對公路橋梁施工加固技術(shù)的研究
2015-09-22
1公路橋梁中經(jīng)常出現(xiàn)的一些病害
公路橋梁當中的一些主要病害有：第一，主拱圈、拱肋、拱波和拱肋的連接處、橫梁處出現(xiàn)各種各樣的裂縫。第二，鋼筋生銹腐蝕現(xiàn)象，鋼筋生銹的時候，體積會發(fā)生膨脹，從而對鋼筋周圍的混凝土造成擠壓的現(xiàn)象，使混凝土開裂，橋梁的承載能力也會隨著下降。同時，銹跡外流之后造成橋梁的表面不美觀。第三，橋墩及其墩臺承受著橋梁的大部分的重量，而且受到各種力的作用，比如說風(fēng)載荷、水的浮力等等，導(dǎo)致了橋墩及其墩臺會出現(xiàn)不同程度的破壞。第四，主梁發(fā)生變形會出現(xiàn)裂縫，主梁的裂縫大多數(shù)是發(fā)生在中部梁的下緣或者梁臂的上緣區(qū)域。這種裂縫基本上都是因為橋梁的超載荷運行使橋梁的受力區(qū)拉開，這種現(xiàn)象一般都是屬于正常范圍之內(nèi)的，但是這種裂縫都是在上面，因此雨水容易從這些裂縫流到梁內(nèi)，使梁內(nèi)的鋼筋生銹腐蝕，使橋梁的結(jié)構(gòu)強度降低。
2公路橋梁加固的必要性
2.1節(jié)省大量建設(shè)資金和社會資源。僅從經(jīng)濟層面去看橋梁加固，它能節(jié)省一大筆國家建設(shè)資金，在降低成本的同時還能提高社會效益。采取各種有效技術(shù)對舊橋梁進行加固或改造，能省去因舊橋拆除又重建的大筆工程費用，還能恢復(fù)和提高舊橋原有的承載能力以及交通運輸能力，延長橋梁的生命周期，為現(xiàn)代運輸做出貢獻。
2.2確保橋梁的質(zhì)量。在原有公路橋梁的基礎(chǔ)上加固，除了可以穩(wěn)步提高公路橋梁的建設(shè)水平，關(guān)鍵是保證橋梁的施工質(zhì)量，避免重新修建過程中出現(xiàn)安全隱患。
2.3推動可持續(xù)發(fā)展。交通運輸業(yè)成為提升國家經(jīng)濟力量的主要動力，加強交通運輸業(yè)的發(fā)展也被全社會普遍認同，為了滿足現(xiàn)代城市建設(shè)的需求，為人們提供更好的生活服務(wù)設(shè)施，但又要以不傷害子孫后代的發(fā)展空間為代價，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，公路橋梁的加固工程是值得推廣的。這是一種經(jīng)濟發(fā)展、社會進步、環(huán)境資源各方面密切聯(lián)系而又統(tǒng)籌兼顧的模式，在可持續(xù)發(fā)展目標的支持下，應(yīng)保護人類生存的自然資源，為后代留下更多、更美好的東西。
3公路橋梁施工加固技術(shù)
3.1增大截面法
增大截面法是一種增大構(gòu)件截面面積和配筋的傳統(tǒng)加固方法。廣泛應(yīng)用于混凝土梁、板、柱的加固。這種方法的主要優(yōu)點有；施工技術(shù)難度小，對施工的條件和人員要求都不高，幾乎不需要特殊的技術(shù)和加固設(shè)備；可廣泛用于一般梁、柱、板、墻等混凝土結(jié)構(gòu)；在結(jié)構(gòu)允許的情況下，增大截面法可以大幅度地提高構(gòu)件的承載力以滿足設(shè)計要求。但其缺點也是相當明顯的，主要有增加構(gòu)件的自重，尤其是加固梁的時候，自重的增加對梁影響非常大；工作量相對較大，加固周期太長，而且還需要濕作業(yè)，養(yǎng)護起來比較麻煩；需要較大的作業(yè)空間，甚至需要完全清空建筑物，加固后對外觀影響較大。
3.2粘貼鋼板加固法
外部粘貼鋼板加固法是一種把鋼板粘貼在構(gòu)件表面的常用的加固方法，通過外粘的鋼板提高構(gòu)件的承載力、剛度。該方法的主要優(yōu)點有施工速度較快，一般花二天左右的時間即可把粘貼的鋼板加壓固化。和增大截面法相比，它占用的空間很小，鋼板的粘貼位置比較靈活，除了在梁底粘貼可以提高受彎承載力外，在兩側(cè)粘貼也能提高受剪承載力，這些位置的粘貼不但可以提高承載力還可以封閉及限制結(jié)構(gòu)的裂縫。粘貼鋼板的缺點主要為對施工人員的素質(zhì)要求比較高，施工需要由專業(yè)隊伍施工，材料費用及施工用費用較高。另外耐腐蝕、耐火性和耐久性差也是限制該方法使用的重要因素。
3.3粘貼纖維復(fù)合材料加固法
粘貼纖維復(fù)合材料加同方法是一種把纖維復(fù)合材料粘貼在構(gòu)件表面的常用的加固方法。纖維復(fù)合材料最早主要用于航空航天等高科技領(lǐng)域，隨著技術(shù)的進步和工藝的成熟，才逐步應(yīng)用于船舶、汽車等領(lǐng)域。該方法的優(yōu)點有：據(jù)自然和加速暴露試驗表明，50年的時間內(nèi)，復(fù)合纖維材料的抗拉強度以及與混凝土粘結(jié)強度相當于不發(fā)生改變；施工速度快，不用使用大型機械；合纖維材料自身重量很輕，幾乎不增加構(gòu)件的自重，能廣泛應(yīng)用于橋梁，廠房、梁柱的加固；碳纖維的強度是普通鋼材十倍以上，加固同一構(gòu)件，所需的材料就大大降低。粘貼纖維復(fù)合材料加固也不是十全十美，它自身也有一些缺點；粘貼纖維復(fù)合材料幾乎不提高結(jié)構(gòu)的剛度，對于要控制結(jié)構(gòu)撓度的結(jié)構(gòu)，該方法不能得到很好的效果；復(fù)合材料的表面需要涂上保護漆，防止樹脂在高溫下軟化失去強度，對復(fù)合材料的防火保護措施較麻煩，而且需要花費大量的金錢；復(fù)合材料的延性較差，使得該材料容易發(fā)生脆性破壞，這也表明了粘貼纖維復(fù)合材料加固并不是簡單地用復(fù)合材料代替鋼筋，復(fù)合材料缺乏鋼筋的延性。
3.4體外預(yù)應(yīng)力加固法
體外預(yù)應(yīng)力體系由體外預(yù)應(yīng)力孔管、漿體、錨固體系和轉(zhuǎn)向塊等部件組成。根據(jù)被加固結(jié)構(gòu)受力要求不同，預(yù)應(yīng)力拉桿又分為三種，即水平拉桿、下?lián)卫瓧U和組合式拉桿。水平拉桿使用在正截面受彎承載力不足的加固，同時可減小梁的撓度，縮小原構(gòu)件的裂縫寬度。下?lián)问嚼瓧U適用于斜截面受剪承載力、正截面受彎承載力均不足的受彎構(gòu)件加固同時又可減小梁的撓度，縮小原構(gòu)件的裂縫的寬度。組合式拉桿一般用兩根水平拉桿，兩根下?lián)问嚼瓧U，使用于正截面受彎承載力嚴重不足而斜截面受剪承載力略為不足的加固，同時也可減小受彎構(gòu)件的撓度、縮小裂縫的寬度。體外預(yù)應(yīng)力法具有以下優(yōu)點；預(yù)應(yīng)力索布置在混凝土外，便于檢查、養(yǎng)護、更換，梁體截面削弱小，索力可檢測、能夠多次張拉，可以充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力索的效益；應(yīng)力變化幅度小，疲勞影響小。由于其與混凝土截面變形不協(xié)調(diào)，索力增量均勻，體外索因軸向應(yīng)力變化引起的疲勞較??；在自重增加很小的情況下，能大幅度改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的受力，提高承重結(jié)構(gòu)的強度和抗裂性；可以在不限制通行的情況下進行加固施工，對橋梁營運影響??；簡化了預(yù)應(yīng)力筋曲線，體外索僅在轉(zhuǎn)向、錨固塊處設(shè)置預(yù)埋管道，減小了摩阻損失；體外預(yù)應(yīng)力法既可作為重車過橋的臨時加固手段，又可作為永久性提高橋梁荷載等級的措施。
3.5高強鋼絞線網(wǎng)一聚合物砂槳法
高強鋼絞線網(wǎng)一聚合物砂漿法加固技術(shù)主要是采用高強鋼絞線作為受力鋼筋，提高原有加固梁的配筋率，從而提高原有構(gòu)件的剛度和承載力，以聚合物砂漿作為粘結(jié)劑和鋼絞線網(wǎng)的保護層，利用其自身良好的性能達到粘結(jié)良好、抗腐蝕、耐高溫等優(yōu)良性能。高強鋼絞線網(wǎng)一聚合物砂漿法加固技術(shù)有些類似于加大截面加固法，但是其加固面積很小，用高強鋼絞線代替鋼筋達到更加良好的加固效果，從承載力提高的角度來說，復(fù)合砂漿的貢獻并不大，主要是對鋼絞線提供一系列保護。
4結(jié)語
橋梁的加固維修技術(shù)是最近興起的一門新技術(shù)，是二十一世紀公路橋梁施工領(lǐng)域發(fā)展速度最快、用途最廣的一門科學(xué)技術(shù)，加速我國舊橋加固或改造技術(shù)的研究，不僅能更好地、及時地為現(xiàn)代交通運輸服務(wù)，而且能為國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟效益和社會效益。然而加固施工工藝相對較復(fù)雜，要求橋梁加固工程取長補短，不僅延長了原橋的使用壽命，同時還增強了原橋的承載能力。橋梁的加固維修問題已經(jīng)成為世界普遍關(guān)注的課題，加固理論、加固方法也是多種多樣，只有遵循一套科學(xué)的程序和方法，才能夠達到技術(shù)可行、經(jīng)濟合理、結(jié)構(gòu)安全的目的。
