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橋梁加固措施探討
發(fā)布時(shí)間:2014-08-05

  摘要:針對(duì)目前我國橋梁的現(xiàn)狀,介紹了橋梁加固的意義,列舉了幾種橋梁承載力不能滿足要求的情況,從補(bǔ)強(qiáng)加固、增大梁截面和配筋、粘貼加固、體外預(yù)應(yīng)力加固等方面詳細(xì)分析了橋梁上部結(jié)構(gòu)常用的維修加固措施及適用條件。

  關(guān) 鍵 詞:橋梁加固,改造,措施

  近年來,隨著我國公路交通事業(yè)的迅猛發(fā)展,公路的交通量不斷增大,特別是近十年來,國家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)一步加大投資力度,高等級(jí)公路的通車?yán)锍痰玫酱蠓仍鲩L。但是,由于施工質(zhì)量和橋梁設(shè)計(jì)等方面的原因,尤為建國以來所修建的不少舊橋,由于受到當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)、材料、施工等方面的影響和局限,先天不足,再加上超載車輛不斷出現(xiàn),公路橋梁負(fù)荷日益加重。對(duì)于公路舊橋,全部重建的思想既不現(xiàn)實(shí)也不科學(xué),而通過采用適當(dāng)?shù)?a href='http://oipnet.com' target='_blank' title='加固技術(shù)'>加固技術(shù)和拓寬措施,對(duì)恢復(fù)和提高舊橋的承載能力及通行能力,延長橋梁的使用壽命,滿足現(xiàn)代化交通運(yùn)輸?shù)男枰强尚械摹?jù)統(tǒng)計(jì),采用加固措施恢復(fù)橋梁的使用性能所需的費(fèi)用,僅為新建橋梁的10%~30%。進(jìn)入21世紀(jì),中國的橋梁工程師們除了面臨建設(shè)特大跨徑橋梁的挑戰(zhàn)外,還擔(dān)負(fù)著對(duì)20 世紀(jì)上半世紀(jì)建造橋梁的加固、改建與修復(fù)的重任,約占20 世紀(jì)總建筑橋梁數(shù)的50%。

  所謂橋梁加固,是針對(duì)正在使用的舊橋進(jìn)行檢測、評(píng)定、維修、加固、改造等技術(shù)對(duì)策的總稱。與橋梁的日常維修養(yǎng)護(hù)不同,維修養(yǎng)護(hù)是橋梁保持正常運(yùn)營狀態(tài)的保護(hù)性和預(yù)防性的工作,而加固卻是從承載受力的角度來處理的。橋梁不能滿足承載能力需要加固,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

  (1) 橋梁使用一定年限之后,出現(xiàn)結(jié)構(gòu)陳舊老化、破損,影響到它原有的設(shè)計(jì)能力而危及運(yùn)行。

  (2) 橋梁基本完好,但當(dāng)初設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低,經(jīng)過一段時(shí)期的交通發(fā)展,荷載標(biāo)準(zhǔn)或橋下凈空不能滿新交通的需要,需對(duì)其加強(qiáng)才能適宜新的交通。

  (3) 橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)合理,結(jié)構(gòu)基本完好,但橋梁遇到某種特殊需要,原設(shè)計(jì)沒有包括在內(nèi)的荷載或結(jié)構(gòu)變化,而需要臨時(shí)加強(qiáng)的。比如某特重交通需要通過橋梁,但按照橋梁現(xiàn)在的狀況不能承受該荷載,就要對(duì)橋梁進(jìn)行臨時(shí)性的加固以滿足該荷載,過后再將臨時(shí)性的加固結(jié)構(gòu)拆除。

  對(duì)于不同的橋型、不同的使用狀況以及不同的加固位置,使用的加固方法有所不同。綜合起來看常用的加固、改造方法有:減輕恒載、加固臨界桿件、提供新補(bǔ)充桿件、改善原結(jié)構(gòu)的受力體系等。同時(shí),橋梁的加固不光是對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固,還包括對(duì)基礎(chǔ)、墩臺(tái)等下部結(jié)構(gòu)的加固。以下將主要針對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)來論述加固改造措施。

  1.梁式橋上部結(jié)構(gòu)的維修加固措施

  1.1 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法

  在舊有的混凝土或鋼筋混凝土橋面板上,重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補(bǔ)強(qiáng)層,這種方法稱為橋面板補(bǔ)強(qiáng)層加固法。此法既能修補(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厚度,增加梁板的抗彎能力,改善鉸接梁板的荷載橫向分布,從而提高橋梁的荷載能力。采用橋面補(bǔ)強(qiáng)層施工也比較方便,這種加固法對(duì)雙車道或橋面拓寬的梁板橋,可以兩邊分開先后施工,對(duì)交通影響不大。橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固的常用方法有:采用鋼筋網(wǎng)與混凝土、鋼筋網(wǎng)與膨脹混凝土、鋼纖維混凝土等。

  1.2 增大梁截面和配筋加固法

  當(dāng)梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時(shí),通常可采用增大構(gòu)件截面和增加配筋的加固方法。對(duì)抗拉強(qiáng)度不足的簡支梁橋進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)施工時(shí),可在梁底部(受拉區(qū)) 或側(cè)面增配補(bǔ)強(qiáng)主筋,或在腹板上增設(shè)補(bǔ)強(qiáng)箍筋,然后噴涂或澆筑混凝土,從而使梁的抗彎截面增大,以提高梁的承載能力。增大梁截面和配筋加固法的優(yōu)點(diǎn)是:能在橋下施工,不影響交通,加固工作量不大,而且加固的效果也較為顯著。

  對(duì)于板梁橋,主要是考慮增設(shè)板梁底面的加強(qiáng)主筋和截面;對(duì)于T梁橋,除考慮增設(shè)梁底主筋和截面外還需考慮設(shè)置套箍。

  1.3 粘貼加固法

  粘貼加固技術(shù)是一種用化學(xué)粘貼劑從結(jié)構(gòu)外部粘貼補(bǔ)強(qiáng)材料的補(bǔ)強(qiáng)方法。目前,常用的粘貼劑是環(huán)氧樹脂,而補(bǔ)強(qiáng)材料主要有鋼板、鋼筋、玻璃纖維布,碳纖維布等。碳纖維復(fù)合材料(簡稱CFRP) 是在20 世紀(jì)50 年代末60 年代初被首先應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域,由于其高強(qiáng)度高模量,耐疲勞、耐腐蝕、耐久性好、低密度而深受重視。其材料形式有片材和板材兩種,在土木工程領(lǐng)域大多數(shù)是采用片材,也就是所說的碳纖維布

  碳纖維布加固橋梁是一種新型的橋梁加固技術(shù),它是利用膠結(jié)材料將碳纖維布粘貼在混凝土表面,利用碳纖維良好的抗拉強(qiáng)度增強(qiáng)橋梁承載力,約束混凝土裂縫的開展,提高剛度,從而達(dá)到對(duì)橋梁補(bǔ)強(qiáng)及改善受力的目的。

  1.4 體外預(yù)應(yīng)力加固法

  采用體外預(yù)應(yīng)力對(duì)梁式橋上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固,其作法是在梁的下緣受拉區(qū)設(shè)置用粗鋼筋形成的預(yù)應(yīng)力拉桿或預(yù)應(yīng)力鋼絲束,通過張拉對(duì)梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力,在此偏心壓力作用下梁體發(fā)生上拱,荷載撓度減小,改善了結(jié)構(gòu)的受力,從而達(dá)到提高承載能力的目的。

  1.5 改變結(jié)構(gòu)體系加固法

  通過改變結(jié)構(gòu)的受力體系,改善結(jié)構(gòu)的受力,提高橋梁的承載能力。主要有以下幾種方法:

  (1) 八字撐架加固法:在簡支橋孔設(shè)置鋼制或鋼筋混凝土制八字撐架,為原橋上部結(jié)構(gòu)增設(shè)兩個(gè)支承,使原一跨簡支梁變?yōu)槿邕B續(xù)梁。(2) 連續(xù)體系加固法:將原多跨簡支梁的梁端翼緣連接起來,使受力體系由原來的簡支轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù),從而改善結(jié)構(gòu)的受力性能。3) 改橋?yàn)楹庸谭? 對(duì)于跨徑較小的橋梁,在不影響通航和排洪能力的情況下,可用改橋?yàn)楹姆椒庸獭?/p>

  2.拱橋的加固方法

  2.1 減載法

  通過減輕拱上建筑的重量,如采用輕質(zhì)的填料,變?cè)瓕?shí)腹式拱橋?yàn)榭崭故焦皹虻龋{(diào)整拱上恒載的分布,減小主拱圈承受的荷載,以達(dá)到增大橋梁承載能力的目的。

  2.2 增大原拱圈截面法

  在原主拱圈的上部或下部增設(shè)拱圈,這是拱橋加固的常用方法。它不僅加固了拱圈,而且將原有開裂的拱連在一起,也利于橋梁排水。加固時(shí),加筑部分新拱圈厚度應(yīng)根據(jù)計(jì)算擬定。采用此法加固時(shí)需對(duì)稱開挖拱上填料,并對(duì)全橋裂縫部位進(jìn)行壓漿處理,以修補(bǔ)裂縫。隨后在全橋范圍內(nèi)澆筑一層新的鋼筋混凝土拱圈,完成拱上建筑的加固。

  2.3 設(shè)置橫向拉桿法

  拱圈產(chǎn)生縱向裂縫時(shí),在跨中、1/4 跨度處和拱腳附近設(shè)置橫向拉桿加固,能有效防止裂縫繼續(xù)發(fā)展。拉桿的數(shù)量視裂縫情況和跨度大小而定,裂縫嚴(yán)重、跨度大,則拉桿宜多,否則反之。橋梁加固的方法有很多,隨著新材料的應(yīng)用、科學(xué)技術(shù)及計(jì)算理論的進(jìn)一步發(fā)展,還會(huì)出現(xiàn)更多的橋梁加固新技術(shù)。當(dāng)然,各種加固技術(shù)也不是孤立的,在加固一座舊橋時(shí),往往是多種技術(shù)同時(shí)使用,以達(dá)到對(duì)舊橋加固改造的目的。

  參考文獻(xiàn):

  【1】吳鵬來、郝加和、斯玉蘭,橋梁加固的幾種措施[J],交通標(biāo)準(zhǔn)化 2003 (1) :22223。



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