淺談橋梁維修加固方法
2015-07-02
1引言
近年來，由于大量超載車輛強行通過，導致我處管轄的馬池立交橋出現(xiàn)諸多病害，主要是T梁鉸接處混凝土破碎，局部地方T梁翼緣板邊緣已破壞形成空洞，橫隔板橫向連接結構大量松脫等。2012年，我處委托專業(yè)機構給馬池橋“體檢”，專家鑒定該橋為不合格狀態(tài)（D級）。根據(jù)檢測報告及專家建議，我處制訂并實施了采用粘貼鋼板法加固T梁橫隔板的維修方案，對24跨范圍內所有橫隔板梁橫向聯(lián)接結構進行了修復。修復后于2013年底再次對該橋進行了檢測，檢測結果鑒定該橋為合格狀態(tài)（C級）。
隨著社會的發(fā)展和交通運輸?shù)陌l(fā)展,越來越多的橋梁需要維修加固。橋梁維修加固就是對有缺陷的橋梁主要承重構件進行補強，改善結構性能，恢復和提高橋梁結構的安全度，提高其承載能力，通過能力，使整個橋梁結構可滿足規(guī)定的承重力要求，并滿足規(guī)定的使用功能需求。橋梁維修加固的方法有多種，針對不同的橋型、不同的加固位置，可以采用不同的方式和方法。
2舊橋上部結構加固技術
2.1橋面補強層加固法
在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層,一般先鑿除舊橋面,使其與原有主梁形成整體,達到增大主梁有效高度,改善橋梁荷載橫向分布能力,從而達到提高橋梁的承載能力的目的。
2.2增大截面和配筋加固法
當梁的強度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時,通常采用增大構件截面、增大配筋、提高配筋率的加固方法,這種方法是在梁底面或側面加大尺寸、增配主筋，增加梁的有效抗壓高度和抗彎強度,從而提高橋梁的承載力。該法廣泛應用于橋梁及拱橋拱肋的加固。
2.3錨噴混凝土加固法
借助高速噴射機械,將新混凝土混合料連續(xù)的噴射到已錨固好鋼筋網(wǎng)的受噴面上,凝結硬化面形成鋼筋混凝土,從而增大橋梁的受力斷面和補強鋼筋,加強結構的整體性,使其能承受更大的外荷載作用。
2.4粘貼鋼板加固法
當交通量增加,主梁出現(xiàn)承載力不足或出現(xiàn)嚴重腐蝕的情況時,梁板橋的主梁會出現(xiàn)嚴重的橫向裂縫。采用粘結劑及錨栓,將鋼板粘貼錨固在混凝土結構的受拉邊緣或薄弱部位,使其與結構形成整體,以鋼板代替增設的補強鋼筋,達到提高橋梁承載力的目的。
2.5粘貼碳纖維加固法
采用專門的樹脂將碳纖維粘在混凝土結構受拉表面，碳纖維與原結構形成
新的受力整體，由于碳纖維與鋼筋共同承受荷載，降低了鋼筋應力，從而使橋梁
結構達到加固和補強效果。這種加固方法和粘貼鋼板加固法的優(yōu)點是:①不需要破壞被加固的原結構; ②施工工藝簡單,施工質量較容易控制; ③施工工期短。
2.6增設縱梁加固法
在墩臺地基安全性能好,并具有足夠承載力的情況下,可采用增設承載力高和剛度大的新縱梁,新梁與舊梁相連接,共同受力。由于荷載在新增主梁后的橋梁結構中重新分布,使原有梁中所受荷載得以減少,由此使加固后的橋梁承載力和剛度得到提高。當增設的縱梁位于主梁的一側或者兩側時,則兼有加寬作用。為保證新舊混凝土能夠共同作用,必須注意做好新舊梁之間的橫向連接。
2.7拱圈增設套拱加固法
在原主拱圈腹面下增設一層新拱圈,即緊貼原拱圈底面上,澆注或錨噴混凝土新拱圈,外形上就像是在原拱圈下套做了一個新拱圈。
2.8鋼板和拉桿加固拱橋
對于拱上填料較厚的拱橋,在重荷的作用下,拱上側墻由于填料的擠壓出現(xiàn)外傾和開裂現(xiàn)象。采用在拱橋兩邊側墻上橫向打孔穿鋼筋,兩端用鋼板錨固的方法限制側墻繼續(xù)外傾和開裂,經(jīng)實踐,效果良好。
3舊橋下部結構加固技術
3.1擴大基礎加固法
此法適用于基礎承載力不足或埋深太淺,而墩臺又是磚石或混凝土剛性實體式基礎時的情況。擴大基礎底面積應由地基強度驗算確定。
3.2增補樁基加固法
當橋梁墩臺基底下有軟臥層時,墩臺發(fā)生沉陷，對此采用增補樁基加固法是一種常用而且有效的方法。這種方法是在樁基礎的周圍補加鉆孔樁等,以此提高基礎的承載力,增強基礎的穩(wěn)定性。
3.3鋼筋混凝土套箍或護套加固法
當橋梁墩臺由于基礎埋深不夠,或因施工質量控制不嚴等原因,導致墩臺開裂時,有時會出現(xiàn)貫通裂縫,可采用鋼筋混凝土圍帶或鋼箍進行加固。
3.4橋臺新建輔助擋土墻加固法
由于橋臺臺背水平土壓力過大,引起橋臺傾斜,應在臺背之后加建一擋墻,以抵御過大的土壓力。
3.5墩臺拓寬加固法
利用舊橋基礎,靠墩臺蓋梁挑出懸臂加寬部分,以便于安裝上部結構。此種情況為只加寬墩臺上部的蓋梁，墩臺身和基礎則不需予以加固。
4舊橋加固的常用方法
4.1塞縫灌漿
塞縫灌漿是把按一定比例配制的水泥(砂)漿、環(huán)氧樹脂(砂)漿,通過噴漿機按一定壓力灌入結構物縫隙內,起到填塞裂縫、避免鋼筋銹蝕并提高結構整體強度的作用。塞縫灌漿是用膠結材料把結構的裂縫填滿,使力的作用傳遞盡可能恢復到原來狀態(tài)。塞縫灌漿一般用于處理橋梁上部、下部結構裂縫,灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧樹脂漿、環(huán)氧樹脂砂漿等,具體采用哪一種,應視實際情況而定。通常水泥(砂)漿用于石砌墩、臺和拱圈裂縫,由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂,采用水泥(砂)漿造價低、效果好。環(huán)氧樹脂漿一般用于鋼筋混凝土結構物,因為鋼筋混凝土構件產生的裂縫較小,易灌滿,粘結性好;環(huán)氧樹脂砂漿多用于橋面裂縫。
4.2并橋加寬
上部結構加固改建在調查研究舊橋的基礎上,經(jīng)過技術、經(jīng)濟比較,采用充分利用原橋進行拼寬,使其滿足超限運輸要求。拼寬原橋對驗算不能滿足超限運輸要求的舊橋,經(jīng)技術經(jīng)濟比較后,按實際通過的超限運輸荷載設計拼寬橋梁,以確保超限運輸安全。
4.3舊橋下部結構加固
橋臺特別是高度較大的橋臺,受行車荷載和土壓力作用,常見病害有橋臺開裂、凸肚、翼墻外崩、開裂、錯位等。對于跨徑較小,水流不大的石拱橋,采用在橋跨內加鋼筋混凝土框架進行加固。
4.4橋梁基礎加固
對于位于天然地基上的淺基礎,由于埋置深度較淺,易受河水沖刷而淘空。受河水改道沖刷橋梁引道,導致橋臺基礎沖空,引道被毀。橋梁地基局部軟弱,致使橋臺發(fā)生不均勻沉降,引起橋臺開裂等。針對以上病害,采取對河床用漿砌片石進行鋪砌,上游河床設置丁壩、打木樁擴大橋臺基礎等方法進行加固。
4.5防治橋臺基礎沖刷
對于跨徑較小的橋梁,由于河水改道,洪水直接沖刷橋臺基礎,導致基礎沖空甚至掉腳,可采取在橋跨范圍內滿鋪ＭＵ15片石混凝土的方法進行加固,鋪砌厚度為30ｃｍ,鋪砌兩端設置截水墻。對于橋梁上游河床變遷、水流改道、洪水直接沖刷橋臺基礎和橋臺引道,導致橋臺基礎沖空、引道被毀的橋梁,采取在橋梁上游適當位置設置丁壩等調治構造物,將河水導入主河道。
4.6橋面鋪裝層的加固施工(瀝青或水泥混凝土)
清除或刨洗橋梁舊鋪裝層后,在梁板上設置剪力鍵,將原梁板和新橋面鋪裝連為一體,共同受力。新橋面鋪裝應設置雙層鋼筋網(wǎng),采用鋼纖維水泥混凝土效果良好,既抗開裂又防透水。一般情況是重做橋面鋪裝同時將伸縮裝置一并更換,待伸縮縫預留槽澆筑的混凝土強度達到設計強度后,方可開放交通。
5結語
在橋梁維修與加固過程中須考慮的因素和涉及到的問題很多，?？紤]的主要因素有：橋梁結構型式；橋位地形、水文、自然狀況；橋梁現(xiàn)狀分析研究結論；施工技術水平；能否封閉交通；預期加固效果；資金投入量等。合理的維修加固方案是將上述方法優(yōu)化組合，體現(xiàn)出維修加固效果及經(jīng)濟效益。加強橋梁的管理并進行維修加固,使其處于正常的工作狀態(tài),不能重建輕養(yǎng),橋梁的維修加固比新建還難,因為橋梁的維修加固,沒有現(xiàn)成的規(guī)范,更沒有可供使用的標準圖,橋梁的病害又錯綜復雜,病害原因很難確定，橋梁的維修加固任重道遠。
