桥梁加固工程概况及加固方案的比选
1、桥梁加固工程概况
X026线古宋河桥位于河南省商丘市梁园区县道X026线古宋河上，建成于1988年。上部结构为T型梁桥，下部结构为钻孔灌注桩基础。原设计的荷载标准汽车一15、挂车一80，该路线为梁园区谢集镇至观堂乡的主要通道，也是连接国道310线与省道325线的重要支线，更是商丘军用机场的重要通道。为适应商丘地方经济的发展及机场的需要，本路线已于2010年进行了改造，形成了宽路窄桥，加上桥梁年久失修，桥梁功能已经远不能适应交通的需要，因此要拓宽加固。加固改造后的荷载标准为公路Ⅱ级。
2 、桥梁加固方案的比选
由于改建后的桥梁需提高荷载标准，部分原有桥梁上的T型梁必须直接更换。上部结构改建后荷载增加了，原盖梁已不能满足使用要求，也需进行相应的改造。原各墩盖梁为一跨外加悬臂的变截面普通钢筋混凝土连续结构。拟考虑了以下几种方法：
1)将盖梁及墩柱之间用膨胀混凝土完全浇筑起来，形成一个连续墙结构。本方法虽然简便易行，也很经济，但效果难于预料。主要是新旧混凝土界面的粘结强度不高，混凝土的膨胀率不好控制，真实的受力状况很难与实际情况相符，形成连续墙后，除容易出现沉降裂缝使盖梁受力不均外，各跨间视觉效果很差，也影响自然采光，并且增加了基础的恒载重量。
2)喷射钢纤维混凝土和外包钢板。但主梁梁端在跨间处距盖梁外侧面仅有5距离，施工空间难以保证，且增加了盖梁的自重。
3)采用新型的碳纤维的复合材料进行补强加固。主要利用它极强的抗拉强度(是普通Ⅱ级钢筋抗拉强度的10倍以上)，其弹模也与钢材相当。况且其自重轻，对原结构的厚度增加很小，加固后的表面可进行各种装饰喷涂。施工时不需要特殊设备及大型机械设备。不需大的施工空间，施工周期短。费用比用钢材加固稍高。经过以上各方案的比选，最终选用碳纤维材料进行盖梁加固。
碳纤维的各项力学指标及耐久性
1 、力学指标
日本、美国的一些碳纤维生产企业在国内有很多代理，他们的产品质量不错，并且对施工进行技术指导。从已完成加固的工程来看，很多项目均采用直接引进成品碳纤维，但费用较高。本次加固采用的碳纤维是从日本引进的原料丝，在国内进行编织生产，大大降低了费用。其各项性能指标已基本达到国外同类产品的水平，可以满足工程的需要。
2、 耐久性
桥梁结构长期暴露在室外，平时受风、霜、雪、雨的作用，阳光的直接曝晒，冬夏季温差较大的变化，以及大气中的二氧化硫，冬季除冰盐的使用会增加结构物中氯离子的含量等，因此，碳纤维材料在桥梁工程中的使用相对于民用建筑而言，提出了更高的要求。
碳纤维的施工工序
由于碳纤维布弹模与钢筋相近，故在施工时应尽量给盖梁卸载，来减少盖梁中的钢筋及混凝土的变形，确保加固后的盖梁钢筋受到的拉应力能部分传递给碳纤维，达到两者能同步协调工作，在最大荷载作用下，同时进入承载能力极限状况。
在恒载及活载的作用下，盖梁中的钢筋及混凝土存在应力。由于现盖梁的上部结构只能部分拆除，也就是部分消除了恒载的作用。除恒载外，桥梁结构还承受车辆的活载作用，而车流量具有波动性。在夜间，车流量很小，对交通的影响也小，故我们选择在夜间禁止车辆通行及限制交通量的方式来降低活载对盖梁的作用力。同时，在此季节，白天温度较高，夜间温度一般在lO℃ ～20℃，非常适合粘贴剂的施工。其施工工序如下：
1)去除待加固部位的混凝土表面风化层，并凿毛，露出新茬。施工面总体上要平整，并保持干净。
2)将界面树脂均匀涂刷在施工面上，不可有遗漏。待其不粘手时，用修平树脂找平施工面。要求施工基面平整。
3)待修平树脂不粘手时，在施工基面上均匀涂刷浸渍树脂，其厚度为3～5 mIIl，要求一定将树脂全部盖住施工基面。
4)将碳纤维布拉紧展平，并铺在涂有浸渍树脂的基面上，然后用辊子滚压，排除布与树脂间的空气，并使浸渍树脂完全浸透碳纤维布。若发现有空气，应采取措施排除空气。要求滚压之后的碳纤维布要平直，同时布与树脂间无气泡。
5)再涂一层浸渍树脂在碳纤维布上，并均匀盖住。其厚度一般为1～2 rnrn。注意：要求在确认碳纤维布与树脂之间无空气后，方可涂刷。
6)养护7 d后，表面涂刷具有抗老化及耐腐蚀性能的防护层。
7)最后做表面装饰层，使之与周围的混凝土相一致。
施工监测
工程加固于2011年7月完成，施工后碳纤维布与盖梁表面粘结良好，取得了预期设计的效果。为了了解加固后的运行状况，我们一直对其进行跟踪监测，包括加固部位周边混凝土表面裂缝的观测。碳纤维表面防护层的颜色、密封性能、平整度的变化以及盖梁的挠度值等。通过近1年半的观测，数据分析结果表明所有的变化值均在设计许可的范围之内。
结语
该补强方案直接为工程节约资金9o多万元，以其施工周期短、无施工机械设备、对交通影响小等优点而创造的间接效益更是无法计算。通过本次近60 m2的碳纤维布在盖梁补强中的成功应用，以及我们后来在国道310改建工程中桥梁加固中的多次成功应用，表明该项技术在桥梁工程中是切实可行的，并具有极为广阔的应用前景。
