淺談水泥混凝土橋梁加固的幾種方法技術(shù)
2015-03-27
一、概述
橋梁工程投資巨大，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，因此，人們在橋梁的建設(shè)中，總是采取各種措施，千方百計(jì)確保工程質(zhì)量。然而，隨著時(shí)間的推移，新建的橋梁終究會變成舊橋，總會逐漸產(chǎn)生損傷和破壞現(xiàn)象，按照自然規(guī)律，這是一個(gè)不可逆的過程。其中常見的問題是橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固，目前國內(nèi)對橋梁梁體的加固方法主要有：體外附加預(yù)應(yīng)力法；增大截面法；改變結(jié)構(gòu)體系法；梁體外粘貼鋼板法；粘貼碳纖維布法及化學(xué)灌漿法等。
二、對橋梁梁體的加固方法的具體介紹
（一）體外附加預(yù)應(yīng)力法
體外附加預(yù)應(yīng)力法是指運(yùn)用預(yù)應(yīng)力原理，在增設(shè)的構(gòu)件或原有構(gòu)件中，施加一定的初始應(yīng)力(預(yù)應(yīng)力)以抵消部分自重應(yīng)力，起到卸載的作用，從而較大幅度地提高梁體承載能力的加固方法。體外預(yù)應(yīng)力加固法的優(yōu)點(diǎn)是：
1.在自重增加很小的情況下，能夠大幅度改善和調(diào)節(jié)原結(jié)構(gòu)的受力狀況，提高承重結(jié)構(gòu)的剛度、抗裂性能；
2.由于承重結(jié)構(gòu)自重增加小，故對墩臺及基礎(chǔ)受力狀況影響很小，可節(jié)省對墩臺及基礎(chǔ)的加固；
3.對橋梁營運(yùn)影響較小，可在不限制交通的條件下進(jìn)行加固施工；
4.預(yù)應(yīng)力加固法既可作為橋梁通過重車的臨時(shí)加固手段，又可作為永久性提高橋梁荷載等級的措施。
（二）增大截面加固法
增大截面加固法，是指在原受彎構(gòu)件的上面或下面再澆注一層新的混凝土并補(bǔ)加相應(yīng)的鋼筋，以提高原構(gòu)件承載能力的方法。它是工程中常用的一種加固方法。對蓋梁的加固，采用在舊蓋梁下再貼一根新蓋梁的方法。新蓋梁主要構(gòu)造為三根用鋼板焊接而成的工字鋼。
（三）改變結(jié)構(gòu)體系法
這種加固、改造方法是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)體系，達(dá)到提高橋梁承載能力的目的。改變結(jié)構(gòu)體系的方法有多種，但往往都需要在橋下操作，或設(shè)置永久設(shè)施，因而減小橋下凈空，或施工時(shí)會影響交通，所以必須考慮對交通量的影響。
?。ㄋ模┝后w外粘貼鋼板法
梁體外粘貼鋼板法是采用環(huán)氧樹脂系列粘結(jié)劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的受拉緣或薄弱部位，使之與結(jié)構(gòu)物形成整體，用以代替需增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，提高梁的承載能力，達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)效果的一種加固方法。粘貼鋼板加固橋梁有許多優(yōu)點(diǎn)，過去在國內(nèi)外有著廣泛的應(yīng)用，己經(jīng)是一種傳統(tǒng)的加固方法。這種加固方法的優(yōu)點(diǎn)是：
1.不需要破壞被加固的原結(jié)構(gòu)的幾何尺寸；
2.施工工藝簡單，施工質(zhì)量比較容易控制；
3.施工工期短。
?。ㄎ澹┱迟N碳纖維布(板)法
試驗(yàn)結(jié)果均表明，經(jīng)粘貼碳纖維片材加固后，受彎構(gòu)件極限荷載均有大幅提高。結(jié)構(gòu)的抗彎剛度和抗裂性能均有不同程度的提高。此種加固方法在歐美和日本已大量地運(yùn)用于橋梁抗震加固之中，并編制了相應(yīng)地技術(shù)規(guī)范。它的原理與粘貼鋼板法相似，但又有其獨(dú)特的一些優(yōu)點(diǎn)，具體如下：
1.采用碳纖維布加固技術(shù)可以提高箱梁的抗彎、抗剪承載力及剛度；增加橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度安全儲備，同時(shí)碳纖維材料的高的強(qiáng)度、高的彈性模量，可以有效地約束混凝土變形，限制裂縫開展.
2.碳纖維具有良好的耐久性能，能抗拒大氣環(huán)境下所產(chǎn)生的各種腐蝕，使用該項(xiàng)加固方法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理后不僅無須做定期的維護(hù)，節(jié)省了大筆維修費(fèi)用，而且其本身更可以起到對內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)作用，達(dá)到雙重加固的目的；
3.施工便捷、工效高且施工質(zhì)量易于保證，對道路通車的影響可以降低至最低。與粘貼鋼板加固等傳統(tǒng)加固方法相比，碳纖維加固具有許多突出的特點(diǎn)及優(yōu)越性。
?。┗瘜W(xué)灌漿法
裂縫是普通鋼筋混凝土橋梁中主要受力結(jié)構(gòu)普遍存在的現(xiàn)象。采用化學(xué)灌漿修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)所出現(xiàn)的裂縫，能恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性和使用性能，是國內(nèi)外橋梁維修加固中廣泛采用的技術(shù)。但對于結(jié)構(gòu)承載力不足引起的裂縫，除采用化學(xué)灌漿修補(bǔ)法處理外，尚應(yīng)采取其他相應(yīng)的加固補(bǔ)強(qiáng)措施去提高橋梁的承載能力，才能確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全可靠。根據(jù)各裂縫發(fā)展的不同程度、不同位置，本橋梁采用的相應(yīng)的加固措施是粘貼碳纖維。加固施工的工序如下：
1.對己出現(xiàn)的裂縫采用環(huán)氧化學(xué)壓力灌漿的方法進(jìn)行加固處理。化學(xué)灌漿應(yīng)按照如下步驟操作：
a灌漿咀定位；
b封縫；
c實(shí)施灌漿，根據(jù)不同部位的裂縫及裂縫的不同寬度確定相應(yīng)型號的灌縫膠；
d確認(rèn)灌漿完成，樹脂初凝后卸除機(jī)具。
2.剔除箱梁底板上己出現(xiàn)風(fēng)化或劣化部位的混凝土并用高強(qiáng)聚合物砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。
3.對計(jì)算受力不能滿足應(yīng)力要求處，在箱梁底面及側(cè)面采用粘貼碳纖維布的方法進(jìn)行加固。粘貼碳纖維布的施工操作步驟如下：
a基底打磨處理；
b涂刷底層樹脂CFP(其作用是滲透至混凝土內(nèi)部以提高混凝土與碳纖維之間的粘結(jié).
c用整平材料CFE修復(fù)、填補(bǔ)梁基面上不平整及缺陷部位；
d涂刷粘貼樹脂CFR，隨后即開始粘貼碳纖維布，多層粘貼時(shí)重復(fù)第(4)步驟；
e在粘貼完最后一層碳纖維布后再涂刷一道CFR樹脂。
施工過程中的工藝技術(shù)應(yīng)嚴(yán)格按中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中的有關(guān)要求執(zhí)行。
4.對牛腿節(jié)點(diǎn)采用多層碳纖維布的方式進(jìn)行加固。
三、結(jié)束語
以上只是從這幾種技術(shù)的基本特點(diǎn)及施工工藝進(jìn)行了簡單的介紹，其中一定還有許多的特征沒有發(fā)現(xiàn)或是沒有介紹；隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，將會有更多類型的橋梁出現(xiàn)，因此，橋梁加固技術(shù)需要不斷的創(chuàng)新與發(fā)展，這就需要我們繼續(xù)努力探索，為我國的現(xiàn)代化建設(shè)作出自己的貢獻(xiàn)。
