摘要：针对广东佛山某50m跨顶推连续梁桥柱顶的病害情况，通过有限元等手段分析了病害出现的原因，并在不封闭交通的情况下，对柱顶采用组合构件法及粘巾碳纤维布两种加固方案进行比较，在加固设计中提出了“胶混凝土”概念。简要介绍该桥的加固设计情况及施工工艺。

　　1 概述

　　广东佛山某顶推连续梁桥桥跨组合为10×50m×40m。通车，在桥梁普查中发现，部分柱顶存在竖向裂缝，个别柱顶裂缝处混凝土剥落。

　　（1） 部分桥墩墩顶存在竖向裂缝，裂缝处混凝土剥落，开裂处宽约5mm，长120cm，超出系梁范畴，呈“V”字型分布。

　　（2） 某桥桥墩顶存在两处竖向裂缝，裂缝处混凝土剥落，开裂处由上至下宽约30～10cm，长100cm，呈“V”字型分布。

　　（3） 桥墩系梁不同程度出现0.04～0.40mm贯通斜裂缝、竖向裂缝；

　　（4） 由于以上裂缝的出现，露筋现象严重；

　　（5） 裂缝内混凝土面碳化深度与墩柱外表面混凝土碳化浓度基本接近。

　　2 裂缝形成原因分析

　　为分析墩柱顶劈裂的原因，我们对顶推连续箱梁下部作了仿真分析。在最不利荷载组合下：次边墩支座最大反力为950t，中墩支座最大反力为800t。根据最大的支座反力，对桥墩建立有限元模型进行仿真分析：在最不利荷载工况下，柱顶最大主拉应力为—0.62Mpa，无小于A类构件空话值—1.89MPa。

　　从碳化深度的检测结果来看，顶推连续梁桥墩柱顶裂缝在桥梁通车以前就已形成，因此并非桥梁运营阶段正常受力引起。从劈裂较为严惩的桥墩墩顶图片可见：在支座外侧桥墩墩顶露出有很多锈蚀钢筋，为施工过程中导向预埋钢筋。因此桥墩墩顶裂缝可能是在顶推过程中箱梁产生偏位后利用导向块纠偏时使导向块随较大水平力所致，然后，随着空气中的水分、氯离子、二氧化碳等的渗入，导致钢筋锈蚀、体积膨胀，最终导致混凝土保护层脱落。

　　从检测报告可看出，有的裂缝已向系梁下延伸；同时由于开裂严重，钢筋外露，这些均将影响结构的耐久性。鉴于本桥的实际情况，必须进行加固。

　　3 加固方案设计

　　3．1桥墩劈裂补强设计的原则

　　（1） 防止裂缝病害再发展，防锈，防腐蚀。

　　（2） 对已劈裂的部分，在缝中灌注胶混凝土，加强断面的整体性，提高断面刚度。

　　（3） 加巾环形钢板或碳纤维布，以承受活载、温度等荷载产生的拉应力，并提高桥墩的延性。

　　（4） 鉴于本桥为高速公路上的一座桥梁，交通较为繁忙，因此所有加固均须在不封闭交通的状态下进行。

　　3．2桥墩劈裂缝的处理

　　本桥部分柱顶裂缝宽度达到30～10cm，为了保证桥墩的整体性和桥墩钢筋的耐久性，对劈裂缝进行了处理。具体措施：

　　（1） 若裂缝宽度不超过10mm，道德凿除裂缝周围松散的混凝土，并对裸露钢筋进行除锈防锈处理，然后采用“壁可法”压注低粘度进口优质高分子树脂。

　　（2） 若裂缝宽度超过10mm，道德凿除裂缝周围松散的混凝土，并对裸露钢筋进行除锈防锈处理，然后采用“胶混凝土”填充。“胶混凝土”是一种用于桥梁加固的新工艺，它是采用KONY-BOND E2300高分子树脂与级配碎石及石英砂一起形成的一种聚合物，除了本身具有优良的物理性能（抗拉、抗压等）外，还具有施工方便（压注法施工）、与旧构造物粘结能力强等特点。

　　3．3柱顶加固方案比较

　　为增加开裂柱体的抗压能力，增强桥墩的延性，采用了粘贴六边形钢板（组合构件法）及粘贴碳纤维布两种方案对柱顶进行加固。

　　3．1．1粘贴钢板方案

　　对系梁上1m高立柱及系梁以下45cm高立柱范围，通过锚固螺栓及进口优质粘结剂将钢板与立柱连成整体。钢板粘结剂采用进口优质耐久的产品。

　　本粘贴钢板法采用了组合构件的概念，与传统的粘贴钢板法不同。施工工艺：用封边胶填补立柱表面孔洞及不平整处——清洗耳恭听并平整立柱表面，植入固定钢板的螺栓——打磨粘合面的钢板化兰表层——安装并固定加强钢板（调好灌浆间隙）——封边——压入粘结胶——凝固——钢板油化防锈处理。

　　3．3．2粘贴碳纤维布方案

　　对系梁上立柱1m范围粘贴3层面料纤维布，对系梁以下1m范围立柱及系梁靠近立柱1m范围均粘贴一层碳纤维布。碳纤维布规格采用等厚度0.167mm型。采用进口优质碳纤维布及其配套树脂。

　　3．3．3方案比较

　　两加固方案均能满足加固后桥墩的正常使用状态要求及承载能力的要求。

　　由于桥墩为六角形，依规范要求，粘贴碳纤维布需要对六个角进行打磨，且半径要求大于2cm，施工较为麻烦。

　　粘贴钢板法相对能较大的增强桥墩刚度，等价是亦稍低一些，并且施工简便，故为推荐方案。

　　4 加固施工

　　（1） 在桥墩上系梁施加两个千斤顶，给上部箱梁100t支顶力，变完全被动加固为部分主动加固。

　　（2） 对柱顶裂缝进行处理，包括凿除松散混凝土、露筋的处理及胶混凝土的灌注。

　　（3） 植入螺栓，粘贴钢板，涂装。在粘幅钢板时应注意：1）钢板与立柱表面混凝土间距5mm，钢板接缝要求双面焊接，焊接质量要求满足相应施工规范要求。2）粘贴钢板，应根据实际尺寸放样，严格控制外形尺寸，确保整齐美观。3）防锈漆建议采用寿命10年以上的进口油漆，如JOTUN、安士丹等，以减少养护的工作量。4）固定钢板及灌注粘结剂选择在车辆较少的凌晨进行。

　　5 加固效果

　　劈裂较为严重的桥墩已于2003年底加固完成，经检查，“胶混凝土”与周围原结构粘结密实，加固钢板灌浆密实，达到了劈裂柱一体化的修复。通车运营几个月后，经检查，未发现新的裂缝，达到了预期的加固效果。

　　6结语

　　（1） 在加固设计中采用了组合构件的概念来设计粘贴钢板。采用灌注粘结胶新工艺粘巾钢板能有效地保证粘结胶的饱满度及粘结质量。

　　（2） “胶混凝土”新材料的应用，能有效地解决分离的旧混凝土构件之间的连接问题，且施工方便，对解决桥梁中关键部位空洞、缺陷等的修补具有现实意义。

　　（3） 采用“壁可法”施工工艺及技术灌注裂缝，保证了灌缝的饱满度及质量。