橋梁加固技術(shù)探索
2015-04-13
橋梁作為交通運輸?shù)臉屑~,直接影響著交通的流量和荷載。當它投入使用一定時間后,往往由于設(shè)計的局限和施工的欠缺,使其難以適應(yīng)日益繁重的交通量,而且隨著運輸設(shè)備的高速發(fā)展和車輪負載的不斷增長,使橋梁常常處于超負荷運行的狀態(tài),從而逐步成為交通運輸線上的“瓶頸”。
因此，為了維持橋梁的正常營運，盡量保持和延長橋梁的使用壽命.對橋梁結(jié)構(gòu)物進行經(jīng)常性的養(yǎng)護維修是非常必要的。當橋梁結(jié)構(gòu)物無法滿足承載能力、通過能力(如荷載標準提高、原結(jié)構(gòu)嚴重損傷從而承載能力降低、橋而過窄妨礙車輛暢通)等要求時，則需對橋梁進行必要的補強加固、拓寬等技術(shù)改造。
1 橋梁的維修整治
橋梁的維修整治或稱養(yǎng)護維修主要是對危害橋梁正常營運的部分進行修繕工作。例如橋面鋪裝層、橋面伸縮縫裝置、橋面防水設(shè)施、橋梁主體結(jié)構(gòu)(如鋼筋混凝土橋梁等的混凝土裂縫等)的缺陷，都會影響橋梁的正常營運及使用壽命，嚴重的甚至直接導(dǎo)致橋梁承載能力的降低。因此。在橋梁使用過程中對其進行經(jīng)常性的維修整治是不容忽視的一項工作。橋梁技術(shù)改造的工作重點，往往是針對橋梁的主體結(jié)構(gòu)，但同時也必須對影響橋梁正常使用的其他部分進行維修整治。
2 橋梁的技術(shù)改造
橋梁結(jié)構(gòu)的安全度是以結(jié)構(gòu)的強度、剛度、穩(wěn)定性及耐久性等指標來衡量的，也就是說，橋梁結(jié)構(gòu)必須滿足基本的承載能力功能的要求。橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強度，以承受作用其上的荷載，使橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件或其連接構(gòu)造不致產(chǎn)生破壞;結(jié)構(gòu)各部分應(yīng)具有足夠的剛度，以使其在荷載作用下不產(chǎn)生過大的撓曲變形;構(gòu)件的截面必須有適當大小的截面尺寸，以使其在承受荷載時不發(fā)生屈曲而喪失穩(wěn)定性.對橋梁結(jié)構(gòu)物不僅要保證結(jié)構(gòu)具有整體強度、剛度及穩(wěn)定性，而且必須保證結(jié)構(gòu)各組成構(gòu)件具有足夠的強度、剛度及穩(wěn)定性，同時結(jié)構(gòu)物必須具備良好的工作性能及足夠的耐久性。但是，橋梁結(jié)構(gòu)由于作用荷載的隨機性、材料強度的離散性、制造與施工質(zhì)量的分散性以及計算假定的近似性等原因，其實際安全度往往是一個不確定值。有的橋梁由于設(shè)計與建造年代久遠，原設(shè)計荷載標準偏低，現(xiàn)時運行重車增多、行車密度增加而不適應(yīng);有的橋梁由于采用的橋型結(jié)構(gòu)不當或設(shè)計計算假定不盡合理，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)實際受力狀態(tài)與計算假定不完全相符;有的橋梁在施工時由于質(zhì)量控制不嚴、管理不善而造成不應(yīng)有的缺陷;有的則因不注意經(jīng)常性的檢查、維修整治導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生缺陷而不能維持正常的工作條件等。
3 橋梁加固措施
為適應(yīng)橋梁對抗震的要求，針對震害所出現(xiàn)的各種薄弱環(huán)加強橋梁構(gòu)造以提高橋梁抗震能力，顯然是有重要意義的。
3.1 橋梁杭震的構(gòu)造要求
3.1.1 對簡支梁、連續(xù)梁、系桿拱等梁式體系，必須設(shè)置阻止梁墩橫橋向相對位移的構(gòu)造，阻止梁的橫向位移。
3.1.2 對懸臂梁和T形剛構(gòu)除采取上述措施外，還應(yīng)采取阻止上部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)橫橋向相對位移的構(gòu)造措施。
3.1.3 對活動支座，均應(yīng)采取限制其位移、防止其歪斜的措施。
3.1.4 對簡支梁應(yīng)采取措施防止地震中落梁，如采用螺栓連接，鋼夾板連接，以及將基礎(chǔ)置于可液化層一定深度等措施。
3.1.5 對于樁式墩和柱式墩，樁(柱)與蓋梁，承臺聯(lián)接處的配筋不應(yīng)少于樁或柱身的最大配筋。
3.1.6 對于磚石、混凝土墩臺，應(yīng)考慮提高墩臺帽與墩臺本身以及基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)處，截面突變處和施工處的抗剪強度。
3.1.7 橋臺胸墻應(yīng)予加強，在胸墻與梁端部之間，宜填充緩沖材料，如瀝青，油毛氈等。
3.1.8 磚石、混凝土墩臺和拱圈的最低砂漿強度等級應(yīng)按現(xiàn)行公路橋涵設(shè)計規(guī)范規(guī)定的要求提高一級使用。
3.1.9 不論為梁式橋、拱橋盡量避免在不穩(wěn)定的河岸修建，并應(yīng)合理布置橋孔。避免將墩臺布設(shè)于在地震時可能滑動的岸坡突變處。
3.1.10 大跨徑拱橋的主拱圈，宜采用抗扭剛度較大，整體性較好的斷面型式，如箱形拱、板拱等。當主拱采用組合斷面時，應(yīng)加強組合截面的連接強度，對雙曲拱橋應(yīng)加強肋波間的連接。
3.1.11 大跨徑拱橋不宜采用二鉸和三鉸拱，當小跨徑拱橋采用二鉸板拱時，應(yīng)采取防比落拱構(gòu)造措施。
3.1.12 磚石、混凝土腹拱的洪上建筑，除靠近墩臺的腹拱采用三鉸或二鉸外，其余腹拱宜采用連續(xù)結(jié)構(gòu)。
3.1.13 拱橋宜盡量減輕拱上建筑的重量。
3.1.14 剛性地基烈度為9度(地震動峰值加速度系數(shù)≥0.4g)時，或非剛性地基烈度為7度(地震動峰值加速度系數(shù)0.1～0.15g)時的單孔及連拱橋與端腹孔均應(yīng)采取防止落拱構(gòu)造，包括加長拱座斜面，設(shè)置防落牛腿以及將主拱鋼筋伸入墩臺帽內(nèi)。
除上述外，還要加強施工質(zhì)量管理。
3.2 橋梁杭震加固的原則
在烈度為8度(地震動峰值加速度系數(shù)0.2～0.3g）及8度以上的地震區(qū)，公路橋梁均應(yīng)局部加強其抗震薄弱環(huán)節(jié)。
重要大跨徑橋梁作重點加固，一般性橋梁作一般性加固。
3.3 梁式橋的抗震加固
防止順橋向(縱向)落梁的抗震措施主要有:增設(shè)擋塊和加強胸墻，橋臺加固擋板，用H形卡架和三角形支架加固，墩帽上設(shè)置活動支座端擋塊等。
防止橫橋向落梁的抗震措施主要有:用鋼絲繩橫向連接加固，邊主梁外側(cè)設(shè)置擋塊或擋桿，邊主梁外側(cè)設(shè)鋼支架加固等。
防止支座破壞的主要措施有:寬蓋梁上設(shè)置支座擋塊，U形承托支座加固，一字形承接支座加固，兩支座用鋼筋縱向連接加固等。
3.4 拱式橋的杭震加固
對雙曲拱橋因其連接部位較多，如拱肋和拱波的連接，拱肋和橋墩(臺)的連接，拱上建筑和拱圈連接，這些薄弱環(huán)節(jié)，亦應(yīng)預(yù)以加固。其主要抗震措施有:拱肋與拱波之間用鋼筋混凝上補強，拱頂上部用鋼筋混凝土加固，或用加勁鋼及剪力撐法，對拱腳用鋼筋混凝土加固等。
3.5 墩臺和基礎(chǔ)的杭震加固
基礎(chǔ)在設(shè)計或修建時沒考慮增加地震因素時，應(yīng)采取以下加固措施:對于擴大基礎(chǔ)，可采用外加固圍裙的方法進行抗震加固。加打木樁澆筑混凝土增大基礎(chǔ)底面積。對于樁基礎(chǔ)采用加筑圍裙式條形基礎(chǔ)。在一般沖刷線以下，橋臺前端加高斜撐。樁墩兩側(cè)加設(shè)斜撐加固。對于排架樁采用橫斜撐加固。對斷面薄弱處采用擴大橋墩斷面加固法。臺后土壓力較大時，可在臺后加建擋墻。于臺前增設(shè)扶壁加固，其基礎(chǔ)埋深一般在沖刷線以下1m。地震造成臺后沉陷，用臺后增設(shè)橋孔來穩(wěn)定橋臺。臺背兩側(cè)出現(xiàn)坍塌時，改建成U形臺，從而加固臺身以穩(wěn)定土坡。
結(jié)束語
公路橋梁結(jié)構(gòu)缺陷的種類很多，產(chǎn)生的原因也很復(fù)雜，因各種橋梁的結(jié)構(gòu)類型、地基類型、材料種類、施工質(zhì)量、通行車輛、管理養(yǎng)護工作等的不同而千差萬別。對于這類缺陷，查清后就必須及時加以處理，或者進行修補加固，或者報廢重新澆筑。
