摘要：針對廣東佛山某50m跨頂推連續梁橋柱頂的病害情況，通過有限元等手段分析了病害出現的原因，并在不封閉交通的情況下，對柱頂采用組合構件法及粘巾碳纖維布兩種加固方案進行比較，在加固設計中提出了“膠混凝土”概念。簡要介紹該橋的加固設計情況及施工工藝。
1 概述
廣東佛山某頂推連續梁橋橋跨組合為10×50m×40m。通車，在橋梁普查中發現，部分柱頂存在豎向裂縫，個別柱頂裂縫處混凝土剝落。
（1） 部分橋墩墩頂存在豎向裂縫，裂縫處混凝土剝落，開裂處寬約5mm，長120cm，超出系梁范疇，呈“V”字型分布。
（2） 某橋橋墩頂存在兩處豎向裂縫，裂縫處混凝土剝落，開裂處由上至下寬約30～10cm，長100cm，呈“V”字型分布。
（3） 橋墩系梁不同程度出現0.04～0.40mm貫通斜裂縫、豎向裂縫；
（4） 由于以上裂縫的出現，露筋現象嚴重；
（5） 裂縫內混凝土面碳化深度與墩柱外表面混凝土碳化濃度基本接近。
2 裂縫形成原因分析
為分析墩柱頂劈裂的原因，我們對頂推連續箱梁下部作了仿真分析。在最不利荷載組合下：次邊墩支座最大反力為950t，中墩支座最大反力為800t。根據最大的支座反力，對橋墩建立有限元模型進行仿真分析：在最不利荷載工況下，柱頂最大主拉應力為—0.62Mpa，無小于A類構件空話值—1.89MPa。
從碳化深度的檢測結果來看，頂推連續梁橋墩柱頂裂縫在橋梁通車以前就已形成，因此并非橋梁運營階段正常受力引起。從劈裂較為嚴懲的橋墩墩頂圖片可見：在支座外側橋墩墩頂露出有很多銹蝕鋼筋，為施工過程中導向預埋鋼筋。因此橋墩墩頂裂縫可能是在頂推過程中箱梁產生偏位后利用導向塊糾偏時使導向塊隨較大水平力所致，然后，隨著空氣中的水分、氯離子、二氧化碳等的滲入，導致鋼筋銹蝕、體積膨脹，最終導致混凝土保護層脫落。
從檢測報告可看出，有的裂縫已向系梁下延伸；同時由于開裂嚴重，鋼筋外露，這些均將影響結構的耐久性。鑒于本橋的實際情況，必須進行加固。
3 加固方案設計
3．1橋墩劈裂補強設計的原則
（1） 防止裂縫病害再發展，防銹，防腐蝕。
（2） 對已劈裂的部分，在縫中灌注膠混凝土，加強斷面的整體性，提高斷面剛度。
（3） 加巾環形鋼板或碳纖維布，以承受活載、溫度等荷載產生的拉應力，并提高橋墩的延性。
（4） 鑒于本橋為高速公路上的一座橋梁，交通較為繁忙，因此所有加固均須在不封閉交通的狀態下進行。
3．2橋墩劈裂縫的處理
本橋部分柱頂裂縫寬度達到30～10cm，為了保證橋墩的整體性和橋墩鋼筋的耐久性，對劈裂縫進行了處理。具體措施：
（1） 若裂縫寬度不超過10mm，道德鑿除裂縫周圍松散的混凝土，并對裸露鋼筋進行除銹防銹處理，然后采用“壁可法”壓注低粘度進口優質高分子樹脂。
（2） 若裂縫寬度超過10mm，道德鑿除裂縫周圍松散的混凝土，并對裸露鋼筋進行除銹防銹處理，然后采用“膠混凝土”填充。“膠混凝土”是一種用于橋梁加固的新工藝，它是采用KONY-BOND E2300高分子樹脂與級配碎石及石英砂一起形成的一種聚合物，除了本身具有優良的物理性能（抗拉、抗壓等）外，還具有施工方便（壓注法施工）、與舊構造物粘結能力強等特點。
3．3柱頂加固方案比較
為增加開裂柱體的抗壓能力，增強橋墩的延性，采用了粘貼六邊形鋼板（組合構件法）及粘貼碳纖維布兩種方案對柱頂進行加固。
3．1．1粘貼鋼板方案
對系梁上1m高立柱及系梁以下45cm高立柱范圍，通過錨固螺栓及進口優質粘結劑將鋼板與立柱連成整體。鋼板粘結劑采用進口優質耐久的產品。
本粘貼鋼板法采用了組合構件的概念，與傳統的粘貼鋼板法不同。施工工藝：用封邊膠填補立柱表面孔洞及不平整處——清洗耳恭聽并平整立柱表面，植入固定鋼板的螺栓——打磨粘合面的鋼板化蘭表層——安裝并固定加強鋼板（調好灌漿間隙）——封邊——壓入粘結膠——凝固——鋼板油化防銹處理。
3．3．2粘貼碳纖維布方案
對系梁上立柱1m范圍粘貼3層面料纖維布，對系梁以下1m范圍立柱及系梁靠近立柱1m范圍均粘貼一層碳纖維布。碳纖維布規格采用等厚度0.167mm型。采用進口優質碳纖維布及其配套樹脂。
3．3．3方案比較
兩加固方案均能滿足加固后橋墩的正常使用狀態要求及承載能力的要求。
由于橋墩為六角形，依規范要求，粘貼碳纖維布需要對六個角進行打磨，且半徑要求大于2cm，施工較為麻煩。
粘貼鋼板法相對能較大的增強橋墩剛度，等價是亦稍低一些，并且施工簡便，故為推薦方案。
4 加固施工
（1） 在橋墩上系梁施加兩個千斤頂，給上部箱梁100t支頂力，變完全被動加固為部分主動加固。
（2） 對柱頂裂縫進行處理，包括鑿除松散混凝土、露筋的處理及膠混凝土的灌注。
（3） 植入螺栓，粘貼鋼板，涂裝。在粘幅鋼板時應注意：1）鋼板與立柱表面混凝土間距5mm，鋼板接縫要求雙面焊接，焊接質量要求滿足相應施工規范要求。2）粘貼鋼板，應根據實際尺寸放樣，嚴格控制外形尺寸，確保整齊美觀。3）防銹漆建議采用壽命10年以上的進口油漆，如JOTUN、安士丹等，以減少養護的工作量。4）固定鋼板及灌注粘結劑選擇在車輛較少的凌晨進行。
5 加固效果
劈裂較為嚴重的橋墩已于2003年底加固完成，經檢查，“膠混凝土”與周圍原結構粘結密實，加固鋼板灌漿密實，達到了劈裂柱一體化的修復。通車運營幾個月后，經檢查，未發現新的裂縫，達到了預期的加固效果。
6結語
（1） 在加固設計中采用了組合構件的概念來設計粘貼鋼板。采用灌注粘結膠新工藝粘巾鋼板能有效地保證粘結膠的飽滿度及粘結質量。
（2） “膠混凝土”新材料的應用，能有效地解決分離的舊混凝土構件之間的連接問題，且施工方便，對解決橋梁中關鍵部位空洞、缺陷等的修補具有現實意義。
（3） 采用“壁可法”施工工藝及技術灌注裂縫，保證了灌縫的飽滿度及質量。
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