浅谈预应力混凝土小箱梁的粘钢加固

励东东 郝兴东

长安大学公路学院（71006 4）

0 引言

先简支后连续预应力混凝土小箱梁因具有较大的截面抗扭强度、抗弯强度以及在造价、施工速度等方面的优势而得到了广泛的应用。由于设计、施工及养护等方面的问题，许多在役桥梁出现了许多病害,有些严重的病害已经危及桥梁的使用，亟需加固。

某桥上部为30 m先简支后连续预应力混凝土小箱梁，七孔一联，在使用过程中发现存在严重病害，底板和腹板有许多开裂现象，经过对该桥全面检查和具有代表性孔的荷载试验，确认该桥存在严重病害，部分桥孔已危及行车安全，需要立即对该桥采取加固措施以确保行车的安全。

1 工程概况

某桥上部为30 m先简支后连续预应力混凝土小箱梁，七孔一联。桥梁单幅桥面由4片预制小箱梁组成，梁高1.5 m，中梁宽2.4 m，边梁宽3.3 m，中梁与边梁采用后浇湿接缝连接，其横截面布置见图1。

经过多年的运营使用,该桥出现了许多病害,主要表现为:多发生在跨中的箱梁底板横向裂缝；多发生在箱梁的L/4和3L/4附近箱梁腹板较多的斜裂缝和多发生在跨中附近的竖向裂缝，且各联边跨及次边跨较严重。再次检测时还发现：箱梁腹板部分裂缝有变宽、加重的迹象；重车通过时，腹板斜缝有扩展迹象。

2 加固方案

桥梁加固应依据桥梁结构自身特点，在认真对桥梁进行详细检测、试验的基础上，结合理论计算，分析出桥梁病害的成因，并据此选择切实可行的加固技术，所选加固技术应能切实解决桥梁存在的各类病害，恢复桥梁承载能力，并且要从技术、造价、工期、交通管制等多方面进行比较论证。

本桥腹板加固采用粘贴8 mm厚Q235钢板（距支点 2 m～3L/8和 5L/8～距支点2 m范围），3L/8～5L/8粘贴2层碳纤维布加固。

本桥底板加固主要采用粘贴3条30 cm宽8 mm的厚钢板进行加固，粘贴范围为L/4～3L/4。

3 粘钢加固分析

粘钢加固法，是指用结构胶黏剂粘贴钢板（型钢）以提高构建承载力的方法[1]。它是通过胶的粘结强度，将荷载传递到钢板上，使钢板与混凝土共同工作以提高构件承载力的一种加固方法。由于粘贴钢板的工作可以在不影响桥梁使用的正常情况下进行并且被粘贴钢板一般只有数毫米厚,而对桥下净空影响很小,故被称为优点很多的加固技术[2]。

3.1 粘钢加固施工

3.1.1 材料选用

1）钢板制作

①钢板切割边缘表面应光滑，无咬口、毛刺及翘曲等缺陷，运至现场应进行除锈、清洗，然后刷浆粘贴。钢板易在施工、搬运过程中造成变形翘曲，再施工、搬运时应采取相应的防止变形的措施。

②为增加表面极性,改善钢板的黏附能力，对粘贴面进行除锈和粗糙处理。

③按锚栓设计位置对钢板进行钻孔。

2）胶黏剂应满足设计要求的各项力学指标和耐久性能。其质量符合现行规范的相关规定。

3.1.2 施工流程

1）向梁体植入螺栓；2）钢板的安装与锚固；3）加固所用的钢板应按要求进行防腐处理，钢板外漏部分涂刷二遍铁红色酚醛防锈漆，外涂二遍灰色面漆。

3.2 粘钢加固分析

计算采用桥梁结构静力计算综合程序Doctor Bridge，结构离散模型见图2。经过计算:中梁各正截面抗弯强度大于弯矩组合设计值，满足规范要求；边梁正截面抗弯强度与弯矩组合设计值的比值在0.99～1.05之间，基本满足规范要求。对应腹板病害情况，加固后中梁、边梁各斜截面抗剪均大于剪力组合设计值，满足规范要求。

4 结语

本工程小箱梁底板和腹板的加固工作已经完成。加固完成后对桥梁进行了荷载试验，表明加固后桥梁病害得到了有效控制，桥梁整体刚度有较大提高，加固后桥梁承载能力有所增加，桥梁加固效果达到了加固设计预期的要求。但是，在长期动荷载的作用下桥梁混凝土与钢板的结合会产生什么影响,还有待时间的检验。

[1]JTG/T J22-2008,公路桥梁加固设计规范[S].北京:人民交通出版社,2008.

[2]叶见曙,谢娟.粘贴钢板加固预应力混凝土梁的设计方法[S].华东公路,1994(86):27～31.