1.體外預應力加固法

概述

鋼筋混凝土梁橋，當其存在結(jié)構(gòu)缺陷，尤其是承載能力不足或需要提高荷載等級，即需要對橋梁主要受力結(jié)構(gòu)進行加固改造時，可在梁體外部(梁底和梁兩側(cè))設置預應力加勁鋼絲索或預應力粗鋼筋補強，并分別錨固在梁的兩端，通過設置一定的聯(lián)結(jié)構(gòu)件使預應力拉桿(鋼絲索或預應力粗鋼筋)與梁體構(gòu)成一個桁架體系，成為一次超靜定結(jié)構(gòu)，從而抵消部分恒載應力，起到卸載作用，從而較大幅度地提高橋梁的承載能力。體外預應力加固法比梁底增焊(或粘貼)鋼筋(或鋼板)的加固方法相比，不需清鑿混凝土保護層，且損傷梁體程度小，加固時不影響或少影響交通，能恢復或提高橋梁的荷載等級，經(jīng)濟效果較明顯。但對于梁體外的預應力筋和有關構(gòu)件應采取切實有效的防護措施，否則在溫度、腐蝕等外界條件作用下，容易造成預應力筋斷裂而使加固工作失敗。

通過在梁體外布設鋼材的拉桿或撐桿并與被加固的梁體錨固連接，然后施加預應力，強迫后加的拉桿或撐桿受力，從而改變原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，并降低原結(jié)構(gòu)應力水平，使結(jié)構(gòu)總承載力顯著提高，且可減少結(jié)構(gòu)的變形、裂縫寬度縮小甚至完全閉合。這就是體外預應力加固梁橋，并能提高其承載能力的機理。

2.粘鋼加固

粘鋼加固橋梁一般采用環(huán)氧樹脂或建筑結(jié)構(gòu)膠將鋼板、鋼筋或玻璃鋼等抗拉強度高的材料粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的受拉緣或薄弱部位，使之與原結(jié)構(gòu)物形成整體共同受力，以提高其剛度，改善原結(jié)構(gòu)的鋼筋及混凝土的應力狀態(tài)，限制裂縫的進一步發(fā)展，從而達到加固補強、提高橋梁承載能力的目的。一般將鋼板粘貼在被加固橋梁結(jié)構(gòu)受力部位的外邊緣，以便充分發(fā)揮粘貼的鋼板強度與作用，同時封閉粘貼部位的裂縫和缺陷，約束混凝土變形，從而有效地提高被加固構(gòu)件的剛度和抗裂性。

(1)為了提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗彎能力，一般在構(gòu)件的受拉緣表面粘貼鋼板，使鋼板與原結(jié)構(gòu)形成整體來受力，此時以鋼板與混凝土粘結(jié)處的混凝土局部抗剪切強度控制設計。合理與安全的設計應控制在鋼板發(fā)生屈服變形前，粘結(jié)處混凝土不出現(xiàn)剪切破壞。

(2)當橋梁結(jié)構(gòu)的主拉應力區(qū)斜筋不足，為了加固和增加結(jié)構(gòu)的抗剪切強度時，可將鋼板粘貼在結(jié)構(gòu)的側(cè)面，并垂直于剪切裂縫的方向斜向粘貼(斜度一般為45?-60?)，以承受主拉應力。

(3)補強設計時，鋼板可作為鋼筋的斷面來考慮，將鋼板換算成鋼筋，原有構(gòu)件承受恒載與活載，增加的鋼板承受原有構(gòu)件承受不了的那部分活載。

(4)在構(gòu)造設計時，加固用的鋼板可按實際需要采用不同的形狀，但鋼板的厚度必須比計算出的厚度大些。用于抗彎能力補強的鋼板尺寸盡可能薄而寬，厚度一般為4mm-6mm，較薄的鋼板可有足夠的彈性來適應構(gòu)件表面形狀。用于抗剪能力提高的鋼板厚度宜厚些，依設計而定。

(5)設計鋼板長度時，應將鋼板的兩端延伸到低壓力區(qū)，以減少鋼板錨固段的粘結(jié)應力集中，防止粘結(jié)部位構(gòu)件出現(xiàn)裂縫或粘貼鋼板被拉脫現(xiàn)象的發(fā)生。

(6)粘貼法加固橋梁，如何確保鋼板和被加固構(gòu)件形成整體受力是加固成功與否的關鍵，所以，在補強設計時，除應考慮鋼板具有足夠的錨固長度、粘結(jié)劑具有足夠的粘結(jié)強度和耐久性外，為避免鋼板在自由端脫膠拉開，端部可用夾緊螺栓固定，或設置U型箍板、水平錨固板等，并在鋼板上按一定的距離用螺栓固定，確保鋼板與混凝土之間的粘結(jié)力滿足抗拉或抗剪強度的需要。

3.外包混凝土法加固

外包混凝土加固法又稱加大截面加固法，它是增大構(gòu)件的截面和配筋，用以提高構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性，也可用來修補裂縫等，適用于梁式橋和拱式橋。

根據(jù)不同的加固目的和要求，可分為加大截面為主加固和加配筋為主的加固，或兩者同時采用的加固。加固中應將新舊鋼筋以焊接，或用錨桿聯(lián)結(jié)補強鋼筋和原構(gòu)件，同時將舊混凝土表面鑿毛清洗干凈，確保新舊混凝土良好結(jié)合。外包混凝土加固法使用普通混凝土，強度等級不低于C20，當加固層較薄，鋼筋較密時，可用細石子混凝土，在條件許可的情況下亦可采用鋼纖維混凝土加固，配置的鋼材除普通鋼筋外還可采用型鋼和鋼板。外包混凝土加固法缺點是現(xiàn)場濕作業(yè)工作量大，養(yǎng)護期較長，并對結(jié)構(gòu)外觀和凈空有一定影響。

外包混凝土加固法的構(gòu)造要求：1)新澆混凝土的最小厚度不應小于40mm，用噴射混凝土施工時不應小于50mm。2)配制混凝土用的石子宜用堅硬耐久的卵石或碎石，其最大粒徑不宜大于20mm。3)當采用鋼筋補強時，縱向受力鋼筋的直徑不宜小于12mm；封閉式箍筋直徑不宜小于8mm，U型箍筋直徑宜與箍筋直徑相同。4)當采用型鋼和鋼板補強時，應將其和原結(jié)構(gòu)的鋼筋進行聯(lián)結(jié)，或采用錨栓與原結(jié)構(gòu)聯(lián)系，切實保證力的有效傳遞和能夠參與原結(jié)構(gòu)共同受力。5)加固的受力鋼筋與原構(gòu)件的受力鋼筋間的凈距不應大于20mm，并應采用短筋焊接連接；箍筋應采用封閉的或U型箍筋。