CFRP在某中桥应急加固中的应用与研究分析曾大鹏黄嘉伟摘要：本文以某中桥为例，就我公司在最近的一座旧桥维修加固工程中的设计验算与施工，来探讨碳纤维布在维修加固桥梁中的应用。希望能够给类似工程项目提供一些借鉴和参考。关键词：应急加固，CFRP，设计验算，施工要点：U457+.3文献标识码：A：随着交通运输事业的快速发展，我国已修建了大量的桥梁，但值得注意的是这些桥梁有许多已发生老化、损伤现象，许多桥梁的荷载等级低于汽车-20、挂车-100，但目前实际通行的车辆已远超出这些桥梁的荷载限制，致使公路桥梁负荷日益加重，致使桥梁不同程度存在隐患。本文以某危桥为例，就我公司在最近的一座旧桥维修加固工程中的设计验算与施工，来探讨碳纤维布在维修加固桥梁中的应用。希望能够给类似工程项目提供一些借鉴和参考。1工程概况某桥梁是X公路上跨越石津渠的一座中桥，中心桩K55+535，桥梁全长52m．由东、西两幅组成，跨径均为16m．全桥三孔，共一联。东幅建于1998年，上部结构为预制空心板．下部为柱式墩台．桩基础。经调查发现东幅桥的空心板有贯穿板底的横缝，平均间距为20cm．且在桥墩处，铺装出现横向裂缝。维修方案将东幅梁板破损部分用环氧砂浆进行修复，在预制空心板板底粘贴碳纤维加固．单层碳纤维质量为3009／m2，抗拉强度3000Mpa。2桥梁病害情况调查分析本桥经过两次检测，第一次为定期的健康检查，第二次为桥梁的荷载试验。根据第一次定期检测报告，白沙大桥病害主要集中在梁板、盖梁及墩柱。1）桥台及基础：桥台共有4条竖向裂缝，累计长度4.2m，最大宽度值为0.12mm，所有裂缝未超过规定值(0.3mm)。2）桥墩及基础：盖梁共有156条竖向裂缝，累计长度为102.47m，最大值为0.34mm，2条裂缝超过规定值(0.3mm)。超限裂缝在L-2-1盖梁和L-5-4盖梁上，超限裂缝累计2.4m；超宽裂缝位置见下图：立柱有40条竖向裂缝，累计长度111.7m，所有裂缝未超过规定值(0.3mm)；本桥水中墩除3#、4#墩桩基外，其它作均已加固处理过。L-4-2#立柱桩基2处露筋，长约2.6米；掏空面积S=0.2平方米。3）梁板：全桥预应力梁板210块，其中有裂缝的109块（左幅21块，右幅88块），共2536条横向裂缝，累计长度3745.92m。左幅第三跨、第十二跨有铰缝勾缝渗水钙化，长约5m；右幅第一跨、第五跨铰缝有勾缝脱落，总长度约30m。4）支座：全桥总共有103个支座老化开裂，23个支座局部脱空，有病害支座占支座总数的47.4%。5）该桥伸缩缝均存在泥沙堵塞现象，部分伸缩缝止水带破损。桥面铺装、护栏、标志标线及排水设施完好；桥梁附属构造如桥台锥坡、桥头接线等情况完好。3病害原因分析上部结构病害分析：预应力空心板有横向裂缝，贯穿整板，考虑到桥面完好，勾缝大都无渗水现象。可能是由于空心板壁较薄，混凝土浇筑振捣施工时粗骨料就未能到达空心板底部，这样空心板底部只有抗弯能力较弱的水泥砂浆，荷载作用下易产生裂缝。另外该路段车流量较大，特别是超重超限车辆偏多，在某些荷载组合下使用荷载超过了结构的极限承载能力，从而导致裂缝等病害的产生。下部结构病害分析：桥墩盖梁裂缝主要发生在立柱顶或跨中位置，上述部位盖梁截面正负弯矩最大，若盖梁截面尺寸偏小或钢筋配置不足，在车流量大及超载较严重的情况下，很容易产生竖向或斜向裂缝，而且钢筋混凝土结构在弯矩不大情况下也极易出现裂缝。4桥梁加固设计验算4.1设计要点本次维修加固维持原桥设计荷载等级即汽车-20级，挂-100，维修加固设计原则：贯彻“安全适用、技术可靠、经久耐用、经济合理、保护环境”的设计理念，结合我省经济、技术条件，吸取国内外先进经验，积极而稳妥的采用新技术、新材料、新设备、新工艺，使设计的工程项目取得经济、社会和环境的综合效益。4.2平面模型平面模型：单元号为1～104。计算模型如下图所示：4.3结果分析以下图形中力的单位为KN.m。持久状况正常使用极限状态抗裂性计算：正应力（短期效应）：短期效应截面最小正应力图短期效应作用下板梁截面上缘缘最大拉应力为0.5Mpa。构件满足规范要求。正应力（长期效应）：长期效应截面最小正应力图长期效应作用下箱梁截面下缘处于纯压状态，满足规范（JTGD62－20046.3....