巴基斯坦桥梁加固

预应力板在高速公路桥梁加固上的应用——巴基斯坦本杰古至霍沙布高速公路

一、工程概述

巴基斯坦本杰古至霍沙布高速公路2号桥，位于本杰古市区外8公里出，向西通往霍沙布方向，全线桥梁总长度约324.8m。

但由于种种原因，该大桥至2016年3月仍未进行加固改造，2015年10月9日至2015年11月2日对该桥重新进行桥梁技术状况评定及荷载试验检测。通过新老检测报告内容对比，桥梁病害进一步加重，裂缝数量有所增多，个别裂缝宽度增大；预应力混凝土箱梁锈胀裂缝增多；钢筋混凝土裂缝增多，个别裂缝宽度增大；结构混凝土碳化深度有所增大，强度有所降低；支座损坏增多，支座位移量过大；桥面系伸缩缝破损严重；主线桥梁体承载能力不足，不能满足设计荷载承载能力要求。

二、加固材料

碳纤维板、粘板胶、锚固板及张拉设备

维修加固工程设计

根据桥梁整体检查结构可以看出，本桥在结构安全性、耐久性及行车舒适性方面均存在不同程度的问题。为保证桥梁结构的安全性、耐久性及行车舒适性，并适度恢复桥梁各部件的原有功能，应立即对桥梁进行维修加固，防止病害进一步加重，否则桥梁的结构安全、行车安全及桥梁的服役年限得不到**。使用预应力板维修加固工程设计方案内容如下：

为提高桥梁的整体强度，提高构件承载力，延缓裂缝开展，采用粘贴预应力碳纤维板的措施进行加固维修。其中主线桥**联（主线桥*1～6孔）、*二联（主线桥*7～11孔）、*三联（主线桥*13、14孔）梁底范围内，顺桥向粘贴预应力碳纤维板。其中主线桥**联及*二联预应力混凝土连续箱梁梁底范围内，每片箱梁梁底顺桥向粘贴6道预应力碳纤维板，每道碳纤维板设计厚度1.4mm，宽度100mm，长度17000mm；*三联简支转连续小箱梁梁底范围内，每片小箱梁梁底顺桥向粘贴2道预应力碳纤维板，每道碳纤维板设计厚度2.0mm，宽度100mm，长度22000mm。预应力碳纤维板张拉控制应力为1000MPa，控制应变为6‰；碳纤维板的受拉弹性模量实测值需**160GPa，纤维体积含量需**70%。预应力碳纤维板系统采用配套的预应力锚固板及张拉机具，可单端张拉或两端同时张拉。锚固板采用高强度、防腐蚀铝合金锚板，固定端和张拉端构件采用高强度化学锚栓与梁体混凝土结构连接。

粘贴预应力碳纤维板施工工艺

（1）施工准备：搭设施工支架、主要材料的采购及锚具钢构件的加工制造。根据现场条件搭设适于施工的施工支架。施工放样。在加固的梁体表面按照设计图纸放样，确定碳纤维板和两端锚具位置。

（2）混凝土表面处理：梁钢筋混凝土结构长期直接暴露在有一定湿度的空气中，在粘贴碳纤维板加固施工中，需打凿掉脆化疏松层，提高粘结力。对混凝土粘贴面的脆化疏松层，应采用硬质金刚石磨轮打磨掉且完全露出新面，并用钢丝刷清除疏松浮层。为了保证碳纤维板与混凝土之间的设计间隙（胶层厚度3～5 毫米），实现碳纤维板受力张拉时平直均衡无阻碍，对混凝土高凸面应采用金刚石打磨片打磨，对混凝土低凹面应采用环氧修补胶修补。 假如粘贴时混凝土湿度较大，对混凝土粘贴面尚须进行人工干燥处理。

（3）在安装碳纤维板张拉端和固定端构件的位置按照设计图纸要求钻孔种植高强度螺杆:方法采用植筋法对螺栓进行安装，钻孔直径应与螺栓直径配套的钻头进行钻孔；植螺栓定位、钻孔：在钻孔前先探明梁体钢筋位置并作记号，当钻孔与钢筋位置发生冲突时，适当调整孔位，钻孔时应垂直梁体。将吹风机喷嘴深入成孔底部并吹入洁净无油的空气，向外拉出喷嘴，反复3次；将硬毛刷插入孔中，往返旋转清刷3次；再将吹风机喷嘴深入成孔底部吹气，反复3次；

对要植入螺栓上的油污应进行清理；植螺栓前用丙酮擦拭孔壁、孔底和螺栓。植筋胶采用配套**注射器进行灌注，灌注量为孔深的2/3，并保证在植入螺栓后有少许胶体溢出，注入胶体后应立即单向旋转插入螺栓，直至达到设计深度，确保螺杆*在同一平面上，并校正螺栓的垂直度。胶体完全固化前，不得触动或振动已植螺栓，以免影响其黏结性能。

（4）螺杆固化达到设计强度后开始安装张拉端和固定端钢构件：把锚具与碳纤维板接触的部位范围内涂上油脂；用丙酮将碳纤维板接触混凝土构件的表面擦洗干净；在固定端和张拉端安装碳纤维板，并在碳纤维板和梁底之间涂抹碳板胶。碳纤维板涂抹胶粘剂并初步固定就位后，即可安装压紧条，压紧条安装时需在锚栓底部安装垫片来保持压条与混凝土0.8cm左右的缝隙，以便张拉时碳纤维板可以自由滑动。同时在压条和预应力碳板之前粘上橡胶片来防止碳板收到损伤。压紧条安装就位后后，在张拉端安装千斤顶，确保千斤顶中线与碳纤维板中线重合并调整处于水平位置，加压张拉至设计张拉应力值的15﹪，刻录锚具张拉移动起始线。加压张拉至设计张拉应力值的30﹪，检查碳纤维板边缘与梁表面之间是否有胶液挤压溢出，如局部未出现胶液挤压溢出现象，应泄压补充胶液后再张拉；检测锚具行程位移是否对应预张拉时的刻录线。

分段加压张拉至设计张拉应力值的50﹪、70﹪、90﹪、100﹪，每一级张拉结束后用扳手拧紧螺帽，每一级之间持荷5分钟，记录张拉端夹具的位置，比较实测值与计算值之间的偏差。检测张拉端锚具行程位移是否满足理论伸长量的要求，按规范要求张拉端锚具行程位移与理论伸长量误差应不大于±10﹪。

当预应力施加到**时计算较终碳纤维板张拉伸长值，并持荷5分钟。张拉结束后用双螺帽固定死张拉螺杆。卸除千斤顶。切除过长的张拉螺杆，螺帽后端留3cm。
（5）固化养护：应根据碳纤维复合板材胶在施工环境温度和材料特性合理控制固化时间；当施工环境温度低于25℃时，固化时间相对延长。碳纤维板预应力张拉体系中，锚具为钢构件，*发生锈蚀；碳纤维板因材质为树脂复合，应避免阳光紫外线侵蚀，张拉完成检验合格后，使用具有较好粘结性、防腐性和较好耐久性的环氧树脂砂浆，对锚具、碳纤维板涂抹不少于3 毫米厚度的环氧树脂砂浆进行隐蔽防护。