探討公路橋梁加固技術(shù)與方法
2015-06-24
前言：橋梁加固就是通過(guò)一定的措施使構(gòu)件乃至整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載能力及其使用性能得到提高，以滿足新的要求。 橋梁加固的主要內(nèi)容包括：對(duì)服役橋上部構(gòu)件進(jìn)行加固，對(duì)服役橋下部構(gòu)進(jìn)行加固，拓寬橋梁的行車(chē)道或人行道 ，升高橋梁上部構(gòu)造的高度 ，更換橋梁行車(chē)道路面或引橋路面結(jié)構(gòu)。在公路橋梁加固過(guò)程中，應(yīng)在充分檢查公路橋梁病害的基礎(chǔ)上，運(yùn)用現(xiàn)代化的新型加固技術(shù)，工藝和材料，在不損害其使用功能發(fā)揮的前提下開(kāi)展公路橋梁的現(xiàn)代化加固工作，不僅具有十分重要的意義，也是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展之根本。
一、橋梁加固的基本特點(diǎn)和要求
必須以原橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙和檢測(cè)報(bào)告為依據(jù)，在對(duì)舊橋使用情況進(jìn)行充分的了解之后才能對(duì)加固設(shè)計(jì)有的放矢。在加固的過(guò)程中不能損傷原有結(jié)構(gòu)，在加固完成后結(jié)構(gòu)在最不利荷載組合作用下其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性都能滿足適用要求。要采取一定的措施保證新、舊結(jié)構(gòu)的結(jié)合面應(yīng)有足夠的抗剪能力，保證應(yīng)變傳遞的可靠性，使新舊結(jié)構(gòu)能夠一起承受荷載的作用，同時(shí)加固設(shè)計(jì)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的耐久性要求，施工工藝要簡(jiǎn)單可靠，并且盡量減小對(duì)交通的影響。橋梁加固必須在原有結(jié)構(gòu)上進(jìn)行，加固方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施必受到原結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)材料和環(huán)境的制約，舊橋加固的特點(diǎn)是加固空間有限，包括施工空間和使用空間的限制，加固后的結(jié)構(gòu)高度要滿足橋下通車(chē)和相關(guān)的要求。對(duì)資料比較欠缺的的舊橋要通過(guò)荷載試驗(yàn)等手段掌握舊橋的工作狀況，同時(shí)要考慮新舊結(jié)構(gòu)的共同作用，對(duì)加固設(shè)計(jì)中涉及新、舊設(shè)計(jì)規(guī)范的交叉問(wèn)題要注意應(yīng)用和比較。
二、橋梁加固的原則和安全評(píng)估
2.1加固橋梁的方式方法很多，主要是在施工工程中根據(jù)實(shí)際的需要而進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸?，但不管采取哪種方式方法進(jìn)行橋梁加固，都必須注意以下幾個(gè)問(wèn)題：一是堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)適用的原則，所采納的加固方案必須與施工現(xiàn)場(chǎng)的情況基本吻合，在確保加固的前提下再考慮如何降低加固成本，并盡可能的不影響車(chē)輛的正常通行，尤其是應(yīng)考慮加固之后的橋梁是否具有持久性和耐用性。二是盡可能的提升橋梁的外觀美。也就是在加固施工中盡可能的不改變橋梁原有的結(jié)構(gòu)形式，既能減少更改結(jié)構(gòu)而造成的成本上漲，還能確保橋梁的外觀美。
2.2橋梁的加固不能止于施工完成，而應(yīng)在施工之后，對(duì)工程進(jìn)行加固效果的評(píng)價(jià)，進(jìn)行檢測(cè)和觀察，評(píng)價(jià)通過(guò)后橋梁加固才算完成。橋梁加固后，上部結(jié)構(gòu)要進(jìn)行靜載和動(dòng)載實(shí)驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果與加固前進(jìn)行比較，再與所要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，看加固是否成功。對(duì)下部結(jié)構(gòu)，要運(yùn)用適當(dāng)?shù)钠餍颠M(jìn)行頻率變化的測(cè)評(píng)，以此確定橋墩加固效果是否合格。以保證橋梁加固工作科學(xué)合理安全。
三、橋梁加固技術(shù)要點(diǎn)
3.1上部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)
(1)粘貼鋼板加固混凝土的施工技術(shù)是采用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其他薄弱部位,使鋼板與加固混凝土結(jié)構(gòu)形成整體,以提高構(gòu)件的抗彎、抗剪能力,提高原結(jié)構(gòu)的剛度,限制裂縫的開(kāi)展,改善鋼筋與混凝土的應(yīng)力狀態(tài)。
(2)一旦梁強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及抗裂性能達(dá)不到施工規(guī)范要求時(shí)，就需要采取加固技術(shù)，這種加固技術(shù)包含對(duì)構(gòu)件截面的加大，配筋的增加以及配筋率的提高三個(gè)方面。
(3)采用高速噴射機(jī)械把新混凝土混合料接連不斷的噴射到已經(jīng)錨好的鋼筋網(wǎng)受?chē)娒嫔厦?，通過(guò)凝結(jié)硬化將其生成鋼筋混凝土，進(jìn)而使得橋梁受力斷面增大，要增加一定量的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，使得結(jié)構(gòu)整體性得到加強(qiáng)，進(jìn)而可以承受住更大荷載力。
3.2下部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)
(1)擴(kuò)大基礎(chǔ)的加固技術(shù)
所謂擴(kuò)大基礎(chǔ)的加固法是指將橋梁基礎(chǔ)底面積擴(kuò)大的加固方法。這種方法經(jīng)常適用在基礎(chǔ)承載力不夠或者基礎(chǔ)埋深特別淺，又為磚石或者混凝土剛性實(shí)體式橋梁加固工程中，橋梁基礎(chǔ)擴(kuò)大的底面積經(jīng)常根據(jù)基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算之后才能確定。如果地基的強(qiáng)度可以滿足要求但是所存在的缺陷單單是一些不均勻沉降引發(fā)的變形過(guò)大時(shí)，就需要采取把基礎(chǔ)底面積擴(kuò)大的加固方法，這個(gè)主要根據(jù)地基的變形情況進(jìn)行計(jì)算的。
(2)增補(bǔ)樁基的加固技術(shù)
橋梁墩臺(tái)的基底下面如果有軟弱層，就會(huì)促使墩臺(tái)出現(xiàn)沉陷，或者當(dāng)墩臺(tái)采用樁基礎(chǔ)時(shí)，就會(huì)由于樁深度不夠，加上水流沖刷等諸多原因很容易導(dǎo)致樁出現(xiàn)傾斜，這些病害都是促使橋梁結(jié)構(gòu)難以正常使用甚至導(dǎo)致使用年限受到極大影響的關(guān)鍵性因素。因而說(shuō)采取增補(bǔ)樁基加固的方法就是比較常用而且施工效果非常好的方法，該加固法一般會(huì)在樁式基礎(chǔ)附近補(bǔ)加鉆孔樁或者打入合適的鋼筋混凝土預(yù)制樁使得原來(lái)的承臺(tái)得以擴(kuò)大，進(jìn)而將基礎(chǔ)承載力提高，使得橋梁基礎(chǔ)整體上的穩(wěn)定性得以增強(qiáng)。
3.3橋面鋪裝層的加固技術(shù)
橋面鋪裝層開(kāi)裂或剝離等病害，對(duì)于鋼筋混凝土梁板橋容易使鋼筋銹蝕，減弱橋梁的橫向整體性。對(duì)于石拱橋，由于橋面雨水下滲，加大了拱上填料的含水量，使拱圈出現(xiàn)滲水現(xiàn)象等。同時(shí)由于橋面鋪裝層的破損，引起橋面平整度差，車(chē)輛通行時(shí)，使橋梁產(chǎn)生震動(dòng)，對(duì)橋梁產(chǎn)生不利影響，同時(shí)又加重了橋面鋪裝層的病害。根據(jù)橋梁的具體情況，應(yīng)采用不同的加固方法，對(duì)于使用年限長(zhǎng)、破損嚴(yán)重的采用拆除、修復(fù)的加固方案。而對(duì)于病害較輕，使用年限短，且混凝土強(qiáng)度仍符合設(shè)計(jì)要求的則先處治病害，在不降低設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。
四、橋梁加固的基本方法
4.1加大截面加固法
這種方法是比較傳統(tǒng)的加固方法，采用與原結(jié)構(gòu)相同或者相近的材料增大構(gòu)件截面尺寸和配筋進(jìn)行加固的一種方法。這種加固方法要求橋梁的下部結(jié)構(gòu)能夠承受更多的自重，能夠提供更高的承載力，有時(shí)候要先對(duì)橋梁下部結(jié)構(gòu)盡力預(yù)加固。這種方法施工工藝簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)。經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)用，工程單位都有比較先進(jìn)的施工經(jīng)驗(yàn)，特別適合于較小跨徑的T梁或者板橋的加固。
4.2預(yù)應(yīng)力加固法
這種方法是采用外加預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能改造,能大大縮短工期，在加固過(guò)程中可以不中斷交通。能較大幅度地提高舊橋的承載能力，既可以提高抗彎承載力，也可以提高構(gòu)件的抗剪能力和剛度，降低舊橋結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平。預(yù)應(yīng)力筋布置在箱梁體內(nèi)，對(duì)原橋結(jié)構(gòu)損傷小，不影響橋下凈空和橋梁美觀。
4.3改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法
這種方法通過(guò)改變舊橋結(jié)構(gòu)受力體系，達(dá)到提高橋梁承載能力的目的。例如在簡(jiǎn)支梁下增設(shè)支架和橋墩，或把簡(jiǎn)支梁與簡(jiǎn)支梁縱向加以連接，由簡(jiǎn)支變連續(xù)梁，或在梁下增設(shè)鋼架或者結(jié)合梁等，以減小梁內(nèi)應(yīng)力。這種加固方法一般都是在橋下操作，或設(shè)置永久設(shè)施,由此帶來(lái)的結(jié)果就是減小了橋下的凈空，或者在施工期間影響橋下通航。
4.4粘貼FRP加固法
這種方法是采用高強(qiáng)度或高彈性模量的纖維復(fù)合材料，用粘貼樹(shù)脂或浸漬樹(shù)脂粘貼在舊橋結(jié)構(gòu)的外表面，使之與原橋構(gòu)件形成整體共同受力。這種方法特點(diǎn)是高強(qiáng)高效，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，不用改變?cè)瓨虻耐庥^，對(duì)原橋結(jié)構(gòu)的損傷小，使用后的養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用低，幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重和截面尺寸，不改變凈空高度。
4.5擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法
這種方法使用于基礎(chǔ)承載力不足或者埋深太淺，而墩臺(tái)是剛性實(shí)體式基礎(chǔ)的情況。擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積由地基強(qiáng)度檢算確定。當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度滿足要求而缺陷僅僅表現(xiàn)為不均勻沉降變形過(guò)大時(shí)，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積的加固，主要由地基變形計(jì)算加以選定。這種方法是在樁式基礎(chǔ)的周?chē)a(bǔ)加鉆孔樁或者打人預(yù)制樁，擴(kuò)大原承臺(tái)，以此提供基礎(chǔ)的承載力，增強(qiáng)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。
結(jié)束語(yǔ)；
公路橋梁的加固是一項(xiàng)系統(tǒng)而又復(fù)雜的工作，具有很強(qiáng)的技術(shù)性，因而在公路橋梁的加固施工過(guò)程中，作為施工企業(yè)應(yīng)堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)適用外觀美的基本原則。在對(duì)橋梁進(jìn)行加固處理時(shí)，必須充分考慮到加固措施的可行性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。從技術(shù)上采取有效的措施，提高橋梁承載能力，保證交通暢通無(wú)阻。
