橋梁維修與加固方法分析
2015-07-29
1 橋梁維修與加固的內(nèi)容
在交通運輸中，公路的運輸量隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也日益增長，危橋的數(shù)量也不斷增加。若將危橋拆除重建，則需要較長的工期，同時也將耗費巨大的資金，若按計劃對舊橋進(jìn)行逐步加固和維修，則能使其使用壽命得到延長，同時也能節(jié)省大量資金，還可以使投資橋梁建設(shè)的集中性得到緩解，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。對于那些存在重大病害的以及對運輸要求無法滿足的橋涵，應(yīng)對其進(jìn)行徹底的整治、改善甚至更新，從而使原有橋梁的使用消能得到恢復(fù)并使其使用年限得到延長，同時對其通過能力及負(fù)荷等級得到提高。橋梁的維修與加固主要包括以下內(nèi)容：維修加固橋梁的上部構(gòu)件、下部構(gòu)件以及對橋梁上人行道和行車道的拓寬等。對橋梁的上部構(gòu)件的高度進(jìn)行升高，對橋梁的行車道和引橋路面進(jìn)行更換，對橋梁中損壞的結(jié)構(gòu)物進(jìn)行部分甚至全部更換。在橋梁維修與加固工作中，進(jìn)行加固能滿足要求的則不建議改建，進(jìn)行部分改建能滿足要求的則不建議全部改建。橋梁維修與加固的步驟如下：對橋梁的損壞情況進(jìn)行檢查；對橋梁的交通狀況進(jìn)行調(diào)查并查閱該歷史技術(shù)方面的相關(guān)資料；提出橋梁的維修與加固方案并對各個方案進(jìn)行比較分析；最后確定方案并實施方案。
2 橋梁維修加固的方法
橋梁的維修加固就是通過采取某些措施來提高橋梁構(gòu)件或橋梁整體結(jié)構(gòu)的承載力與使用性能，從而滿足交通的新要求。橋梁的維修與加固是通過修復(fù)或加大橋梁的本身構(gòu)件從而提高橋梁的承載能力，因此在橋梁的維修與加固過程中不應(yīng)改變橋梁原有的建筑形式，只有在某些特殊的情況下，才考慮更改橋梁的結(jié)構(gòu)。根據(jù)橋梁的當(dāng)前情況和今后任務(wù)，考慮其承載能力的降低程度，對不同的橋梁應(yīng)采取與之相適應(yīng)的恰當(dāng)?shù)木S修與加固方式。其方式有：通過增大橋梁原有構(gòu)件的截面使構(gòu)建的剛度和強度得到提高；用新構(gòu)件來替換原有的應(yīng)力不足的構(gòu)件；通過改變橋梁的原有受力體系以減少結(jié)構(gòu)的受力；通過將外應(yīng)力施加于原有結(jié)構(gòu)上使原有結(jié)構(gòu)的受力體系得到改變，從而使橋梁的強度和剛度得到提高。舊橋的維修與加固方法主要有以下2種：
2.1 結(jié)構(gòu)性維修加固
橋梁的體外預(yù)應(yīng)力維修加固方法的原理就是在橋梁的下部受拉區(qū)位置設(shè)置提高預(yù)應(yīng)力的材料。由于張拉作用從而在梁體上產(chǎn)生偏心壓力，在該力作用下，梁體上拱能夠?qū)⒆灾貞?yīng)力的一部分抵消掉，使裂縫寬度和結(jié)構(gòu)變形得到減小，使結(jié)構(gòu)受力得到改善，使結(jié)構(gòu)的承載能力得到較大提高。目前常用的維修加固方法主要有兩種，即外部預(yù)應(yīng)力鋼絲束維修加固法和下攆式預(yù)應(yīng)力拉桿維修加固法。當(dāng)合理有序地安排施工時，采用該種方法進(jìn)行維修加固對橋上交通的影響最小，甚至在適當(dāng)開放交通時也可以組織施工，國內(nèi)近些年采取該種方法的實例較多。但采用該方法進(jìn)行加固后，需對橋梁體外的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行防腐，這樣會使橋梁的養(yǎng)護(hù)費用增加，因此公路部門一般不會首選該種方法。粘貼鋼板維修加固法是將鋼板用錨栓以及粘結(jié)劑固定于橋梁的薄弱部位或混凝土受拉面上，使其成為整體，從而提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。該方法具有諸多優(yōu)點，例如施工簡單、工藝成熟、不改變結(jié)構(gòu)的原有尺寸、技術(shù)可靠、對短期加固能夠收到較好的效果等，因此該方法在近些年被公路部門使用較多，是近年來使用最多的方法。從國外引進(jìn)的碳纖維加固法是近幾年才逐漸興起的一種新方法，該方法也已逐漸應(yīng)用于工程項目中，該方法具有高強度、不易腐蝕、施工簡單方便等優(yōu)點。但碳纖維本身存在耐火性不佳等缺陷，使得該材料在實際應(yīng)用中受到限制。增大截面和配筋加固法是通過加大橋梁側(cè)面或底面的尺寸，并增配主筋，從而使主梁截面的高度得到提高，使橋梁的承載能力得到加強。但是應(yīng)用該方法在施工的整個過程中將在梁底作業(yè)，導(dǎo)致施工難度大同時施工質(zhì)量不易控制。所以，雖然該方法的費用一般較低，但上述因素使該方法的應(yīng)用受到制約，該方法多用于加固維修T型截面梁。改變橋梁結(jié)構(gòu)的受力體系維修加固法是對橋梁的結(jié)構(gòu)受力體系進(jìn)行改變，從而使橋梁結(jié)構(gòu)的整體承載力得到提高，該方法能夠?qū)⒈粍幼優(yōu)橹鲃印Ｔ摲椒ǖ膬?yōu)點是能夠增加結(jié)構(gòu)的剛度、提高結(jié)構(gòu)的承載能力等。但采用該方法則施工時需對橋面的鋪裝進(jìn)行再處理，使改造的費用增加且負(fù)彎矩區(qū)的施工質(zhì)量對加固的效果影響顯著，目前該方法很少單獨使用。除上述各加固方法外，結(jié)構(gòu)性維修加固方法還包括錨噴混凝土維修加固法、增設(shè)主梁維修加固法等。
2.2 非結(jié)構(gòu)性維修加固
針對橋面鋪裝層破損嚴(yán)重的情況，可以考慮使用鋼纖維混凝土修復(fù)法。使用該方法后，可能增強橋面的抗沖擊能力、抗裂能力和耐磨耗能力，可以使橋面的壽命得到延長，在不改變橋梁承載的情況下，使橋梁結(jié)構(gòu)的受力性能得到改善。橋梁的維修與加固時，需對伸縮縫進(jìn)行更新改造。以下類型的伸縮縫得到了較為成功的使用。仿毛肋型伸縮縫應(yīng)用于大中型橋梁，效果良好；“三防”伸縮縫應(yīng)用于大型橋梁，效果明顯；FG、TST系列的伸縮縫，廣泛應(yīng)用于中小型橋梁，且效果良好。
3 結(jié)語
本文對橋梁的維修與加固的內(nèi)容以及各種常見方法的原理和適用情況進(jìn)行了簡單的論述。在橋梁的維修與加固過程中，除了一少部分的重車需要短期繞行外，一般無須中斷全部交通，其社會效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯。而無論擬定改造方案還是設(shè)計計算，或者技術(shù)改造的實施，都需要相關(guān)的工作人員去不斷的實踐和研究。
