基于公路舊橋加固技術(shù)研究
2015-07-09
1橋梁加固的原因
由于我國(guó)橋梁設(shè)計(jì)思想在早期比較注重節(jié)省材料，所以安全系數(shù)比較低，會(huì)造成斷面單薄、再加之，橋梁的耐久性越來(lái)越差，年久失修，老化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，使得橋梁載荷發(fā)生了很大的變化，存在較大安全隱患。近些年，新建的一些橋梁由于設(shè)計(jì)問(wèn)題或者施工質(zhì)量也存在著比較大的問(wèn)題。所以，要對(duì)這些橋梁進(jìn)行加固，才能確保交通運(yùn)輸服務(wù)。
2常用加固方法
1.1橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法
將原橋面鋪裝全都鑿除或鑿毛，然后加鋪一定厚度的補(bǔ)強(qiáng)層，以增大主梁有效高度及改善橋梁荷載橫向分布能力，從而提高單梁承載能力或橋梁結(jié)構(gòu)整體承載能力。
1.2粘貼鋼板加固法
粘貼鋼板加固法是以樹(shù)脂粘結(jié)鋼板與混凝土的結(jié)構(gòu)加固法，其施工快速、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對(duì)生產(chǎn)和生活影響小，且加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無(wú)顯著影響。但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平，適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。
1.3加大截面加固法
加大截面法，也稱(chēng)為外包混凝土加同法，是用增大混凝土結(jié)構(gòu)物的截面面積和配筋進(jìn)行加固的一種方法。這種加固方法要求被加固的橋梁下部結(jié)構(gòu)能夠承受更多的自重，能夠提供更高的承載力。通常情況下，以加厚橋而飯或加大主粱的梁肋寬度為主。
1.4錨噴混凝土加固法
從隧道施工中轉(zhuǎn)化而來(lái)的加固方法，主要用于因支點(diǎn)截面尺寸偏小而導(dǎo)致的抗剪強(qiáng)度不足的混凝土梁的加固維修。
1.5粘貼碳纖維增強(qiáng)塑料加固法
碳纖維具有高強(qiáng)度，材質(zhì)輕，耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。此法采用專(zhuān)門(mén)的樹(shù)脂將碳纖維粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)受拉表面，碳纖維與原結(jié)構(gòu)形成新的受力整體，碳纖維與鋼筋共同承受荷載，降低了鋼筋應(yīng)力，從而使結(jié)構(gòu)達(dá)到了加固和補(bǔ)強(qiáng)效果。其主要特點(diǎn)是：幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重和截面尺寸，不改變凈空高度，施工方便，對(duì)原結(jié)構(gòu)幾乎不會(huì)造成新的損傷，具有良好的耐腐蝕性、耐久性和抗疲勞性能，根據(jù)受力分析可進(jìn)行多層粘貼進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，其方向性也可以靈活掌握。該方法的缺點(diǎn)是彈性模量與強(qiáng)度比值過(guò)低；環(huán)氧樹(shù)脂在溫度大于60℃時(shí)會(huì)呈現(xiàn)軟化現(xiàn)象，而橋梁一般受到陽(yáng)光直射，橋面溫度大于60℃的可能性很大，不利于采用樹(shù)脂膠作粘貼劑。
1.6體外預(yù)應(yīng)力加固法
體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)與體內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)本質(zhì)的區(qū)別在于體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋布置在主體結(jié)構(gòu)之外，因體外預(yù)應(yīng)力索通常為由多根鋼絞線(xiàn)組合成的集中鋼索，故稱(chēng)為體外預(yù)應(yīng)力索。體外預(yù)應(yīng)力加固通常是在梁底或梁側(cè)下部增設(shè)預(yù)應(yīng)力加勁鋼絲索或預(yù)應(yīng)力粗鋼筋補(bǔ)強(qiáng)并分別錨固在梁的兩端，通過(guò)設(shè)置一定的聯(lián)結(jié)構(gòu)件使預(yù)應(yīng)力拉桿與梁體構(gòu)成一個(gè)析架體系，成為一次超靜定結(jié)構(gòu)，施加體外預(yù)應(yīng)力，抵消部分恒載應(yīng)力，起到卸載的作用，從而較大提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。
1.7增加受力構(gòu)件及改變結(jié)構(gòu)體系
當(dāng)橋梁承載力不足或因種種原因使橋梁遭到破壞時(shí)，通過(guò)一定的工藝及結(jié)構(gòu)措施，可以在原有結(jié)構(gòu)上增加新的受力構(gòu)件，從 而提高結(jié)構(gòu)的承載力。改變結(jié)構(gòu)體系主要是利用梁的連續(xù)作用 或梁、板組合作用及拱梁組合作用改變結(jié)構(gòu)的受力體系，改善結(jié)構(gòu)的受力狀況，以提高橋梁承受荷載的能力。
1.8增加橫向聯(lián)系加固法
增加橫向聯(lián)系，也是近幾年采用較多的加固方法。該方法是通過(guò)增設(shè)橋梁橫向聯(lián)系，以改善上部結(jié)構(gòu)的荷載橫向分布規(guī)律，從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)整體承載能力的加固方法。一般用于無(wú)內(nèi)橫梁或少內(nèi)橫梁的T型截面及工字形截面梁式橋，工程上常在相鄰主梁間增設(shè)現(xiàn)澆混凝土橫梁或鋼橫梁來(lái)提高橫向抗彎剛度。該 技術(shù)的缺點(diǎn)是會(huì)對(duì)原結(jié)構(gòu)造成一定程度的損傷，對(duì)于配筋較為復(fù) 雜的區(qū)域或構(gòu)件，不宜采用該方法加固設(shè)計(jì)，以免增加加固后的安全隱患。
1.9復(fù)合材料加固技術(shù)（FRP）
復(fù)合材料FRP由纖維及網(wǎng)型樹(shù)脂兩部分構(gòu)成。目前需用的復(fù)合材料有E-玻璃纖維、碳纖維、芳倫纖三種，其中又以碳纖維（CFRP）材料應(yīng)用的最為廣泛.采用碳纖維布加固修補(bǔ)橋梁和建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，它是以樹(shù)脂類(lèi)膠結(jié)為基體，將碳纖維布粘貼固化于混凝土結(jié)構(gòu)表面，利用碳纖維的高強(qiáng)度高彈性模量來(lái)達(dá)到對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)和加固，并改善結(jié)構(gòu)受力狀況的目的。
結(jié)語(yǔ)
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。
