能的日渐关注，本文针对桥梁维修加固，实施粘钢、贴碳纤维布、植筋等及现场检验进行了探讨。
关键词：桥梁；维修加固；质量控制；检验
前言
桥梁维修加固是当今桥梁施工和维护中的难题之一，为便于维修操作及保证工程质量与结构安全，大多数的加固操作都是在中断桥面交通的情况下进行的。近年来，社会各界对高速公路服务质量要求不断提高，在维持交通情况下实施加固工程的情况越来越多，而目前国内相关加固规范对于加固质量的检查主要通过原材料、粘结胶等基材自身性能试验及粘贴后进行简单外观检查，难以判断正常运营时的交通扰动对加固工艺效果及加固后桥梁结构受力性能的实际影响。
一、桥梁维修及检验的重要性
随着城乡一体化建设和交通运输事业的飞速发展，车辆载重量、车速和交通量已大为提高，在过去三、四十年所建造的低标准的、长期失养的农用、公路及城市桥梁能否继续服役并安全运营，已成为公路和城市建设决策部门的一件大事。但是，有病害、甚至病害严重的危桥，如果有正确的检查分析与诊断，以新技术、新材料给予加强、加固（配合必要的桥梁试验验证）一般是能够继续安全运营的，并且能使其原有载重等级得到提高。
桥梁结构的检查，是保证桥梁正常使用、进行维修加固的重要依据。没有正规的检查就不可能有合理的维修。病害发现得越早，维修工作量就越小；发现得越晚，维修工作量就越大。检查不及时或不充分就有可能使桥梁病害得不到发现而潜藏着隐患。因此，检查桥梁结构的目的在于随时掌握结构的技术状况和安全状态，总结设计、施工、使用和维修的经验和教训，检定现有桥梁的承载能力和通行能力；指导对桥梁的正确使用、管理与维修等。旧桥现场的外观调查是通过桥梁检查人员的目测及有关量测仪器对桥梁进行全面细致的检查，以便发现桥梁的缺陷或损伤的外部迹象，并分析其产生的原因。同时要测量桥梁主要承重结构构件的实际几何尺寸。对于钢筋混凝土桥梁，还要检查钢筋布置情况以及混凝土材料的有关性能。此项检查、分析、加固的费用，一般只是新建费用的10%~20%。而且在加固过程中，除少量重车短期绕行之外，勿须全部中断交通，其经济效益和社会效益极其了然。这是一项很有意义的事。
二、工程概况
某东引桥33跨预应力混凝土空心板连续刚构桥，桥跨布置为33×20m，上部结构为20m预制预应力混凝土空心板。通过现浇桥面板及现浇连续段整体化处理，形成连续体系，且依据墩高情况分成四跨一联、五跨一联的连续、刚构结合的结构型式。每孔半桥宽由15块预制空心板组成，共有左、右两幅，预制板高85cm，12cm的现浇整体化混凝土层，上设8cm厚沥青混凝土铺装层。下部结构为双柱式桥墩，基础采用钻孔灌注桩形式。
三、工艺现场试验的方法
1.外观检查：目视和锤击检测，来判定结合面处理、粘贴效果；
2.同步受力性能试验：在钢板及旁边老混凝土处贴应力应变片，通过静载试验对比检测，来判定钢板、环氧混凝土与老混凝土是否协调、同步受力；分别在中断交通和正常通行下贴碳纤维布和植筋进行对比正拉试验，以判断胶体强度形成过程是否受到交通扰动的不利影响及其影响程度。
三、同步受力性能试验测点布置
1.现场试验位置的选择
（1）在底板不同位置粘贴3块钢板；
（2）在底板相邻位置粘贴1000mm×1000mm碳纤维布(中断交通和正常通车条件下)；
（3）在底板相邻位置植筋6根(中断交通和正常通车条件下各3根)。
2.试验荷载的选择
根据现场条件，在中跨合龙段左右幅共加载两辆重车，计87t。
3.钢板测点的布置
应变片的布置见图1，其中编号为⑥的应变片粘贴在箱梁底板混凝土表面，其他应变片粘贴在钢板表面。
图1 35号块外底板应变片布置示意图
四、质量控制工艺试验
1.粘钢质量控制工艺试验
（1）粘钢工艺流程
钢板粘贴工艺流程：施工准备→放线→混凝土面基层处理→种植锚固螺栓→钢板裁剪→钢板粘贴面打毛→配胶→粘贴→固定及加压→固化→检验→防腐处理→质量检验。
（2）现场测试位置应变理论值计算
采用有限元软件桥梁博士3.03分析计算该桥在1号T中跨35号块左右两侧行车道布置两辆重车(共重87t)，得到1号T中跨35号块下缘最大正应力为一0.561 MPa。该桥混凝土为C55，其弹性模量为E=3.55×104MPa，故其理论应变值为∑=一0.561/(3.55×104)=一15.88。
2.贴碳纤维布质量控制工艺试验
在跨中混凝土上贴碳纤维布，通过碳纤维布上仰贴40mm×40mm钢板试块进行正拉检测，来判定布与混凝土是否粘贴牢固，以判断胶体强度形成过程是否受到交通扰动的不利影响及其影响程度。
为了检验贴布位置的影响及效果的重复性，增加测试数据的代表性，在底板不同位置粘贴了6块40mm×40mm钢板标准试块。通车条件下3块，中断交通条件下3块。在碳纤维布表面粘结试验块，应在固化后达到可以进入下一步工序之日进行，若因故需推迟布点，不超过3 d。布点的钢标准块间距不小于500mm。粘贴钢标准块选用固化快、高强度粘剂进行粘贴。粘贴好钢标准块后对碳纤维布进行切割，沿钢标准块四周进行切割，切人混凝土深度为10mm～15 mm，缝的宽度2mm，然后用拉拔仪进行正拉试验。
3.植筋质量控制工艺试验
在跨中混凝土上仰植6根+12钢筋进行正拉检测，来判定钢筋与混凝土是否粘贴牢固，以判断胶体强度形成过程是否受到交通扰动的不利影响及其影响程度。为了检验植筋位置的影响及效果的重复性，增加测试数据的代表性，在底板不同位置粘贴了6根Φ12钢筋试件。通车条件下3根，中断交通条件下3根。采用公称直径12mm的热轧带肋钢筋，钻孔深度15cm，植筋前对植筋孔按要求进行清孔，注入植筋胶后，应立即插入钢筋，并按顺时针方向边转边插，直至达到规定的深度。植筋完毕后养护7d进行拉拔试验，若有困难不得超过1d。然后用拉拔仪进行正拉试验。启动油门应均匀、连续地施荷，并控制在2min--3min内破坏。
4.试验结果分析
(1)钢板试验结果
通过现场应变测试，可以得到l号及2号钢板在加载过程中钢板自身及其对应的混凝土应变变化情况。
①在现场通过敲击，无异响，可以初步判定灌胶饱满，没有空洞现象，满足施工规范上的基本要求。
②从钢板与对应混凝土应变对比图分析，钢板上的应变与其附近的混凝土应变在活载阶段、加载阶段、卸载阶段共三个阶段基本一致，相差在3个微应变以内，说明在试验荷载下新粘贴的钢板与其周围的混凝土受力是同步、协调的。
③卸载后应变基本恢复(残余应变在两个微应变以内)，说明测试系统误差小，测试效果良好。
④实测的混凝土和钢板的应变最大值接近为16个微应变，与计算值能很好吻合，从一个方面说明测试结果可信度高，钢板与其周围的混凝土变形协调。该桥通过本次试验可以看出，活载对粘钢胶的粘结强度形成过程中影响小。所以在采取适当的辅助措施后(比如对于桥梁主跨行车道范围的沥青层进行铣刨减载，以等代替换挂篮以及车辆荷重，减少滞后应变对钢板的影响，更好地发挥钢板高强性能。再如增加适当的螺栓锚固，防止发生混凝土表面撕裂破坏等)，在不中断交通条件下进行粘钢加固桥梁是可以满足设计需要的。
(2)碳纤维布试验结果
两组试件均为碳纤维布下混凝土内聚破坏，破坏面均为混凝土面拉坏。
(3)植筋试验结果
两组钢筋均为胶粘结与混凝土粘合面粘附破坏或胶粘剂与钢筋粘附破坏。
五、结束语
综上所述，钢板与混凝土各对应检测点应变幅度变化基本协调一致，可以判定工艺试验钢板已参与混凝土共同受力，可以认为在不中断交通的条件下能够施工粘钢作业。贴碳纤维布和植筋在中断交通和正常通车条件下无明显变化。
论文作者:李锦芳
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/3
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