淺談匝道橋橋梁加固技術(shù)
2015-08-17
高速公路在社會(huì)交通中占據(jù)著重要地位，提高高速公路的運(yùn)行效率以及運(yùn)行安全性，是交通界的一大課題。而高速公路橋梁中，匝道橋發(fā)生病害的概率相對(duì)較高，因此，對(duì)匝道橋橋梁加固技術(shù)的研究就顯得十分必要。
1、匝道橋橋梁容易出現(xiàn)的病害問題
匝道橋橋梁的病害問題比較復(fù)雜，歸結(jié)起來(lái)，比較容易發(fā)生的主要有：
1.1 主梁在一定程度上發(fā)生了橫向爬移，而連接墩外擋塊因?yàn)槭艿酵屏Γ霈F(xiàn)傾斜甚至開裂的病害，獨(dú)柱墩的下部橋梁平線也在內(nèi)側(cè)存在橫向裂縫；
1.2 主梁底板若存在不同程度的橫向裂縫，腹板則容易存在豎向裂縫的問題，有些甚至比較嚴(yán)重，且由于沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)、采取相應(yīng)的處理措施，導(dǎo)致裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大延伸，其寬度也超出了規(guī)范所限制的范圍。
2、匝道橋橋梁病害產(chǎn)生的主要原因
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，匝道橋橋梁各種病害產(chǎn)生的原因，總結(jié)起來(lái)主要有以下三點(diǎn)：
2.1 施工誤差：在施工過(guò)程中，因?yàn)楦鞣N人為或非人為的原因，致使支座安裝的位置與預(yù)定位置產(chǎn)生誤差，是造成支撐位置偏離最為主要的原因；
2.2 梁體爬移：梁體爬移是引發(fā)墩柱裂縫的重要因素，加上施工誤差所造成的支座誤差，增大梁體橫向性爬移的幅度，使墩柱在內(nèi)側(cè)發(fā)生環(huán)向橫縫的問題；同時(shí)，梁體爬移也是連接墩外擋塊發(fā)生開裂的主要因素；
2.3 超載、施工技術(shù)不當(dāng)：橋梁使用過(guò)程中的超載，以及橋梁建設(shè)不恰當(dāng)?shù)氖┕し椒?，是造成梁體裂縫的最主要原因；梁底出現(xiàn)橫向裂縫的原因，主要是正截面的抗彎強(qiáng)度無(wú)法滿足要求；腹板出現(xiàn)斜裂縫，則是因?yàn)樾苯孛娴目辜魪?qiáng)度無(wú)法滿足要求。與此同時(shí)，支座部分出現(xiàn)的安裝誤差導(dǎo)致橋梁梁體原本的受力體系從某種程度上發(fā)生了改變，更加重了梁體裂縫問題的嚴(yán)重性。
3、匝道橋橋梁加固策略
匝道橋橋梁的加固，必須要經(jīng)過(guò)精密的測(cè)量和計(jì)算，即“具體問題具體分析”，確?，F(xiàn)有的病害得以解決或者最大程度的減輕，同時(shí)不會(huì)導(dǎo)致新的病害出現(xiàn)。施工前要仔細(xì)研究設(shè)計(jì)圖，考察橋梁周邊環(huán)境；在施工的整個(gè)過(guò)程中，要建立健全各項(xiàng)監(jiān)控和防護(hù)措施；另外還要考慮到施工對(duì)周圍環(huán)境的影響，盡量地降低施工的工程量，減小對(duì)社會(huì)交通等造成的影響。
一般來(lái)說(shuō)， 橋梁的加固包括現(xiàn)有橋梁的改造及病害橋梁的修復(fù)。 其中，現(xiàn)有橋梁的改造一般是由于現(xiàn)在交通運(yùn)輸量的增長(zhǎng)、設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)的提高、公路路基寬度的拓寬等使一些橋梁已不能滿足當(dāng)前交通運(yùn)輸?shù)囊蠖M(jìn)行改造；病害橋梁的修復(fù)一般是由于橋梁材料的老化， 運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)的不當(dāng)?shù)仁挂恍蛄撼霈F(xiàn)了病害而進(jìn)行維修。 橋梁的加固與橋梁的設(shè)計(jì)一樣，除了應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范，符合技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、結(jié)構(gòu)安全的原則外，還必須經(jīng)過(guò)一定的程序和步驟，這就是所謂的加固概念設(shè)計(jì)。橋梁結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)失效或損傷經(jīng)評(píng)估不能滿足結(jié)構(gòu)安全或正常使用要求時(shí)，必須進(jìn)行加固。加固設(shè)計(jì)的內(nèi)容及范圍，應(yīng)根據(jù)評(píng)估結(jié)論和委托方提出的要求確定，可以包括整體橋梁，也可以是指定的區(qū)段或特定的構(gòu)件；還有就是建立既有橋梁維修、加固、重建的經(jīng)濟(jì)分析模型，通過(guò)分析比較，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、對(duì)現(xiàn)有交通干擾較小的方案實(shí)施，以保證改造后的橋梁能安全運(yùn)營(yíng)。 具體來(lái)說(shuō)可以通過(guò)以下幾點(diǎn)來(lái)完成：
3.1 增加蓋梁。
增加蓋梁的主要目的是解決主梁爬移的病害，它首先要保證不能改變橋梁舊有的體系，然后選擇合適的獨(dú)柱墩，在墩頂增加設(shè)置蓋梁。 蓋梁外側(cè)需要增加設(shè)置支座，將原本的單支撐形式改變?yōu)殡p支撐，以減輕扭轉(zhuǎn)作用力，從而減小主梁發(fā)生的橫向爬移。 在安裝新支座的時(shí)候，頂升的速度要慢而穩(wěn)，高度必須嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)要求；新支座與楔形塊、墊石之間的高度誤差，必須控制在 2mm 以內(nèi)，且舊支座必須在新支座之前受力。 體外預(yù)應(yīng)力加固法 體外預(yù)應(yīng)力法的加固原理是在梁的下緣受拉區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力材料， 通過(guò)張拉對(duì)梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力，在此偏心壓力作用下，使梁體發(fā)生上拱，抵消部分自重應(yīng)力，減小了結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度、改善了結(jié)構(gòu)受力，能夠較大幅度的提高結(jié)構(gòu)承載力。 與通常的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相比，力筋與原結(jié)構(gòu)只在錨固點(diǎn)與梁連接，類似于無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。 這種方法在自重增加很小的情況下可大幅度的改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，提高結(jié)構(gòu)剛度、抗裂性。 此法既適用于通行重車時(shí)的臨時(shí)加固， 也可作為提高橋梁承載力的永久加固措施。 從而起到減小承重構(gòu)件的應(yīng)力，改善橋梁性能，達(dá)到提高承載能力的目的。 這種技術(shù)具有提高結(jié)構(gòu)承載力，增大結(jié)構(gòu)剛度，減小撓度等優(yōu)點(diǎn)。
3.2 對(duì)于墩柱的加固。
主要采取整體包裹碳纖維布的方法進(jìn)行加固處理，整體包裹的范圍視橋梁具體情況而定，如果有必要，可對(duì)匝道橋所有的墩柱都進(jìn)行加固，以保證橋梁的安全性。
3.3 對(duì)于防震擋塊的加固。
可以將已經(jīng)開裂的舊有擋塊完全清除，然后在原有的蓋梁上進(jìn)行植筋，澆注出新的擋塊來(lái)進(jìn)行加固。 在清除舊有擋塊之后、植筋之前，需要對(duì)原鋼筋采取除銹處理，以免影響新檔塊的質(zhì)量；而在澆柱新?lián)鯄K、拆除模板之后，需要以橡膠墊塊進(jìn)行填充加固處理。
3.4 對(duì)于預(yù)應(yīng)力橋梁的加固。
對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁加固需要考慮的的前提條件有兩點(diǎn)：（1）不得影響到橋下的交通；（2）不得降低橋下的凈空。 如果能同時(shí)滿足這兩個(gè)條件，可以采取粘貼碳纖維布的措施，對(duì)底板進(jìn)行全部加固；對(duì)于腹板則采取粘貼鋼板的措施進(jìn)行加固。
3.5 對(duì)于普通的混凝土橋梁的加固。
第一項(xiàng)工作步驟自然是修補(bǔ)橋梁裂縫。修補(bǔ)的過(guò)程中，要注意對(duì)不同寬度的裂縫，分別采取不同的技術(shù)來(lái)修補(bǔ)，要恰當(dāng)選取修補(bǔ)材料。 修補(bǔ)完成后，可以粘貼碳纖維，或者采取粘貼鋼板的措施，從而提高橋梁的承載能力。
匝道橋是高速公路橋梁中比較容易發(fā)生病害的部分，其病害的具體形式存在多樣性、復(fù)雜性的特點(diǎn)，可以及時(shí)的應(yīng)變。處理起來(lái)比較棘手；而且對(duì)于匝道橋進(jìn)行病害檢測(cè)的時(shí)候，需要采取搭建腳手架或者利用橋檢車的方法，因此其病害又具有一定的隱蔽性，如果不及時(shí)檢測(cè)，很難發(fā)現(xiàn)。有關(guān)方面一定要加強(qiáng)道橋管理，提高對(duì)匝道橋檢測(cè)的重視度，本研究也為匝道橋的加固提供了一些建議，一旦發(fā)現(xiàn)病害，要及早采取正確的技術(shù)方法處理，以免病害不斷擴(kuò)大，造成嚴(yán)重后果。
