中国是一个桥梁大国,尤其是改革开放以来,在桥梁建设方面取得了巨大的成就。然而,随着桥梁总数的增加,大多数桥梁面临着技术标准低、交通能力差的问题,无法满足日益增长的交通需求,甚至威胁到桥梁的行驶安全。
为了保证桥梁的安全和正常运行,延长桥梁的使用寿命,对桥梁的检查、维护和维护至关重要。但随着桥梁使用寿命的不断增加,容易出现承载能力下降、通行能力超限的问题。此时,有必要对桥梁采取必要的维护和加固措施,以满足新的使用要求。
桥梁加固改造的基本条件。
由于桥梁使用功能的特殊性,并不是所有的桥梁都适合加固。首先,加固改造后的桥梁应满足承载力和耐久性的要求。加固桥梁并不意味着桥梁的承载力可以无限制地提升,需要考虑新的加固体系和旧混凝土结构的完整性和共同工作。避免因加固体系受力滞后而优先破坏混凝土结构。
其次,加固后的桥梁应具有明显的经济效益和社会效益。当桥梁病害严重时,可以考虑废除重建,但这种方法不仅需要考虑新桥的成本和耗时,还需要产生大量的拆除旧桥的成本。一般情况下,旧桥加固改造低于同规模新桥投资的50%左右,因此在满足安全要求的情况下,采用加固改造的方法更有优势。
桥梁加固中碳纤维布的应用。
在桥梁加固中,必须尽可能减少对原结构的干扰、损坏和加固后自重的增加,同时兼顾施工操作的可行性。碳纤维布轻质高强,施工方便,可以充分发挥桥梁加固的作用。因此,碳纤维布可用于主梁、墩台等承重构件,也可用于非承重构件的加固。
在桥梁主梁加固中,碳纤维布可以等同于钢筋,碳纤维布可以沿桥梁主拉应力方向粘贴,两端设置锚固段,可以有效防止裂缝的形成,提升主梁的抗弯刚度;也可以粘贴在梁的侧面,发挥类似箍筋的作用机理,提升主梁的抗剪承载力。碳纤维布也可用于加固轴向压力的墩柱,可采用环向围护法,约束墩柱上缠绕的碳纤维布,从而提升墩柱的抗压强度。
需要注意的是,碳纤维加固不仅要注意锚固,还要注意消耗。首先,碳纤维布强度高,消耗过多会造成材料的浪费。其次,碳纤维布的任意使用会降低混凝土的延性,影响弯曲构件的破坏形式,导致碳纤维布被拉破坏,转化为弯曲构件上部受压区混凝土的突然压坏。
事实上,虽然碳纤维布在桥梁加固中施工方便,对原结构影响不大,但由于其受力滞后的特点,很难在桥梁加固中发挥材料的高强度优势。预应力碳板结合预应力技术,可以充分发挥碳纤维复合材料的高抗拉强度,改变梁的应力性能,为桥梁加固提供全新的方法。预应力碳板特别适合加固大跨度桥梁,越来越被认可。