小議橋梁加固技術(shù)
2015-06-05
早期修建的橋梁,由于當(dāng)時(shí)人們對(duì)鋪裝功能、病害認(rèn)識(shí)有限,往往存在配筋偏小,鋼筋直徑過(guò)細(xì),鋪裝與承載構(gòu)件的界面連續(xù)不牢靠等問(wèn)題。由于橋梁是建在大地上的特殊產(chǎn)品,不僅受自然環(huán)境的影響(如大氣腐蝕、溫度、濕度變化等),而且還受到使用環(huán)境的影響,難以避免產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。這使橋梁的維修、養(yǎng)護(hù)、加固、改造已成為必然。
一、公路橋梁存在的常見(jiàn)病害 （一）主拱圈裂縫病害 1.主拱圈中波縱向裂縫,檢查時(shí)常發(fā)現(xiàn)各孔中波波頂均存在縱向裂縫。 2.肋、波連接處裂縫。各孔拱波與拱肋連接處大部分均發(fā)生裂縫。 3.拱肋裂縫。各孔拱肋均有橫向裂縫,有不少是U形裂縫,這些裂縫多發(fā)生在拱頂前后10m左右范圍內(nèi)。 4.橫系梁裂縫 （二）鋼筋銹蝕病害 鋼筋發(fā)生銹蝕時(shí),銹蝕部分的體積可膨脹至原來(lái)體積的10倍以上,從而對(duì)周?chē)炷列纬蓴D壓,造成混凝土開(kāi)裂、剝蝕、使截面有效尺寸減小,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力下降,銹蝕剝蝕,使截面有效尺寸減小,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力下降。銹蝕的直接后果是鋼筋斷面面積減小,對(duì)于以鋼筋作為抗彎能力。鋼筋銹蝕還會(huì)降低混凝土對(duì)鋼筋的握裹力,銹蝕物外流,在結(jié)構(gòu)表面形成銹跡,影響結(jié)構(gòu)美觀。 （三）墩臺(tái)基礎(chǔ)病害 橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)在常年使用過(guò)程中,除了承受上部構(gòu)造荷載外,還將承受土壓力,風(fēng)力,流水壓力,冰壓力和浮力等等各種力的作用。另外,自然界各種因素的影響作用,以及由于過(guò)橋車(chē)輛的日益重型化,墩臺(tái)基礎(chǔ)經(jīng)常受到過(guò)重荷載的作用,因此,橋墩臺(tái)將會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞。 （四）主梁裂縫及主梁變形病害 主梁裂縫多發(fā)生在錨跨中部(正彎矩區(qū))梁的下緣及懸臂梁根部(負(fù)彎矩區(qū))上緣,后者大都貫穿整個(gè)車(chē)行道翼板。此類(lèi)裂縫顯然是由于大量重車(chē)通過(guò)使梁的受拉區(qū)開(kāi)裂,屬正?，F(xiàn)象。但由于負(fù)變矩區(qū)裂縫在上面,雨水易從裂縫滲入梁內(nèi),引起鋼筋銹蝕及砼強(qiáng)度降低。
二、橋梁加固技術(shù) （一）裂縫修補(bǔ)技術(shù) 裂縫修補(bǔ)的目的在于恢復(fù)結(jié)構(gòu)物的防水性和耐久性，主要技術(shù)有： 1．表面處理法，在微裂縫的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。對(duì)于寬度發(fā)生變化的裂縫，要設(shè)法使用有伸縮性的材料。 2．注漿法，在裂縫中注入樹(shù)脂或水泥類(lèi)材料，以提高其防水性及耐久性。主要注漿材料是環(huán)氧樹(shù)脂，多采用低壓低速注入法。環(huán)氧樹(shù)脂注入法與鋼釘并用，可以增強(qiáng)裂縫部位的整體性，是一種防止裂縫繼續(xù)發(fā)展的好辦法。 3．充填法，這是一種適合于修補(bǔ)較寬裂縫的方法，具體做法是沿裂縫鑿一條深槽，然后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種粘結(jié)材料，如水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環(huán)氧樹(shù)脂硅、瀝青及各種化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑等。 4．表面噴涂法，噴漿修補(bǔ)是一種在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實(shí)而且粘度高的水泥砂漿保護(hù)層，來(lái)封閉裂縫的修補(bǔ)方法。噴漿前，需要把結(jié)構(gòu)表面的剝離部分除去，再用水沖洗清潔，并在開(kāi)始噴漿之前把基層濕潤(rùn)，然后再開(kāi)始噴漿。 5．粘結(jié)鋼板封閉法,當(dāng)鋼筋硂構(gòu)件產(chǎn)生主拉應(yīng)力裂縫時(shí)，可對(duì)裂縫先進(jìn)行處理之后，再在裂縫處粘結(jié)鋼板，并用膨脹螺栓對(duì)鋼板加壓。鋼板粘結(jié)方向應(yīng)和裂縫方向垂直。 （二）橋梁加固增強(qiáng)技術(shù) 梁式橋上部結(jié)構(gòu)加固增強(qiáng)技術(shù)主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法、增設(shè)縱梁加固法。 加大截面加固法采用增大構(gòu)件的截面面積，根據(jù)荷載大小和凈空條件不同，可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案。 外部粘貼加固法系用型鋼、玻璃鋼等材料通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂等粘合劑粘貼在結(jié)構(gòu)外部，以提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。適用于構(gòu)件尺寸受限制但又必須大幅度提高結(jié)構(gòu)承載能力的場(chǎng)合，必須保證粘和劑的質(zhì)量。
外部預(yù)應(yīng)力加固法指運(yùn)用預(yù)應(yīng)力原理，在增設(shè)的構(gòu)件或原有構(gòu)件上施加一定初始應(yīng)力的一種加固方法。采用對(duì)受拉區(qū)施加預(yù)加壓力，可以抵消部分自重應(yīng)力，起到卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。 改變結(jié)構(gòu)體系加固法通過(guò)增設(shè)支撐或橋墩，把簡(jiǎn)支變?yōu)檫B續(xù)、在梁下增設(shè)如鋼架等加勁梁或疊合梁，以減小梁內(nèi)控制截面峰值彎矩，提高承載能力的一種加固方法。 增設(shè)縱梁加固法在橋梁墩、臺(tái)基礎(chǔ)穩(wěn)定，并具有足夠承載能力的情況下，可采用增設(shè)承載能力高和剛度大的新縱梁，這些新梁與舊梁連接在一起共同受力。由于應(yīng)運(yùn)中的車(chē)輛荷載在新增主梁后的橋梁結(jié)構(gòu)中重新分布，使原梁中所受荷載得以減少，加固后的橋梁承載能力和剛度得以提高。當(dāng)增設(shè)的縱梁位于主梁的一側(cè)或兩側(cè)時(shí)，兼有拓寬的作用。此法適用于梁體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)完好，而承載能力不能滿(mǎn)足要求的場(chǎng)合。 （三）橋梁結(jié)構(gòu)加固新技術(shù)——錨噴 隨著施噴機(jī)具的發(fā)展以及速凝劑的采用，人們把噴射硂與錨桿、鋼筋網(wǎng)等配合起來(lái)使用，促進(jìn)了錨噴技術(shù)的完善。實(shí)踐證明，錨噴技術(shù)完全可以應(yīng)用于橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固增強(qiáng)。 噴射硅的性能?chē)娚涔柙诠に嚥牧霞敖Y(jié)構(gòu)等方面與普通現(xiàn)澆硅相比有許多優(yōu)點(diǎn)。施工中需加入速凝劑，因而又具有快凝、早期強(qiáng)度高的特點(diǎn)；錨噴技術(shù)不用或只用側(cè)向模板，其運(yùn)輸、澆注、搗固合并為一道工序、設(shè)備簡(jiǎn)單、占地面積小、施工機(jī)械化程度高、速度快、效率高、節(jié)省勞動(dòng)力；可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，即按照加固整治的實(shí)際需要可在拱腹下施噴形成各種結(jié)構(gòu)類(lèi)型；不中斷交通。
（四） 橋面鋪裝加固法
橋面鋪裝法的核心思想就是通過(guò)橋面鋪裝參與受力，加強(qiáng)橋梁的整體性和穩(wěn)定性。方法主要有：（1）局部修復(fù)鑿補(bǔ)法。將水泥混凝土鋪裝層的表面鑿毛，深度以使骨料露出為準(zhǔn)；用清水沖洗干凈斷面并充分潤(rùn)濕，涂刷上同標(biāo)號(hào)的水泥砂漿（或其他粘結(jié)材料），最后在橋梁承載能力容許范圍內(nèi)，鋪筑一層1～5cm厚的水泥混凝土鋪裝層。（2）重新澆筑混凝土面板。橋面板的破裂和其他損壞特別嚴(yán)重，混凝土質(zhì)量或施工狀況特別不良，且無(wú)適用的修補(bǔ)方法時(shí)，就必須采用重新澆筑新的混凝土橋面板的措施，施工時(shí)，將原有的行車(chē)道鋪裝全部拆除，再將行車(chē)道表面清掃干凈，必要時(shí)鋪入適量短鋼筋，配置上1～2層鋼筋網(wǎng)，澆筑整體化混凝土。（3）橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法。即在舊有橋面上，重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補(bǔ)強(qiáng)層，此方法既修補(bǔ)已出現(xiàn)裂縫、剝離等損壞的橋面板，又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗彎能力，改善鉸結(jié)梁板的荷載橫向分布，從而提高橋梁的承載能力。
三、結(jié)束語(yǔ)
橋梁加固可以節(jié)省大量投資,收到良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)和拓寬措施,不僅可以避免因拆除舊橋與重建新橋而增加工程費(fèi)用;而且對(duì)現(xiàn)有交通運(yùn)輸影響有的甚至可以在不中斷交通的情況下完成,早期設(shè)計(jì)施工的高速公的橋梁在長(zhǎng)期大交通量、重荷載的運(yùn)營(yíng)情況下大部分出現(xiàn)了病害;同時(shí)也恢復(fù)和提高了舊橋的承載能力及通行能力,延長(zhǎng)橋梁的使用壽命,滿(mǎn)足現(xiàn)代化交通運(yùn)輸?shù)男枨蟆?br />
橋梁的改造和加固,不僅可以提高公路橋梁的通行能力和服務(wù)水平,而且在更大程度上能夠消除交通安全隱患。從發(fā)展中分析,舊的公路橋梁加固有利于促進(jìn)橋梁建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。既滿(mǎn)足現(xiàn)代人的需求以不損害后代人滿(mǎn)足需求的能力,使經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。
