采用粘貼碳纖維復合材料加固龍?zhí)逗訕?/h1>
2012-10-27 09:30:30肖光輝
四川建筑 2012年1期
奉 江，肖光輝
(四川南充水利電力建筑勘察設計研究院，四川南充637000)
我國自20世紀80年代起開始，公路建設事業(yè)步入了高速發(fā)展時期，建設了大量各類橋梁。目前公路橋梁總數(shù)已突破57×104座，成為僅次于美國的世界第二橋梁大國。在我國目前的眾多橋梁中，因構件老化、實際荷載提高、環(huán)境腐蝕及洪水、地震等各種原因，結構構件出現(xiàn)損傷、承載能力降低的舊危橋占相當比例。這些橋梁迫切需要進行橋梁檢測、維修加固，才能夠適應最新荷載、繼續(xù)提供通行能力［1］。按舊規(guī)范設計建造的橋梁，設計荷載標準偏低、橋面寬度狹窄。隨著服役時間推移和交通運輸事業(yè)的持續(xù)蓬勃發(fā)展，所面臨的橋梁養(yǎng)護管理工作任務也日趨艱巨，客觀上對橋梁檢測、評價、維修加固和養(yǎng)護管理等技術提出了更高的要求。近年來，橋梁加固越來越受到全球的高度重視，被提到刻不容緩的議事日程上來。橋梁建設的重點已經從新橋建設轉移到舊橋的加固和改造方面。
1 舊危橋梁加固技術
根據舊危橋的結構體系、病害狀況、橋梁環(huán)境等綜合條件的不同，橋梁常用的加固方法有以下9種［1］。
1.1 橋面補強層加固法
通過在橋面板(主梁頂面)加鋪一層鋼筋混凝土層，使其與原有結構形成整體，從而達到增大橋面板或主梁有效高度和受壓截面，增加橋面整體剛度。受橋面補強層厚度的限制，該方法主要適用于中小跨徑的橋梁。實施的前提是原主梁具有足夠的配筋率，且橋梁結構良好。施工活動全部在橋面進行，操作便利，易于控制工程質量;缺點在于工作量大，工期長，對原結構會造成一定的損傷，且需大型施工設備，工藝復雜。
1.2 增大截面和配筋加固法
在構件表面加大混凝土尺寸，增加受力鋼筋，使其與原結構形成整體，從而增大構件有效高度和受力鋼筋面積，增加構件的剛度，提高橋梁整體承載能力。該方法提高承載能力明顯，但是需要施工設備、支架等，且工藝較復雜。加大構件截面時，會使上部結構恒載增加，對原結構及基礎承載能力有一定影響。
1.3 體外預應力加固法
用粗鋼筋、鋼絞線和高強度鋼絲等預應力材料對橋梁上部結構施加體外預應力，用這部分預應力產生的負彎矩抵消外荷載產生的內力。該法能較大幅度提高或恢復橋梁的承載能力，且施工工藝簡單、干擾交通少、所需設備簡單、人力投入少、工期短、經濟效益明顯;對原結構損傷小，可以做到不影響橋下凈空、不增加路面標高。但由于預應力筋布置在梁截面外部，易受溫度及酸性氣體等環(huán)境影響，需要可靠的防腐處理。
1.4 粘貼鋼板(筋)加固法
用粘結劑及錨栓將鋼板粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位，使其與結構形成整體，以鋼板代替增設的補強鋼筋，提高橋梁的承載能力。粘貼鋼板由于重量輕，操作便利，易于控制工程質量;由于鋼板拉壓強度均很高，加之粘貼后的鋼板主要承受活載，對于受彎、受剪和受拉構件其補強效果優(yōu)于加大混凝土截面法。但須對鋼板與結構結合面進行處理，并鉆埋螺栓孔，對原結構產生損傷;且鋼板需作防腐處理，增加了日后養(yǎng)護的費用。
1.5 改變結構受力體系加固法
增設附加構件和進行技術改造，使橋梁的受力體系和受力狀況發(fā)生改變，從而起到減小承重構件的應力，改善橋梁性能，達到提高承載能力的目的。該方法需對原橋梁受力體系進行詳細的現(xiàn)場調查和分析，研究確定以何種新的結構受力體系及何種施工工藝對原有結構進行轉換。并需要在完成后對轉換后的橋體進行可靠性分析，判斷是否滿足規(guī)定荷載等級的要求。
1.6 錨噴混凝土加固法
采用高速噴射機械，在已錨固好鋼筋網的受噴面連續(xù)噴射新混凝土混合料，使其和原有結構形成整體，提高橋梁的承載能力。該法可明顯增大主梁剛度，有效提高結構的耐久性，且?guī)缀醪恍枰笃陴B(yǎng)護費用。主要用于因支點截面尺寸偏小而導致的抗剪強度不足的混凝土梁的加固維修。但施工過程中需要封閉交通，施工過程對環(huán)境影響較大。
1.7 增設構件加固法
當墩臺地基安全性能好，并具有承載能力，上部結構也基本完好，但其承載能力不能滿足要求，或要求加寬橋面時，通過增設縱梁來提高承載能力或適應拓寬改建要求，對于要進行拓寬改造的則還需要對墩臺進行拓寬。需拆除橋面鋪裝，鑿除翼緣板，施工復雜，工程量大，施工期內需中斷交通;新舊構件的聯(lián)結會受混凝土收縮徐變的影響，處理不妥的話會影響行車舒適度，并增大后期維護費用。
1.8 增加輔助橫梁加固法
對于某些因橫向整體性較差而降低了承載能力的梁式橋，在加固時可采取增加橫梁的辦法來加強各縱梁之間的橫向聯(lián)結。一般情況下這種加固方法是其他加固方法的輔助方法，特別適用于少橫隔板或無橫隔板的梁式橋。
1.9 粘貼碳纖維布(板)加固法
利用樹脂類粘結材料把碳纖維布材或板材粘貼于橋梁結構或構件表面，形成復合材料體(CFRP)，通過其與結構或構件的協(xié)同工作，達到對結構構件補強加固及改善受力性能的目的。對于配筋率較低或鋼筋銹蝕嚴重的舊橋，加固效果尤為顯著;還適用于混凝土墩柱的抗剪、抗壓補強，抗震延性補強以及地震破壞后的修復等［2］。粘貼碳纖維復合材料具有輕質高強、操作簡單、易于粘貼、不銹蝕的優(yōu)點，對于配筋較低或鋼筋銹蝕嚴重的梁、板進行抗彎和抗剪加固，可以取得很好的效果;對于混凝土墩柱，粘貼CFRP片材進行抗壓或抗震加固效果顯著，對震后墩柱的修復也有較好的效果。
2 橋梁加固方案的比選原則
對于一座舊危橋梁的加固設計應經過系統(tǒng)、反復的設計方案比選來選取在經濟、效果、工期、美觀等綜合指標較高的加固設計，應遵循以下原則。
(1)結構檢算分析應簡單、構造措施應合理、設計經驗力求成熟;
(2)施工過程中粉塵、噪音、廢棄物等對環(huán)境的影響要小;
(3)施工難度要小、工藝要成熟、質量和工期要易于控制;
(4)施工過程中對人身安全、行車安全和結構安全要易于控制;
(5)工程費用應經濟合理;
(6)加固后的結構耐久性要好，后期養(yǎng)護的費用要小。
在各加固方法中，碳纖維材料由于其良好的物理、化學性質和工程應用性能，具有巨大的應用前景。
3 粘貼碳纖維加固實際工程應用
龍?zhí)逗訕蛭挥诟拭C省康縣陽壩鎮(zhèn)附近，竣工于2000年，是一座3×20 m鋼筋混凝土簡支T梁橋，橋寬8.5 m，橋面連續(xù)，橋梁全長75 m。T梁梁高1.3 m，單跨共5片。下部為鋼筋混凝土雙圓柱式墩，擴大式橋墩基礎，重力式U型臺。設計荷載為汽－20，掛－100。橋位處于地震基本烈度Ⅶ度區(qū)，橋頭、橋位分別指向廣坪、陽壩。橋型圖見圖1，橋面橫向布置圖見圖2。
2008年“5·12”汶川大地震中，龍?zhí)逗訕蚴艿絿乐負p傷，震后第一時間對其進行了檢測與評估。
圖1 龍?zhí)逗訕驑蛐?/p>
圖2 龍?zhí)逗訕驑蛎鏅M向布置(單位:cm)
檢測工作內容主要包括:超聲回彈法綜合法探測構件混凝土強度、裂縫檢測、橋梁各部位幾何測量、構件及聯(lián)結部位損傷等［3］、［4］。
橋梁損傷狀況檢測與評估主要內容有:
(1)主梁梁體實測碳化深度介于6～9 mm之間，混凝土碳化程度較重，混凝土實測強度推定值介于41～42.6 MPa之間，滿足設計混凝土強度等級C30要求;蓋梁、橋墩等主要構件混凝土實測強度均滿足原設計C30要求，梁體鋼筋間距、保護層、直徑與原設計吻合。
圖3 主梁裂縫現(xiàn)場標示
(2)每片主梁的支座和跨中腹板的兩側出現(xiàn)多道斜裂縫，裂縫長度介于40～100 cm之間，裂縫寬度介于0.1～0.2 mm之間，深度介于10～19 mm(圖3、圖5);局部出現(xiàn)輕微滲水及表面麻面。部分主梁局部區(qū)域鋼筋電位水平介于－134～－256 mV之間，有輕微腐蝕現(xiàn)象。
(3)其他損傷:第一跨2#、3#主梁之間第四道橫隔梁出現(xiàn)豎向裂縫，長116 cm、寬0.2 mm、深20 mm(圖4)，第3跨1#、2#主梁間第二道橫隔板接頭斷裂(圖5);2#上游側橋墩上部出現(xiàn)一條斜裂縫，長56 cm、寬0.3 mm、深10 mm;橋臺砌石護坡崩散;橋面伸縮縫內橡膠條變形、隆起。
圖4 橫隔板豎向裂縫
圖5 橫隔板接頭斷裂
檢測與評估綜合結論:受地震作用影響，橋跨結構梁體出現(xiàn)開裂和裂縫發(fā)展，檢測與評估綜合結論:受地震作用影響，橋跨結構梁體出現(xiàn)開裂和裂縫發(fā)展，對橋梁承載力產生不利影響;經分析計算，梁體實際極限抗彎承載力為2 033 kN·m，而在原設計荷載汽－20，掛－100作用下，梁體需達到的極限抗彎承載力為2 240 kN·m，即該橋已不能滿足原設計承載要求。
4 整橋加固設計方案
該橋設計、建造于2000年前，原設計“汽－20，掛－100”橋梁荷載現(xiàn)已廢止，荷載標準可相當于《公路橋涵通用設計規(guī)范》(JTG D60—2004)中的公路－Ⅱ級［5］，加固設計選用的碳纖維布材及粘貼專用膠的性能指標滿足規(guī)范材料性能要求。
選用碳纖維布材性能參數(shù):彈性模量E≥2.10×105 MPa;極限抗拉強度ft≥3 000 MPa。采用日本東麗碳素纖維制造公司生產的UT70－30型號碳纖維布的力學性能指標作為計算參考。設計厚度0.167 mm，極限抗拉強度ft≥3 000 MPa，彈性模量E≥2.10×105MPa;按T梁腹板底粘貼2層進行試算。為驗證粘貼碳纖維面積估算的可行性，并詳細分析加固前后各階段的主梁受力狀態(tài)，用MIDAS軟件對主梁結構碳纖維粘貼加固建立模型進行了有限元計算分析。
4.1 主梁粘貼碳纖維抗彎加固
在T梁腹板底粘貼2層碳纖維布，并沿腹板兩側向上翻折20 cm;因梁端至1/4跨徑段梁體抗彎能力尚滿足要求，故可不予加固，粘貼范圍可選取1/5至4/5跨徑段。如圖6、圖7。
圖6 梁底粘貼碳纖維布T梁展開圖示
4.2 主梁抗剪加固及碳纖維粘貼構造措施
針對此橋抗剪承載能力不足，采用在梁腹板粘貼碳纖維布U型箍方法加固，并在腹板兩側中部、上部水平粘貼壓條以達到U型箍錨固效果。碳纖維布U型箍采用單層布，寬度20 cm，在梁兩端至1/4跨徑段，剪力效應較大，U型箍凈距設置為20 cm;在1/4跨徑至3/4跨徑段，U型箍凈距設為60 cm。碳纖維布壓條寬度10 cm。其中圖8為梁底抗彎加固段，圖9為梁底抗彎未加固段。
圖7 梁底粘貼碳纖維布T梁橫斷圖(單位:cm)
圖8 腹板側粘貼碳纖維布U型箍T梁展開圖
圖9 腹板側粘貼碳纖維布U型箍橫斷圖A、B
4.3 橋梁其他部位加固方案
(1)用混凝土結構裂縫修補材料處理結構裂縫。其中對于梁體的裂縫處理，須在粘貼碳纖維布加固前進行。處理措施:對于寬度小于0.15 mm的裂縫，采用表面封閉法，用改性環(huán)氧膠泥適當加壓刮抹以封閉裂縫，防止?jié)B漏和避免鋼筋銹蝕;對于寬度大于0.15的裂縫，采用自動低壓滲注法，以恒定低壓持續(xù)將裂縫灌注修補膠滲注入裂縫內。
(2)其他病害加固處理。對于主梁局部混凝土蜂窩、麻面，鑿除病害混凝土，對已銹蝕的鋼筋除銹、用噴涂型阻銹劑防護，然后用具微膨脹性的環(huán)氧砂漿修補。
將橋墩裂縫封閉處理后，在裂縫位置粘貼一層單位克重為1 500 g/m2的碳纖維板;將接頭斷裂的橫隔板鑿出適當尺寸的矩形孔洞，側面植筋后重新澆筑混凝土;拆除下沉、散裂的橋臺錐坡，將坡底夯實處理后重新按原設計圖施工;更換伸縮縫內變形、隆起的橡膠條。
5 結論
以“5·12”汶川地震后蘭成渝成品油管線龍?zhí)逗訕虻臋z測、評估與加固為工程實例，通過結合實際震后橋梁的檢測與粘貼碳纖維加固工程研究，綜合考慮其加固機理、材料特性、計算結果及施工特點等指標，可見在地震造成破壞這種特殊病害環(huán)境下，粘貼碳纖維布對于鋼筋混凝土橋梁進行抗彎加固是快速、便捷和行之有效的。這對于震后及時修復橋梁、保障交通“生命線”具有重要意義。
［1］劉來君，趙小星.橋梁加固設計施工技術［M］.北京:人民交通出版社，2004
［2］趙軍.碳纖維布在鋼筋混凝土梁加固中的應用［D］.安徽工業(yè)大學，2007
［3］JTG F80/1－2004公路工程質量檢驗評定標準［S］
［4］張勁泉，徐岳，葉見曙，等.公路舊橋檢算分析指南及工程實例［M］.北京:人民交通出版社，2007
［5］JTG D60－2004公路橋涵設計通用規(guī)范［S］
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1 舊危橋梁加固技術
根據舊危橋的結構體系、病害狀況、橋梁環(huán)境等綜合條件的不同，橋梁常用的加固方法有以下9種［1］。
1.1 橋面補強層加固法
通過在橋面板(主梁頂面)加鋪一層鋼筋混凝土層，使其與原有結構形成整體，從而達到增大橋面板或主梁有效高度和受壓截面，增加橋面整體剛度。受橋面補強層厚度的限制，該方法主要適用于中小跨徑的橋梁。實施的前提是原主梁具有足夠的配筋率，且橋梁結構良好。施工活動全部在橋面進行，操作便利，易于控制工程質量;缺點在于工作量大，工期長，對原結構會造成一定的損傷，且需大型施工設備，工藝復雜。
1.2 增大截面和配筋加固法
在構件表面加大混凝土尺寸，增加受力鋼筋，使其與原結構形成整體，從而增大構件有效高度和受力鋼筋面積，增加構件的剛度，提高橋梁整體承載能力。該方法提高承載能力明顯，但是需要施工設備、支架等，且工藝較復雜。加大構件截面時，會使上部結構恒載增加，對原結構及基礎承載能力有一定影響。
1.3 體外預應力加固法
用粗鋼筋、鋼絞線和高強度鋼絲等預應力材料對橋梁上部結構施加體外預應力，用這部分預應力產生的負彎矩抵消外荷載產生的內力。該法能較大幅度提高或恢復橋梁的承載能力，且施工工藝簡單、干擾交通少、所需設備簡單、人力投入少、工期短、經濟效益明顯;對原結構損傷小，可以做到不影響橋下凈空、不增加路面標高。但由于預應力筋布置在梁截面外部，易受溫度及酸性氣體等環(huán)境影響，需要可靠的防腐處理。
1.4 粘貼鋼板(筋)加固法
用粘結劑及錨栓將鋼板粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位，使其與結構形成整體，以鋼板代替增設的補強鋼筋，提高橋梁的承載能力。粘貼鋼板由于重量輕，操作便利，易于控制工程質量;由于鋼板拉壓強度均很高，加之粘貼后的鋼板主要承受活載，對于受彎、受剪和受拉構件其補強效果優(yōu)于加大混凝土截面法。但須對鋼板與結構結合面進行處理，并鉆埋螺栓孔，對原結構產生損傷;且鋼板需作防腐處理，增加了日后養(yǎng)護的費用。
1.5 改變結構受力體系加固法
增設附加構件和進行技術改造，使橋梁的受力體系和受力狀況發(fā)生改變，從而起到減小承重構件的應力，改善橋梁性能，達到提高承載能力的目的。該方法需對原橋梁受力體系進行詳細的現(xiàn)場調查和分析，研究確定以何種新的結構受力體系及何種施工工藝對原有結構進行轉換。并需要在完成后對轉換后的橋體進行可靠性分析，判斷是否滿足規(guī)定荷載等級的要求。
1.6 錨噴混凝土加固法
采用高速噴射機械，在已錨固好鋼筋網的受噴面連續(xù)噴射新混凝土混合料，使其和原有結構形成整體，提高橋梁的承載能力。該法可明顯增大主梁剛度，有效提高結構的耐久性，且?guī)缀醪恍枰笃陴B(yǎng)護費用。主要用于因支點截面尺寸偏小而導致的抗剪強度不足的混凝土梁的加固維修。但施工過程中需要封閉交通，施工過程對環(huán)境影響較大。
1.7 增設構件加固法
當墩臺地基安全性能好，并具有承載能力，上部結構也基本完好，但其承載能力不能滿足要求，或要求加寬橋面時，通過增設縱梁來提高承載能力或適應拓寬改建要求，對于要進行拓寬改造的則還需要對墩臺進行拓寬。需拆除橋面鋪裝，鑿除翼緣板，施工復雜，工程量大，施工期內需中斷交通;新舊構件的聯(lián)結會受混凝土收縮徐變的影響，處理不妥的話會影響行車舒適度，并增大后期維護費用。
1.8 增加輔助橫梁加固法
對于某些因橫向整體性較差而降低了承載能力的梁式橋，在加固時可采取增加橫梁的辦法來加強各縱梁之間的橫向聯(lián)結。一般情況下這種加固方法是其他加固方法的輔助方法，特別適用于少橫隔板或無橫隔板的梁式橋。
1.9 粘貼碳纖維布(板)加固法
利用樹脂類粘結材料把碳纖維布材或板材粘貼于橋梁結構或構件表面，形成復合材料體(CFRP)，通過其與結構或構件的協(xié)同工作，達到對結構構件補強加固及改善受力性能的目的。對于配筋率較低或鋼筋銹蝕嚴重的舊橋，加固效果尤為顯著;還適用于混凝土墩柱的抗剪、抗壓補強，抗震延性補強以及地震破壞后的修復等［2］。粘貼碳纖維復合材料具有輕質高強、操作簡單、易于粘貼、不銹蝕的優(yōu)點，對于配筋較低或鋼筋銹蝕嚴重的梁、板進行抗彎和抗剪加固，可以取得很好的效果;對于混凝土墩柱，粘貼CFRP片材進行抗壓或抗震加固效果顯著，對震后墩柱的修復也有較好的效果。
2 橋梁加固方案的比選原則
對于一座舊危橋梁的加固設計應經過系統(tǒng)、反復的設計方案比選來選取在經濟、效果、工期、美觀等綜合指標較高的加固設計，應遵循以下原則。
(1)結構檢算分析應簡單、構造措施應合理、設計經驗力求成熟;
(2)施工過程中粉塵、噪音、廢棄物等對環(huán)境的影響要小;
(3)施工難度要小、工藝要成熟、質量和工期要易于控制;
(4)施工過程中對人身安全、行車安全和結構安全要易于控制;
(5)工程費用應經濟合理;
(6)加固后的結構耐久性要好，后期養(yǎng)護的費用要小。
在各加固方法中，碳纖維材料由于其良好的物理、化學性質和工程應用性能，具有巨大的應用前景。
3 粘貼碳纖維加固實際工程應用
龍?zhí)逗訕蛭挥诟拭C省康縣陽壩鎮(zhèn)附近，竣工于2000年，是一座3×20 m鋼筋混凝土簡支T梁橋，橋寬8.5 m，橋面連續(xù)，橋梁全長75 m。T梁梁高1.3 m，單跨共5片。下部為鋼筋混凝土雙圓柱式墩，擴大式橋墩基礎，重力式U型臺。設計荷載為汽－20，掛－100。橋位處于地震基本烈度Ⅶ度區(qū)，橋頭、橋位分別指向廣坪、陽壩。橋型圖見圖1，橋面橫向布置圖見圖2。
2008年“5·12”汶川大地震中，龍?zhí)逗訕蚴艿絿乐負p傷，震后第一時間對其進行了檢測與評估。
圖1 龍?zhí)逗訕驑蛐?/p>
圖2 龍?zhí)逗訕驑蛎鏅M向布置(單位:cm)
檢測工作內容主要包括:超聲回彈法綜合法探測構件混凝土強度、裂縫檢測、橋梁各部位幾何測量、構件及聯(lián)結部位損傷等［3］、［4］。
橋梁損傷狀況檢測與評估主要內容有:
(1)主梁梁體實測碳化深度介于6～9 mm之間，混凝土碳化程度較重，混凝土實測強度推定值介于41～42.6 MPa之間，滿足設計混凝土強度等級C30要求;蓋梁、橋墩等主要構件混凝土實測強度均滿足原設計C30要求，梁體鋼筋間距、保護層、直徑與原設計吻合。
圖3 主梁裂縫現(xiàn)場標示
(2)每片主梁的支座和跨中腹板的兩側出現(xiàn)多道斜裂縫，裂縫長度介于40～100 cm之間，裂縫寬度介于0.1～0.2 mm之間，深度介于10～19 mm(圖3、圖5);局部出現(xiàn)輕微滲水及表面麻面。部分主梁局部區(qū)域鋼筋電位水平介于－134～－256 mV之間，有輕微腐蝕現(xiàn)象。
(3)其他損傷:第一跨2#、3#主梁之間第四道橫隔梁出現(xiàn)豎向裂縫，長116 cm、寬0.2 mm、深20 mm(圖4)，第3跨1#、2#主梁間第二道橫隔板接頭斷裂(圖5);2#上游側橋墩上部出現(xiàn)一條斜裂縫，長56 cm、寬0.3 mm、深10 mm;橋臺砌石護坡崩散;橋面伸縮縫內橡膠條變形、隆起。
圖4 橫隔板豎向裂縫
圖5 橫隔板接頭斷裂
檢測與評估綜合結論:受地震作用影響，橋跨結構梁體出現(xiàn)開裂和裂縫發(fā)展，檢測與評估綜合結論:受地震作用影響，橋跨結構梁體出現(xiàn)開裂和裂縫發(fā)展，對橋梁承載力產生不利影響;經分析計算，梁體實際極限抗彎承載力為2 033 kN·m，而在原設計荷載汽－20，掛－100作用下，梁體需達到的極限抗彎承載力為2 240 kN·m，即該橋已不能滿足原設計承載要求。
4 整橋加固設計方案
該橋設計、建造于2000年前，原設計“汽－20，掛－100”橋梁荷載現(xiàn)已廢止，荷載標準可相當于《公路橋涵通用設計規(guī)范》(JTG D60—2004)中的公路－Ⅱ級［5］，加固設計選用的碳纖維布材及粘貼專用膠的性能指標滿足規(guī)范材料性能要求。
選用碳纖維布材性能參數(shù):彈性模量E≥2.10×105 MPa;極限抗拉強度ft≥3 000 MPa。采用日本東麗碳素纖維制造公司生產的UT70－30型號碳纖維布的力學性能指標作為計算參考。設計厚度0.167 mm，極限抗拉強度ft≥3 000 MPa，彈性模量E≥2.10×105MPa;按T梁腹板底粘貼2層進行試算。為驗證粘貼碳纖維面積估算的可行性，并詳細分析加固前后各階段的主梁受力狀態(tài)，用MIDAS軟件對主梁結構碳纖維粘貼加固建立模型進行了有限元計算分析。
4.1 主梁粘貼碳纖維抗彎加固
在T梁腹板底粘貼2層碳纖維布，并沿腹板兩側向上翻折20 cm;因梁端至1/4跨徑段梁體抗彎能力尚滿足要求，故可不予加固，粘貼范圍可選取1/5至4/5跨徑段。如圖6、圖7。
圖6 梁底粘貼碳纖維布T梁展開圖示
4.2 主梁抗剪加固及碳纖維粘貼構造措施
針對此橋抗剪承載能力不足，采用在梁腹板粘貼碳纖維布U型箍方法加固，并在腹板兩側中部、上部水平粘貼壓條以達到U型箍錨固效果。碳纖維布U型箍采用單層布，寬度20 cm，在梁兩端至1/4跨徑段，剪力效應較大，U型箍凈距設置為20 cm;在1/4跨徑至3/4跨徑段，U型箍凈距設為60 cm。碳纖維布壓條寬度10 cm。其中圖8為梁底抗彎加固段，圖9為梁底抗彎未加固段。
圖7 梁底粘貼碳纖維布T梁橫斷圖(單位:cm)
圖8 腹板側粘貼碳纖維布U型箍T梁展開圖
圖9 腹板側粘貼碳纖維布U型箍橫斷圖A、B
4.3 橋梁其他部位加固方案
(1)用混凝土結構裂縫修補材料處理結構裂縫。其中對于梁體的裂縫處理，須在粘貼碳纖維布加固前進行。處理措施:對于寬度小于0.15 mm的裂縫，采用表面封閉法，用改性環(huán)氧膠泥適當加壓刮抹以封閉裂縫，防止?jié)B漏和避免鋼筋銹蝕;對于寬度大于0.15的裂縫，采用自動低壓滲注法，以恒定低壓持續(xù)將裂縫灌注修補膠滲注入裂縫內。
(2)其他病害加固處理。對于主梁局部混凝土蜂窩、麻面，鑿除病害混凝土，對已銹蝕的鋼筋除銹、用噴涂型阻銹劑防護，然后用具微膨脹性的環(huán)氧砂漿修補。
將橋墩裂縫封閉處理后，在裂縫位置粘貼一層單位克重為1 500 g/m2的碳纖維板;將接頭斷裂的橫隔板鑿出適當尺寸的矩形孔洞，側面植筋后重新澆筑混凝土;拆除下沉、散裂的橋臺錐坡，將坡底夯實處理后重新按原設計圖施工;更換伸縮縫內變形、隆起的橡膠條。
5 結論
以“5·12”汶川地震后蘭成渝成品油管線龍?zhí)逗訕虻臋z測、評估與加固為工程實例，通過結合實際震后橋梁的檢測與粘貼碳纖維加固工程研究，綜合考慮其加固機理、材料特性、計算結果及施工特點等指標，可見在地震造成破壞這種特殊病害環(huán)境下，粘貼碳纖維布對于鋼筋混凝土橋梁進行抗彎加固是快速、便捷和行之有效的。這對于震后及時修復橋梁、保障交通“生命線”具有重要意義。
［1］劉來君，趙小星.橋梁加固設計施工技術［M］.北京:人民交通出版社，2004
［2］趙軍.碳纖維布在鋼筋混凝土梁加固中的應用［D］.安徽工業(yè)大學，2007
［3］JTG F80/1－2004公路工程質量檢驗評定標準［S］
［4］張勁泉，徐岳，葉見曙，等.公路舊橋檢算分析指南及工程實例［M］.北京:人民交通出版社，2007
［5］JTG D60－2004公路橋涵設計通用規(guī)范［S］
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