探討公路橋梁加固技術(shù)與方法
2015-06-24
前言：橋梁加固就是通過一定的措施使構(gòu)件乃至整個結(jié)構(gòu)的承載能力及其使用性能得到提高，以滿足新的要求。 橋梁加固的主要內(nèi)容包括：對服役橋上部構(gòu)件進(jìn)行加固，對服役橋下部構(gòu)進(jìn)行加固，拓寬橋梁的行車道或人行道 ，升高橋梁上部構(gòu)造的高度 ，更換橋梁行車道路面或引橋路面結(jié)構(gòu)。在公路橋梁加固過程中，應(yīng)在充分檢查公路橋梁病害的基礎(chǔ)上，運用現(xiàn)代化的新型加固技術(shù)，工藝和材料，在不損害其使用功能發(fā)揮的前提下開展公路橋梁的現(xiàn)代化加固工作，不僅具有十分重要的意義，也是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展之根本。
一、橋梁加固的基本特點和要求
必須以原橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計圖紙和檢測報告為依據(jù)，在對舊橋使用情況進(jìn)行充分的了解之后才能對加固設(shè)計有的放矢。在加固的過程中不能損傷原有結(jié)構(gòu)，在加固完成后結(jié)構(gòu)在最不利荷載組合作用下其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性都能滿足適用要求。要采取一定的措施保證新、舊結(jié)構(gòu)的結(jié)合面應(yīng)有足夠的抗剪能力，保證應(yīng)變傳遞的可靠性，使新舊結(jié)構(gòu)能夠一起承受荷載的作用，同時加固設(shè)計應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的耐久性要求，施工工藝要簡單可靠，并且盡量減小對交通的影響。橋梁加固必須在原有結(jié)構(gòu)上進(jìn)行，加固方案的設(shè)計與實施必受到原結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)材料和環(huán)境的制約，舊橋加固的特點是加固空間有限，包括施工空間和使用空間的限制，加固后的結(jié)構(gòu)高度要滿足橋下通車和相關(guān)的要求。對資料比較欠缺的的舊橋要通過荷載試驗等手段掌握舊橋的工作狀況，同時要考慮新舊結(jié)構(gòu)的共同作用，對加固設(shè)計中涉及新、舊設(shè)計規(guī)范的交叉問題要注意應(yīng)用和比較。
二、橋梁加固的原則和安全評估
2.1加固橋梁的方式方法很多，主要是在施工工程中根據(jù)實際的需要而進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸?，但不管采取哪種方式方法進(jìn)行橋梁加固，都必須注意以下幾個問題：一是堅持經(jīng)濟(jì)適用的原則，所采納的加固方案必須與施工現(xiàn)場的情況基本吻合，在確保加固的前提下再考慮如何降低加固成本，并盡可能的不影響車輛的正常通行，尤其是應(yīng)考慮加固之后的橋梁是否具有持久性和耐用性。二是盡可能的提升橋梁的外觀美。也就是在加固施工中盡可能的不改變橋梁原有的結(jié)構(gòu)形式，既能減少更改結(jié)構(gòu)而造成的成本上漲，還能確保橋梁的外觀美。
2.2橋梁的加固不能止于施工完成，而應(yīng)在施工之后，對工程進(jìn)行加固效果的評價，進(jìn)行檢測和觀察，評價通過后橋梁加固才算完成。橋梁加固后，上部結(jié)構(gòu)要進(jìn)行靜載和動載實驗，將試驗結(jié)果與加固前進(jìn)行比較，再與所要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，看加固是否成功。對下部結(jié)構(gòu)，要運用適當(dāng)?shù)钠餍颠M(jìn)行頻率變化的測評，以此確定橋墩加固效果是否合格。以保證橋梁加固工作科學(xué)合理安全。
三、橋梁加固技術(shù)要點
3.1上部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)
(1)粘貼鋼板加固混凝土的施工技術(shù)是采用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其他薄弱部位,使鋼板與加固混凝土結(jié)構(gòu)形成整體,以提高構(gòu)件的抗彎、抗剪能力,提高原結(jié)構(gòu)的剛度,限制裂縫的開展,改善鋼筋與混凝土的應(yīng)力狀態(tài)。
(2)一旦梁強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及抗裂性能達(dá)不到施工規(guī)范要求時，就需要采取加固技術(shù)，這種加固技術(shù)包含對構(gòu)件截面的加大，配筋的增加以及配筋率的提高三個方面。
(3)采用高速噴射機(jī)械把新混凝土混合料接連不斷的噴射到已經(jīng)錨好的鋼筋網(wǎng)受噴面上面，通過凝結(jié)硬化將其生成鋼筋混凝土，進(jìn)而使得橋梁受力斷面增大，要增加一定量的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，使得結(jié)構(gòu)整體性得到加強(qiáng)，進(jìn)而可以承受住更大荷載力。
3.2下部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)
(1)擴(kuò)大基礎(chǔ)的加固技術(shù)
所謂擴(kuò)大基礎(chǔ)的加固法是指將橋梁基礎(chǔ)底面積擴(kuò)大的加固方法。這種方法經(jīng)常適用在基礎(chǔ)承載力不夠或者基礎(chǔ)埋深特別淺，又為磚石或者混凝土剛性實體式橋梁加固工程中，橋梁基礎(chǔ)擴(kuò)大的底面積經(jīng)常根據(jù)基礎(chǔ)強(qiáng)度驗算之后才能確定。如果地基的強(qiáng)度可以滿足要求但是所存在的缺陷單單是一些不均勻沉降引發(fā)的變形過大時，就需要采取把基礎(chǔ)底面積擴(kuò)大的加固方法，這個主要根據(jù)地基的變形情況進(jìn)行計算的。
(2)增補(bǔ)樁基的加固技術(shù)
橋梁墩臺的基底下面如果有軟弱層，就會促使墩臺出現(xiàn)沉陷，或者當(dāng)墩臺采用樁基礎(chǔ)時，就會由于樁深度不夠，加上水流沖刷等諸多原因很容易導(dǎo)致樁出現(xiàn)傾斜，這些病害都是促使橋梁結(jié)構(gòu)難以正常使用甚至導(dǎo)致使用年限受到極大影響的關(guān)鍵性因素。因而說采取增補(bǔ)樁基加固的方法就是比較常用而且施工效果非常好的方法，該加固法一般會在樁式基礎(chǔ)附近補(bǔ)加鉆孔樁或者打入合適的鋼筋混凝土預(yù)制樁使得原來的承臺得以擴(kuò)大，進(jìn)而將基礎(chǔ)承載力提高，使得橋梁基礎(chǔ)整體上的穩(wěn)定性得以增強(qiáng)。
3.3橋面鋪裝層的加固技術(shù)
橋面鋪裝層開裂或剝離等病害，對于鋼筋混凝土梁板橋容易使鋼筋銹蝕，減弱橋梁的橫向整體性。對于石拱橋，由于橋面雨水下滲，加大了拱上填料的含水量，使拱圈出現(xiàn)滲水現(xiàn)象等。同時由于橋面鋪裝層的破損，引起橋面平整度差，車輛通行時，使橋梁產(chǎn)生震動，對橋梁產(chǎn)生不利影響，同時又加重了橋面鋪裝層的病害。根據(jù)橋梁的具體情況，應(yīng)采用不同的加固方法，對于使用年限長、破損嚴(yán)重的采用拆除、修復(fù)的加固方案。而對于病害較輕，使用年限短，且混凝土強(qiáng)度仍符合設(shè)計要求的則先處治病害，在不降低設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。
四、橋梁加固的基本方法
4.1加大截面加固法
這種方法是比較傳統(tǒng)的加固方法，采用與原結(jié)構(gòu)相同或者相近的材料增大構(gòu)件截面尺寸和配筋進(jìn)行加固的一種方法。這種加固方法要求橋梁的下部結(jié)構(gòu)能夠承受更多的自重，能夠提供更高的承載力，有時候要先對橋梁下部結(jié)構(gòu)盡力預(yù)加固。這種方法施工工藝簡單，適用性強(qiáng)。經(jīng)過多年的運用，工程單位都有比較先進(jìn)的施工經(jīng)驗，特別適合于較小跨徑的T梁或者板橋的加固。
4.2預(yù)應(yīng)力加固法
這種方法是采用外加預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿對結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能改造,能大大縮短工期，在加固過程中可以不中斷交通。能較大幅度地提高舊橋的承載能力，既可以提高抗彎承載力，也可以提高構(gòu)件的抗剪能力和剛度，降低舊橋結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平。預(yù)應(yīng)力筋布置在箱梁體內(nèi)，對原橋結(jié)構(gòu)損傷小，不影響橋下凈空和橋梁美觀。
4.3改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法
這種方法通過改變舊橋結(jié)構(gòu)受力體系，達(dá)到提高橋梁承載能力的目的。例如在簡支梁下增設(shè)支架和橋墩，或把簡支梁與簡支梁縱向加以連接，由簡支變連續(xù)梁，或在梁下增設(shè)鋼架或者結(jié)合梁等，以減小梁內(nèi)應(yīng)力。這種加固方法一般都是在橋下操作，或設(shè)置永久設(shè)施,由此帶來的結(jié)果就是減小了橋下的凈空，或者在施工期間影響橋下通航。
4.4粘貼FRP加固法
這種方法是采用高強(qiáng)度或高彈性模量的纖維復(fù)合材料，用粘貼樹脂或浸漬樹脂粘貼在舊橋結(jié)構(gòu)的外表面，使之與原橋構(gòu)件形成整體共同受力。這種方法特點是高強(qiáng)高效，可設(shè)計性強(qiáng)，不用改變原橋的外觀，對原橋結(jié)構(gòu)的損傷小，使用后的養(yǎng)護(hù)維修費用低，幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重和截面尺寸，不改變凈空高度。
4.5擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法
這種方法使用于基礎(chǔ)承載力不足或者埋深太淺，而墩臺是剛性實體式基礎(chǔ)的情況。擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積由地基強(qiáng)度檢算確定。當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度滿足要求而缺陷僅僅表現(xiàn)為不均勻沉降變形過大時，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積的加固，主要由地基變形計算加以選定。這種方法是在樁式基礎(chǔ)的周圍補(bǔ)加鉆孔樁或者打人預(yù)制樁，擴(kuò)大原承臺，以此提供基礎(chǔ)的承載力，增強(qiáng)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。
結(jié)束語；
公路橋梁的加固是一項系統(tǒng)而又復(fù)雜的工作，具有很強(qiáng)的技術(shù)性，因而在公路橋梁的加固施工過程中，作為施工企業(yè)應(yīng)堅持經(jīng)濟(jì)適用外觀美的基本原則。在對橋梁進(jìn)行加固處理時，必須充分考慮到加固措施的可行性、經(jīng)濟(jì)性和實用性。從技術(shù)上采取有效的措施，提高橋梁承載能力，保證交通暢通無阻。
