如何做好道橋加固預(yù)防結(jié)構(gòu)病害
2015-09-07
1.道路橋梁結(jié)構(gòu)病害的成因
道路橋梁作為保障人類生命財(cái)產(chǎn)安全的空間載體，伴隨著使用功能的轉(zhuǎn)變，其自身結(jié)構(gòu)時(shí)刻都面臨著加固的問題，只是個(gè)中原因未必一致：有的橋梁在還沒建成時(shí)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)中存在缺陷施工質(zhì)量問題需要加固補(bǔ)強(qiáng)，比如說橋型結(jié)構(gòu)不當(dāng)、設(shè)計(jì)不合理；或者由于地質(zhì)原因，比如說滑坡、軟基等原因致使橋梁發(fā)生病害等；有的雖然已經(jīng)建成，但由于設(shè)計(jì)變更或結(jié)構(gòu)老化不得不進(jìn)行改造加固，如車輛荷載增大，橋梁承載不足而產(chǎn)生病害；有的為滿足相關(guān)規(guī)定，需要對(duì)橋梁的周邊部分實(shí)施改造；有的由于遭受自然災(zāi)害（如洪水、地震等）而務(wù)必采取加固措施等等。此外，橋梁結(jié)構(gòu)還應(yīng)該具備足夠的強(qiáng)度，以承受作用于其上的重力及附加力；結(jié)構(gòu)各部尺寸也應(yīng)適當(dāng)取其大小，以使其承受軸向壓力時(shí)的構(gòu)件不至于發(fā)生扭曲，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性喪失；結(jié)構(gòu)各部必須具有足夠的剛度，以使其在荷載作用下不產(chǎn)生過大的撓曲和變形。面對(duì)這一系列問題，道路橋梁的加固改造工程也越來越多。所以說，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者非但要能熟練掌握橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)，還需要根據(jù)橋梁工程新的發(fā)展趨勢(shì)，了解并運(yùn)用橋梁的加固設(shè)計(jì)工作。
2.道路橋梁結(jié)構(gòu)加固原則
2.1總體效應(yīng)原則
雖然在結(jié)構(gòu)加固中，實(shí)施對(duì)象僅僅是橋梁的危險(xiǎn)構(gòu)件，但還應(yīng)當(dāng)考慮到加固之后整體結(jié)構(gòu)體系會(huì)發(fā)生何等改變。所以，在設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)加固方案時(shí)，應(yīng)對(duì)橋梁的總體進(jìn)行綜合分析，以保證橋梁結(jié)構(gòu)的整體性能不被破壞。
2.2“謀定后動(dòng)”原則在確定橋梁結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)方案之前，應(yīng)該對(duì)已有結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查和可靠性分析，在掌握已有結(jié)構(gòu)的性能、構(gòu)造以及缺陷等資料的同時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的受力情況與持力水平進(jìn)行分析，為之后確定加固設(shè)計(jì)方案奠定基礎(chǔ)。
2.3設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化原則
在確定加固方案之前，對(duì)加固方案的選擇并不是唯一的，到底選擇哪一種方案，這要通過優(yōu)化原則來加以斷定。這其中應(yīng)該盡量滿足工程的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，考慮加固施工的特點(diǎn)和加固技術(shù)的水平，在加固方案的設(shè)計(jì)和施工組織上采取恰當(dāng)?shù)氖侄?，減少對(duì)外界環(huán)境和局部構(gòu)件的影響，盡可能地縮短工期。
2.4最大化利用的原則
原道路橋梁結(jié)構(gòu)經(jīng)過加固后，往往還具備一定的承載能力。所以，在加固時(shí)應(yīng)盡可能地降低對(duì)原橋梁結(jié)構(gòu)的損壞，以保證原有結(jié)構(gòu)的使用性能不被破壞；對(duì)于那些已有的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，在經(jīng)過結(jié)構(gòu)檢測(cè)與可靠性鑒定的分析之后，對(duì)其結(jié)構(gòu)構(gòu)造與承載性能有了全面了解的基礎(chǔ)之上，應(yīng)該盡量地保留并使用。
3.道路橋梁結(jié)構(gòu)加固方法
3.1加大截面法
加大截面法是在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層，增大原混凝土構(gòu)件截面面積，從而提高構(gòu)件正截面抗彎，達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的，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。其施工工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，能廣泛對(duì)一般建筑的梁、板、柱、墻等混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。但這樣導(dǎo)致施工工作量大，養(yǎng)護(hù)期長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)和生活有一定的影響，且嵌入的鋼筋銹蝕和混凝土劣化的危險(xiǎn)性很大。
3.2碳纖維加固法
碳纖維加固法，全稱為粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法，它通過膠結(jié)材料將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料貼在被加固構(gòu)件的受拉區(qū)段，使它和被加固截面一同抗拉，從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載性能的要求。這種技術(shù)優(yōu)點(diǎn)很多，比如說高強(qiáng)高效，可以大幅度地提升混凝土結(jié)構(gòu)的延性與承載性能，而且施工簡(jiǎn)捷，具有很好的耐腐蝕性及耐久性，加固前后對(duì)結(jié)構(gòu)的尺寸和外觀不構(gòu)成影響，質(zhì)量輕，自重少，因此適用范圍非常之廣。
3.3粘鋼加固法
所謂的粘鋼加固方法，就是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力不足的區(qū)段表面粘貼一定數(shù)目的鋼板。這種方法能夠很好地保護(hù)原混凝土構(gòu)件，施工工藝簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)工作量小，而且在方案設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)計(jì)算方面都非常之簡(jiǎn)單。但實(shí)施過程中，由于鋼板重量過大，在操作上有所限制，固化劑在結(jié)硬以后，表現(xiàn)出很明顯的脆性，粘結(jié)的耐久性難以保證，此外，鋼板和膠體界面還存在一些潛在的銹蝕。
3.4錨噴技術(shù)
隨著施噴機(jī)具的發(fā)展和速凝劑的使用，現(xiàn)代技術(shù)獎(jiǎng)噴射鹼與鋼筋網(wǎng)、錨桿配合使用，逐漸完善錨噴技術(shù)的。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)可以少用甚至不使用側(cè)向模板，其運(yùn)輸、澆注、搗固合并為一道工序、占地面積小且設(shè)備簡(jiǎn)單、施工機(jī)械化程度高、效率高、節(jié)省勞動(dòng)力，而且在實(shí)施過程中可以不中斷交通。
3.5外部預(yù)應(yīng)力加固法
這種方法也叫反彎矩法，一般適用于大跨度結(jié)構(gòu)加固。通過在構(gòu)件外對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行張拉，不但能夠增加主筋，提高構(gòu)件的截面強(qiáng)度，還能增強(qiáng)剛度效果，可以說是一種十分積極的加固手段，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、閉合裂縫或減小裂縫寬度的作用。
4.結(jié)束語
總的來說，道路橋梁加固技術(shù)是二十一世紀(jì)公路橋梁施工領(lǐng)域發(fā)展速度最快、用途最廣的一門科學(xué)技術(shù)。然而加固施工工藝相對(duì)較復(fù)雜，要求橋梁加固工程取長(zhǎng)補(bǔ)短，不僅延長(zhǎng)了原橋的使用壽命，同時(shí)還增強(qiáng)了原橋的承載能力。通過道路橋梁加固技術(shù)，不但可以更好地、及時(shí)地為現(xiàn)代交通運(yùn)輸功能，還能節(jié)省道路橋梁在施工和使用階段的能源損耗，給人民、國(guó)家、社會(huì)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。
