淺談公路橋梁加固技術(shù)
2016-12-19
橋梁是公路的重要組成部分，隨著交通運(yùn)輸量大幅度提高，行車密度及車輛載重越來越大，跨河橋梁和高架橋梁在交通工程中的重要性與日俱增。我們發(fā)現(xiàn)橋梁的混凝土開裂、剝落、衰變及鋼筋的銹蝕(管道灌漿不飽滿普遍存在)對橋梁的損害問題非常嚴(yán)重，已需要大量的資金和技術(shù)來維護(hù)或改建，再加上出現(xiàn)隱患時(shí)不可能過長時(shí)間的重新徹底的重建，這樣就需要在產(chǎn)生隱患時(shí)進(jìn)行一番加固。解決橋梁加固中存在的問題，運(yùn)用方法對舊橋進(jìn)行維修加固，提高承載能力，確保交通運(yùn)輸安全是目前乃至今后面臨的主要任務(wù)。
1 公路橋梁存在的常見病害
1.1 預(yù)應(yīng)力空心板梁底面縱向裂縫
裂縫主要分布在空心板底面中央及兩側(cè)，位置為預(yù)應(yīng)力鋼筋(束)所在處，裂縫形態(tài)為沿預(yù)應(yīng)力鋼筋分布縱向通長或斷續(xù)通長裂縫。
1.2 T梁翼板底面縱向裂縫
裂縫分布在翼板與腹板交接部位或翼板底面中央，呈順橋向縱向分布。
1.3 T梁腹板豎向裂縫
裂縫分布在T梁腹板側(cè)面，部分裂縫延伸到T梁底面及翼板，發(fā)生的部位從1/4跨開始到3/4跨附近都存在，支點(diǎn)附近為裂縫為斜向裂縫，跨中附近為豎向裂縫，底面及翼板裂縫為橫向裂縫。
1.4 連續(xù)箱梁的大量裂縫
連續(xù)箱梁的裂縫主要有翼板底面的橫向裂縫，箱梁底面的橫向裂縫及箱梁腹板的豎向裂縫。
1.5 連續(xù)箱梁的縱向裂縫
連續(xù)箱梁的沿預(yù)應(yīng)力走向的縱向裂縫：裂縫形態(tài)為箱梁腹板側(cè)面，沿預(yù)應(yīng)力束的位置，縱向裂縫分布與預(yù)應(yīng)力位置對應(yīng)。
1.6 鋼筋銹蝕病害
鋼筋發(fā)生銹蝕，銹蝕部分的體積可膨脹至原體積的10倍，容易擠壓周圍混凝土，導(dǎo)致混凝土開裂、剝蝕，也會(huì)縮小截面的有效尺寸，影響結(jié)構(gòu)的承載能力。銹蝕的直接后果是鋼筋斷面面積減小，鋼筋銹蝕還會(huì)降低混凝土對鋼筋的握裹力，銹蝕物外流，在結(jié)構(gòu)表面形成銹跡，影響結(jié)構(gòu)美觀。
1.7 墩臺(tái)基礎(chǔ)病害
橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)在長期使用過程中，要承受上部構(gòu)造產(chǎn)生的荷載，而且風(fēng)力、浮力、流水壓力、冰壓力和土壓力等外力作用也會(huì)對其產(chǎn)生影響。加之自然界中多種因素對其造成的壓力和大部分重型車輛通行的壓力，墩臺(tái)基礎(chǔ)常因此承受過多的重荷載，這就不可避免的影響了橋墩臺(tái)的安全使用。
2 公路橋梁加固的方法
2.1 預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)
這是一種改變體系的方法，對簡支架采用下?lián)问嚼瓧U體外預(yù)應(yīng)力加固，即可視為改簡支梁為上承式桁架梁。通過預(yù)加力來抵消超過恒載作用力。在車輛通過時(shí)，這些體外拉桿是上部結(jié)構(gòu)的組成部分并與原有梁體共同受力形成超靜定體系，各拉桿的張拉力將自動(dòng)增加，進(jìn)一步起到加強(qiáng)作用。
2.2 錨噴混凝土加固法
錨噴混凝土加固法指的是先將錨桿錨入補(bǔ)強(qiáng)部位結(jié)構(gòu)內(nèi)，掛設(shè)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，再噴射一定厚度的混凝土，使其與原結(jié)構(gòu)共同承受外力的組合結(jié)構(gòu)。此種加固法在漿砌片石板拱橋加固中運(yùn)用較多。
2.3 橋面鋪裝加固法
2.3.1 局部修復(fù)鑿補(bǔ)法。鑿毛處理水泥混凝土鋪裝層的表面，直至露出骨料為止；用清水徹底沖洗斷面使其潤濕，然后用同一種類的水泥砂漿或其他粘結(jié)材料涂刷斷面，再將一層厚度為1～5厘米厚的水泥混凝土鋪筑在上面。
2.3.2 重新澆筑混凝土面板。橋面板破裂或出現(xiàn)其他嚴(yán)重?fù)p壞的部位，施工情況及混凝土質(zhì)量都較差，也找不出合理的修補(bǔ)措施，在這種情況下，就要重新澆筑新的混凝土橋面板來加固橋面。澆筑過程中，必須拆掉原有的行車道鋪裝，并徹底清理車道表面，情況嚴(yán)重是還要鋪設(shè)短鋼筋，配置一層或兩層的鋼筋網(wǎng)，整體澆筑混凝土。
2.3.3 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法。這種方法實(shí)際是重新在舊橋面上加鋪一層混凝土（或鋼筋混凝土補(bǔ)強(qiáng)層）進(jìn)行橋面加固。采用該措施加固舊橋面，能修補(bǔ)存在剝離、裂縫等損壞現(xiàn)象的橋面板，同時(shí)也可以提高原梁板的有效高度，增強(qiáng)梁板的抗彎能力，使鉸結(jié)梁板的荷載橫向分布情況得到改善，進(jìn)而增強(qiáng)橋梁的承載力。
2.3.4 其他方法。如再鋪設(shè)一層瀝青混凝土，利用混凝土粘結(jié)劑，或采用聚合物混凝土罩面法、環(huán)氧樹脂材料修補(bǔ)法和鋼纖維混土修補(bǔ)法等進(jìn)行舊橋的修補(bǔ)和加固。
2.4 外包混凝土加固法
這種加固方法是通過擴(kuò)大混凝土結(jié)構(gòu)物的截面面積及配筋進(jìn)行舊橋加固。該法主要通過以下兩種方式進(jìn)行加固處理：一是增加橋面板厚度，二是加高或加寬主梁梁肋。通過外包混凝土加固法加固橋梁，便于施工操作，施工設(shè)計(jì)成熟，且有很多加固經(jīng)驗(yàn)可循，常被用在跨徑小的板橋、T梁橋的加固施工中。實(shí)踐證明，加固后大大提升了橋梁的剛度，橋梁的承載能力也符合設(shè)計(jì)要求。但施工時(shí)要經(jīng)過很長一段時(shí)間的濕作業(yè)，而且加固后會(huì)縮小建筑物凈空。
2.5 粘貼碳纖維布加固法
碳纖維是一種耐腐蝕、高強(qiáng)、質(zhì)輕的新型材料，施工操作方便，施工單位常用這種材料進(jìn)行舊橋加固。對混凝土構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí)，每個(gè)構(gòu)件的受力特點(diǎn)都存在一定的差異，將碳纖維布用粘結(jié)材料鋪貼在構(gòu)件的表面，一方面能防止構(gòu)件的變形程度擴(kuò)大，另一方面能使構(gòu)件的承載能力得以改善。在增強(qiáng)構(gòu)件抗彎剛度、減少構(gòu)件撓度和約束混凝土裂縫擴(kuò)展方面常用到這種加固方法。補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜，若通過粘貼鋼板或外包混凝土加固法加固，難度系數(shù)較高，操作起來比較困難，而且原構(gòu)造極易被粘貼鋼板損壞。而碳纖維布可根據(jù)結(jié)構(gòu)外形的變化而靈活變化，易于施工，也可避免使用難度系數(shù)過高的施工技術(shù)。
2.6 橋下部結(jié)構(gòu)加固法
橋臺(tái)尤其是有一定高度的橋臺(tái)，在行車荷載和土壓力的影響下，多會(huì)出現(xiàn)橋臺(tái)開裂錯(cuò)位、翼墻外崩、凸肚等病害。有的石拱橋的跨徑和水流都比較小，可將鋼筋混凝土框架安裝在橋跨內(nèi)加固。
2.7 灌縫膠灌注法
如果梁體嚴(yán)重變形或出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)地觀測和試驗(yàn)檢測，根據(jù)觀測現(xiàn)象對裂縫或變形的成因進(jìn)行分析，同時(shí)采取相應(yīng)的施工措施進(jìn)行加固。如果梁體的剛度和承載能力都無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則最好采用灌縫膠灌注處理裂縫，進(jìn)而采用體外預(yù)應(yīng)力加固法、粘貼碳纖維加固法、新澆注混凝土增大梁體截面加固法、種植或粘貼鋼筋加固法等補(bǔ)強(qiáng)措施，改善梁體的抗彎承載力。
3 總結(jié)
世界上很多國家不但興建新橋，而且也相當(dāng)看重舊橋的利用價(jià)值，也在舊橋的研究上投入了大部分時(shí)間和精力。國內(nèi)在這個(gè)時(shí)期很重視基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，更應(yīng)該注重新的科學(xué)技術(shù)的自主研發(fā)，同時(shí)也要適當(dāng)引進(jìn)舊橋加固方面的材料設(shè)備和加固技術(shù)，制定合理的加固方案，從而充分利用建設(shè)資金，使我國橋梁建設(shè)真正步入“建養(yǎng)并重”的可持續(xù)發(fā)展道路。
