一、混凝土橋梁加固所面臨的問題及對策耐
1、混凝土橋梁加固所面臨的主要問題
混凝土橋梁加固主要面臨著耐久性缺乏的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是混凝土橋梁的耐久性一般在20年以上的，極其容易出現(xiàn)大面積的破裂、脫落、老化，鋼筋受到的銹蝕程度嚴重，使橋梁受到嚴重的損壞；二是受到嚴重損壞的橋梁，其本身具有的穩(wěn)定性、牢固性、安全性大大降低，嚴重威脅到公路橋梁交通的安全；三是維護混凝土橋梁的耐久性，進行加固施工，需要花費大量的資金。
2、提高混凝土橋梁耐久性的對策
提高混凝土橋梁的耐久性，是公路橋梁加固的重要技術(shù)之一，其主要方式有兩個，一是選用高性能、高品質(zhì)的混凝土，相方設(shè)法提高混凝土的勻質(zhì)性、密實性、抗?jié)B性和耐凍性，從而達到提高混凝土抵抗冷凍侵蝕和碳化的能力；二是對既有橋梁所存在的缺陷進行加固改造施工，提高橋梁的耐久性，達到延長混凝土橋梁使用壽命的目的。
二、橋梁加固原理
橋梁加固改造是指運用一定的技術(shù)手段，恢復(fù)和提升橋梁的承載性能和耐久性能的方法。目前，常用的橋梁加固方法很多，從大的方面可分為上部結(jié)構(gòu)補強加固和下部結(jié)構(gòu)補強加固。從后加補強材料是否具備預(yù)應(yīng)力及基本受力原理來看，橋梁上部加固又可劃分為：主動加固和被動加固兩大類。
1、橋梁被動加固原理
橋梁在抗剪薄弱區(qū)或受拉區(qū)直接進行補強材料加固處理，例如：補焊鋼筋、粘貼高強復(fù)合材料、粘貼鋼板等。從作用原理上講，這種加固方法屬于被動加固的范疇。在實際設(shè)計時，必須考慮分階段受力及帶載加固的特點，構(gòu)件自重和恒載是由原梁承擔(dān)的；加固后的組合截面則承擔(dān)活載，原梁變形制約著后加補強材料強度的發(fā)揮程度。
2、橋梁主動加固原理
要想方設(shè)法提高后加補強材料的利用率，就必須解決后加補強材料的“應(yīng)變滯后”問題，使“應(yīng)變滯后”變成“應(yīng)變同步”，應(yīng)施加預(yù)應(yīng)力給后加補強材料，采用預(yù)加力原理實施加固補強處理。從作用原理上講，預(yù)應(yīng)力加固是屬于主動加固的一種。讓后加補強材料主動受到預(yù)加力的作用，改善橋梁原來的應(yīng)力狀態(tài)，可以以提高原梁承載力，增強其抗裂性。
三、公路橋梁中常見的應(yīng)預(yù)力加固技術(shù)及其特點分析
目前，公路橋梁結(jié)構(gòu)中常用的預(yù)應(yīng)力是三種加固體系主：即有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系、體外預(yù)應(yīng)力加固體系、高強復(fù)合纖維預(yù)應(yīng)力加固體系。
1、有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系
（1）作用原理
利用錨固于被加固梁體上的小直徑預(yù)應(yīng)力筋，對梁體施加預(yù)應(yīng)力，然后噴注具有較高抗拉強度的復(fù)合砂漿，將預(yù)應(yīng)力筋與被加固梁體粘結(jié)為一體，構(gòu)成有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系以其預(yù)應(yīng)力筋錨固簡單、張拉施工方便、結(jié)構(gòu)耐久性好，材料利用效率高的技術(shù)優(yōu)勢受到國內(nèi)外土木工程界的重視。
（2）技術(shù)特點
與體外預(yù)應(yīng)力加固體系相比有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系的突出優(yōu)點是：一是能最大限度的發(fā)揮后加補強材料的作用，提高材料的利用效率；二是噴注的高性能抗拉復(fù)合砂漿保護層。抗碳化和抗氯離子侵蝕能力強，保護鋼筋免于銹蝕，提高結(jié)構(gòu)耐久性，延長結(jié)構(gòu)使用壽命；三是靠小型錨具和高性能抗拉復(fù)合砂漿粘結(jié)的雙重作用錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋，錨固工作更為安全可靠。
2、體外預(yù)應(yīng)力加固體系
（1）作用原理
一是體外預(yù)應(yīng)力加固是指在梁體的外部（或箱內(nèi)）安裝上具有防腐保護作用的預(yù)應(yīng)力筋，梁體受到施加的預(yù)應(yīng)力，部分外荷產(chǎn)生的力會被預(yù)加力產(chǎn)生的反彎矩所抵消從而達到改善橋梁使用性能和提高橋梁承載性能的目的；二是作為目前常用的加固方法之一，體外預(yù)應(yīng)力的適用對象為：大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T構(gòu)箱梁橋和連續(xù)箱梁的加固；三是體外預(yù)應(yīng)力筋錨固定在梁中間或中間的橫隔梁上，跨間調(diào)整預(yù)應(yīng)力筋角度的是轉(zhuǎn)向塊，非常適宜梁的受力要求；三是嚴格來講，體內(nèi)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力、體外預(yù)應(yīng)力，均是無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)理論分析的核心問題是預(yù)應(yīng)力鋼柬在各受力階段的應(yīng)力增量計算問題。
（2）技術(shù)特點
與一般預(yù)應(yīng)力混凝土的結(jié)構(gòu)特點相比較而言，體外預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)主要具有以下優(yōu)點：一是體外預(yù)應(yīng)力的鋼筋既可以設(shè)計成不需要更換的，也可以設(shè)計成能夠更換、補拉的；二是可以更換的體外應(yīng)力鋼筋，具有便于維修、養(yǎng)護和加固的特點；三是用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)實施舊橋加固，其橋梁構(gòu)造簡單，使施工方便易行。四是大大減小了鋼筋柬的摩阻損失，提高了預(yù)應(yīng)力筋的利用效率，力筋應(yīng)力的變化幅值較小，有利于橋體抗擊疲勞；五是體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在我國混凝土橋梁加固改造中的推廣應(yīng)用，為混凝土耐久性問題的解決提供了可能技術(shù)支撐，大大提高了橋梁的耐久性，使橋梁的使用壽命也得到了很好的延長。例補拉一次或換一次索，可延長其的使用壽命20 年，大大降低了橋梁加固及養(yǎng)護的管理成本，亦有利于橋梁加固管理工作的長期發(fā)展。
3、高強復(fù)合纖維預(yù)應(yīng)力加固體系
目前，碳纖維和芳倫纖維是工程上應(yīng)用得最為廣泛的高強復(fù)合纖維。在橋梁預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)中，與芳倫纖維比較而言，碳纖維材料應(yīng)用得更為廣泛，技術(shù)更加成熟，故本文主要介紹碳纖維預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)。
（1）作用原理
為了達到增強公路橋梁加固的效果，提高碳纖維材料的有效使用率，施加預(yù)應(yīng)力給碳纖維材料是一種有效的辦法。碳纖維預(yù)應(yīng)力加固的作用原理為，利用錨固粘貼于被加固梁體上的碳纖維布條（板或布）對梁體施加預(yù)應(yīng)力，使加固梁的受力狀態(tài)得到相應(yīng)的改善。這種技術(shù)的關(guān)鍵是解決預(yù)應(yīng)力纖維布（板或布）的張拉、錨固的問題，使其適應(yīng)于橋梁現(xiàn)場施工的要求。
（2）技術(shù)特點
1)高強高效。由于FRP 優(yōu)異的物理力學(xué)性能，在加固修補混凝土結(jié)構(gòu)中可以充分利用其高強度、高彈性模量的特點來提高混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和延性，改善其受力性能，達到高效加固修補的目的；2)線膨脹系數(shù)與混凝土接近，保證了溫度變化時，F(xiàn)R 與混凝土可以協(xié)同工作；三是施工便捷、工效高、沒有濕作業(yè)，不需大型施工機具，施工占地少，施工效率高。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，粘貼FRP 是粘貼鋼板施工工效的4～8倍。FRP 輕質(zhì)柔軟，易貼附，與粘貼鋼板相比其施工質(zhì)量更易保證；3)不增加構(gòu)件的自重和體積。FRP 質(zhì)量輕且厚度很薄，經(jīng)加固修補后的構(gòu)件，基本上不增加原結(jié)構(gòu)的自重和尺寸，也就不會減少建筑物的使用空間；4)具有很好的耐腐蝕性和耐久性能。5)適用面廣�？蓮V泛用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)形狀、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補，且不改變結(jié)構(gòu)形狀及不影響結(jié)構(gòu)外觀，這是目前任何一種結(jié)構(gòu)加固方法都不可比擬的。
