淺析公路橋梁的加固維修技術(shù)方法
2013-05-03 來(lái)源：維普網(wǎng)
橋梁的加固維修技術(shù)是最近興起的一門(mén)新技術(shù)，加速我國(guó)舊橋加固或改造技術(shù)的研究，不僅能更好地、及時(shí)地為現(xiàn)代交通運(yùn)輸服務(wù)，而且能為國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。橋梁的混凝土開(kāi)裂、剝落、衰變及鋼筋的銹蝕I管道灌漿不飽滿普遍存在）對(duì)橋梁的損害問(wèn)題非常嚴(yán)重，若全部重新建造這些橋梁，不僅需要大量的資金。建設(shè)周期長(zhǎng)，并且在施工中交通不暢，造成嚴(yán)重的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。因此，維修和加固舊橋便成為一個(gè)亟待研究解決的問(wèn)題。
一、公路橋梁存在的常見(jiàn)病害
1、預(yù)應(yīng)力空心板粱底面縱向裂縫。裂縫主要分布在空心板底面中央及兩側(cè)，位置為預(yù)應(yīng)力鋼筋（束l昕在處，裂縫形態(tài)為沿預(yù)應(yīng)力鋼筋分布縱向通長(zhǎng)或斷續(xù)通長(zhǎng)裂縫。
2、梁翼板底面縱向裂縫。裂縫分布在翼板與腹板交接部位或翼板底面中央，呈順橋向縱向分布。
3、梁腹板豎向裂縫。裂縫分布在T梁腹板側(cè)面，部分裂縫延伸到T粱底面及翼板，發(fā)生的部位從l／4跨開(kāi)始到3／4跨附近都存在，支點(diǎn)附近為裂縫為斜向裂縫，跨中附近為豎向裂縫，底面及翼板裂縫為橫向裂縫。
4、連續(xù)箱梁的大量裂縫。連續(xù)箱梁的裂縫主要有翼板底面的橫向裂縫，箱梁底面的橫向裂縫及箱粱腹板的豎向裂縫。
5、連續(xù)箱梁的縱向裂縫。連續(xù)箱粱的沿預(yù)應(yīng)力走向的縱向裂縫：裂縫形態(tài)為箱梁腹板側(cè)面，沿預(yù)應(yīng)力束的位置，縱向裂縫分布與預(yù)應(yīng)力位置對(duì)應(yīng)。
6、鋼筋銹蝕病害。鋼筋發(fā)生銹蝕，銹蝕部分的體積可膨脹至原體積的l0倍，容易擠壓周?chē)炷?，?dǎo)致混凝土開(kāi)裂、剝蝕，也會(huì)縮小截面的有效尺寸，影響結(jié)構(gòu)的承載能力。銹蝕的直接后果是鋼筋斷面面積減小，鋼筋銹蝕還會(huì)降低混凝土對(duì)鋼筋的握襄力，銹蝕物外流，在結(jié)構(gòu)表面形成銹跡，影響結(jié)構(gòu)美觀。
7、墩臺(tái)基礎(chǔ)病害。橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，要承受上部構(gòu)造產(chǎn)生的荷載，而且風(fēng)力、浮力、流水壓力、冰壓力和土壓力等外力作用也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影D向。加之自然界中多種因素對(duì)其造成的壓力和大部分重型車(chē)輛通行的壓力，墩臺(tái)基礎(chǔ)常因此承受過(guò)多的重荷載，這就不可避免的影響了橋墩臺(tái)的安全使用。
二、公路橋梁加固的原因
1、設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)偏低，承載能力不足舊橋梁原有的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，不能滿足經(jīng)濟(jì)目益發(fā)展及車(chē)輛通行要求隨著交通量的增加千口荷載等級(jí)的提高，原有橋梁己經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)今交通的需要，絕大多數(shù)橋梁處于“帶病”工作狀態(tài)，急需進(jìn)行加固改造，提高設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)，適應(yīng)重載交通需要。
2、通行能力不足，通行能力不足主要表現(xiàn)在橋面寬度不足；橋梁平面線形、縱斷面線形標(biāo)準(zhǔn)太低；橋上通車(chē)凈空或橋下通車(chē)凈空不足。公路網(wǎng)中半永久性橋梁臨時(shí)陛橋梁為數(shù)不少，承載能力普遍偏低，抵抗自然災(zāi)害能力差，急需進(jìn)行改造
3、超負(fù)荷使用，按路線等級(jí)或者預(yù)期設(shè)計(jì)荷載等級(jí)來(lái)說(shuō)，這一部分設(shè)計(jì)荷載等級(jí)并不低，但由于一些特殊的原因，橋梁使用荷載大大超出設(shè)計(jì)荷載。致使橋梁長(zhǎng)期在超重荷載作用下運(yùn)營(yíng)。
4、人為及自然因素引起結(jié)構(gòu)的損壞，比如超出設(shè)計(jì)的洪水、泥石流、冰凍、地震、強(qiáng)風(fēng)、船舶撞擊，河道不恰當(dāng)開(kāi)挖等，引起橋梁結(jié)構(gòu)的局部損壞。
三、公路橋梁加固技術(shù)方法
橋梁加固一般是通過(guò)對(duì)構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)和結(jié)構(gòu)性能的改善來(lái)恢復(fù)或提高現(xiàn)有橋梁的承載能力，以延長(zhǎng)使用年限，適應(yīng)現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)囊?。其改造的主要技術(shù)途徑有加強(qiáng)薄弱構(gòu)件、增加輔助構(gòu)件、改變結(jié)構(gòu)體系、減輕厘載、加固墩臺(tái)及基礎(chǔ)等。
1、橋路面層 強(qiáng)加固法。橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法是通過(guò)在梁頂（橋面）MJ口鋪一層鋼筋混凝土層，使其與原有主梁形成整體，從而達(dá)到增大主梁有效高度和抗壓截面，增加橋面整體岡Ⅱ度，提高橋梁承載能力的—種常用且有效的方法。為了減小補(bǔ)強(qiáng)層增加的恒載，常將原有橋面鋪裝層鑿除，而且能使新老結(jié)合良好，共同受力。
2、粘貼鋼板加固法。結(jié)構(gòu)粘鋼加固是一種建筑結(jié)構(gòu)工程的加固新技術(shù)。用特制的結(jié)構(gòu)膠粘劑，將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的表面，能達(dá)到加固和增強(qiáng)原結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的目的。結(jié)構(gòu)粘鋼加固方法，與其他的加固方法比較，有許多獨(dú)特}向優(yōu)點(diǎn)和先進(jìn)性。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的工程實(shí)踐，已經(jīng)證明完全能保證加固工程的質(zhì)量，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度都能滿足設(shè)計(jì)的要求。膠粘劑老化試驗(yàn)?zāi)途眯阅軡M足要求，粘鋼加固后的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，也證明強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì)方法是正確的和可靠的。
3、碳纖維加固法。碳纖維是一種耐腐蝕、高強(qiáng)、質(zhì)輕的新型材料，施工操作方便，施工單位常用這種材料進(jìn)行舊橋加固。 昆凝土構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí)，每個(gè)構(gòu)件的受力特點(diǎn)都存在一定的差異，將碳纖維布用粘結(jié)材料鋪貼在構(gòu)件的表面，一方面能防止構(gòu)件的變形程度擴(kuò)大，男一方面能使構(gòu)件的承載能力得以改善。在增強(qiáng)構(gòu)件抗彎剛度、減少構(gòu)件撓度和約束混凝土裂縫擴(kuò)展方面常用到這種加固方法。補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜，若通過(guò)粘貼鋼板或外包混凝土加固法加固，難度系數(shù)較高，操作起來(lái)比較困難，而且原構(gòu)造極易被粘貼鋼板損壞。而碳纖維布可根據(jù)結(jié)構(gòu)外形的變化而靈活變化，易于旌工，也可避免使用難度系數(shù)過(guò)高的施工技術(shù)。
4、增加主梁加固法。增加主梁加固法是在新增主梁位置將原橋面鑿開(kāi)，切斷原橫隔梁，利用原結(jié)構(gòu)掛設(shè)模板，現(xiàn)澆鋼筋砼主梁，并連通原橫隔梁，保證新舊結(jié)構(gòu)成為整體，共同受力。這種方法適用于主體結(jié)構(gòu)基本完好、而承載力不能滿足要求的睛況。但是，在加固過(guò)程中必須中斷交通，且工藝復(fù)雜，工程量大，對(duì)原結(jié)構(gòu)的損傷較大。
5、錨噴混凝土加固法。錨噴混凝土加固法指的是先將錨桿錨入補(bǔ)強(qiáng)部位結(jié)構(gòu)內(nèi)，掛設(shè)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，再?lài)娚湟欢ê穸鹊幕炷?，使其與原結(jié)構(gòu)共同承受外力的組合結(jié)構(gòu)。此種加固法在漿砌片石板拱橋加固中運(yùn)用較多。
6、預(yù)應(yīng)力鋼絲束法。沿梁腹側(cè)面按拋物線形敷設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼絲束，在梁底每隔一定距離（5o～lOOcm）設(shè)置一根定位箍，用以固定鋼絲束的形狀，鋼絲束的兩端穿過(guò)梁端翼緣板伸至粱頂錨固。張拉預(yù)應(yīng)力鋼絲束，通過(guò)定位箍使梁獲得預(yù)應(yīng)力；再通過(guò)噴射砼使預(yù)應(yīng)力鋼絲束及定位箍與梁體形成整體。這種加固方法的受力明確，效果明顯，但箍圈的構(gòu)造較復(fù)雜。
7、縫膠灌注法。如果粱體嚴(yán)重變形或出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)地觀測(cè)和試驗(yàn)檢測(cè)，根據(jù)觀測(cè)現(xiàn)象對(duì)裂縫或變形的成因進(jìn)行分析，同時(shí)采取相應(yīng)的施工措施進(jìn)行加固。如果梁體的剛度和承載能力都無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則最好采用灌縫膠灌注處理裂縫，進(jìn)而采用體外預(yù)應(yīng)力加固法、粘貼碳纖維加固法、新澆注混凝土增大粱體截面加固法、種植或粘貼鋼筋加固法等補(bǔ)強(qiáng)措施，改善粱體的抗彎承載力。
四、結(jié)束語(yǔ)
由于施工質(zhì)量和橋梁設(shè)計(jì)等方面的原因，使得橋梁的檢驗(yàn)和加固成為必要，并且目前我國(guó)已有一定數(shù)量的橋梁發(fā)生老化，危橋逐年增多，受到當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)，材料、施：[等方面的影響和局限。因此對(duì)原有橋梁進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)、改造翻新，最大程度利用現(xiàn)有資源，保證其使用安全，延長(zhǎng)其使用壽命是當(dāng)今工程界關(guān)注的重大謀題之一。
