城市混凝土桥梁加固方案设计及优化分析

文/戚振中

1 前言

城市桥梁在运营过程中，由于材料的特性或环境影响等因素，导致桥梁出现不同程度的变形和损伤，最终导致桥梁承载能力不足而发生破坏。通常情况下，我们将这些损伤和变形定义为桥梁的病害[1]。城市桥梁病害日益严重，给桥梁的使用带来了严重影响，甚至造成安全事故。因此，解决城市桥梁病害、对桥梁进行加固设计至关重要。

2 城市桥梁主要病害

2.1 裂缝

裂缝是桥梁病害中最常见也是最危险的病害，且裂缝产生的原因和机理也各不相同[2]。

2.1.1 结构性裂缝

结构裂缝的产生主要是外部荷载作用引起的，裂缝的分布和荷载大小有关。裂缝按受力特性分类可以分为三类，每种裂缝产生的主要原因如表1 所示。

表1 裂缝分析

2.1.2 非结构性裂缝

非结构裂缝的产生是因为结构在变形受到限制时，内部会产生自应力，当自应力大于混凝土的极限抗拉强度值时就会产生裂缝。引起混凝土结构产生自应力的因素有：温度变化和结构材料自身的收缩徐变[3]。在混凝土的裂缝病害中，主要存在的是非结构裂缝。

2.1.3 混凝土收缩裂缝

混凝土在凝结硬化过程中骨料会不断挤密压实，水分不断蒸发，使结构整体发生收缩变化。混凝土收缩产生的裂缝主要发生在结构表面，由于钢筋的拉力作用使混凝土裂缝受到阻碍只表现为较小缝隙，一般宽度为0.05～0.2mm，裂缝分布无明显变化规律。收缩裂缝不影响结构的正常使用，主要影响耐久性和外观。

2.1.4 温度裂缝