橋梁加固技術(shù)探究
2015-04-03
自改革開放以來，我國的交通設(shè)施建設(shè)進入了快速發(fā)展階段。橋梁作為交通干線的重要組成部分，是交通暢通的重要保證，所以，保證橋梁的使用性能是具有極其重要意義的。近年來，在經(jīng)濟的快速發(fā)展下，我國的公路運輸量呈不斷增加的趨勢。隨著運輸量的不斷增加，很大一部分橋梁由于在建設(shè)之初在材料、設(shè)計、施工等多方面的影響下，已無法滿足不斷增加的負荷的要求，橋梁長時間的處于超負荷承力狀態(tài)，破損情況嚴重。導(dǎo)致橋梁破損的情況是多方面的，如止前車輛超載情況越來越嚴重；交通運輸量不斷的增加；橋梁各構(gòu)件及材料在長時間的使用過程中出現(xiàn)老化；自然環(huán)境侵蝕及地質(zhì)災(zāi)害等都會不同程度的造成橋梁沉陷、裂縫等，嚴重影響交通運輸?shù)陌踩?，所以對這部分破損的橋梁進行加固是必然的趨勢。
1 橋梁加固概述
我國目前公路上存在的橋梁很大一部分都是處于上個世紀末期修建的，當時的設(shè)計、施工標準及材料的質(zhì)量標準都處于較低的一個水平，在交通量少，運行的初期通常還不會有較大的問題出現(xiàn)。但經(jīng)濟的發(fā)展帶動了運輸量的激增，這時橋梁的各方面功能就無法滿足當前交通運輸?shù)男枨蟆Ｄ壳拔覈臉蛄褐形蛘加幸欢ǖ谋壤?，這些橋梁較窄，無法滿足通車的凈空及通行能力的需求，由于在設(shè)計和施工時由于存在著不完善的地方，所以長年在自然環(huán)境的侵蝕及洪水的沖涮下沉降、拱起、開裂情況嚴重，再加之超載車輛的增多，使橋梁的安全性無法保證，近幾年來，橋梁坍塌所造成的群眾生命和財產(chǎn)受到損害的事故頻繁發(fā)生，使人們對橋梁的安全性提出了更高的要求。
由于很大一部分橋梁都有不同程度的破損情況，但橋梁的整體還較為完好，如果盲目的把所有破損的橋梁都推倒進行重建，不僅需要耗費大量的資金，同時也影響交通的正常運行。所以從經(jīng)濟和保證交通運行的角度上對破損的橋梁進行加固改造，使其具有更高的承載力，延長其使用壽命，這對現(xiàn)代的交通運輸將起到極其重要的作用，同時又節(jié)約了大量的重建資金，所以橋梁加固所帶來的經(jīng)濟效益將是十分顯著的。
2 橋梁加固的原則
2.1 不改變原建筑結(jié)構(gòu)原則
橋梁加固是在原有的橋梁基礎(chǔ)上，對其構(gòu)件及配件進行更換，從而增加橋梁的承載能力和通行能力。但也有特殊的情況下，需要對原有橋梁進行重建或是改建時則需要對橋梁的結(jié)構(gòu)進行改動。這多數(shù)是由于原有橋梁進行加固后也無法適應(yīng)當前交通需求時，則要進行重建，這時則需要充分考慮到中長期交通運輸?shù)男枰?，在建設(shè)時也要按照現(xiàn)代橋梁的建設(shè)規(guī)范進行設(shè)計和施工。
2.2 靈活處理原則
?。?）改變原有的橋梁結(jié)構(gòu)，用新的結(jié)構(gòu)替代原有的承載能力有限的結(jié)構(gòu)；（2）將原有結(jié)構(gòu)的構(gòu)件橫截面積增加或者擴大，用以增加橋梁原結(jié)構(gòu)的剛度和強度；（3）將原有的受力系統(tǒng)進行調(diào)整，減少原結(jié)構(gòu)的受力大小；（4）加固時若用增加或擴大橋梁截面的方式，須注重新增加部分和原來的部分的結(jié)合，讓二者能夠組成一個整體發(fā)揮加固效能；（5）對原有的結(jié)構(gòu)新增外應(yīng)力，改變原有結(jié)構(gòu)的受力層次，將提高橋梁的剛度和強度；（6）無論使用哪一種加固方法，在施工時都應(yīng)考慮功效快、投資低、不影響交通、技術(shù)上具有可操作性、能夠持久耐用的施工要求。
3 橋梁加固設(shè)計方法
3.1 體外預(yù)應(yīng)力的加固法
這一加固方法的原理在于在橋梁下緣的受拉區(qū)域增設(shè)預(yù)應(yīng)力材料，在張拉的作用下使橋梁產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，梁體會產(chǎn)生上拱效應(yīng)，抵消了橋梁的部分自重應(yīng)力，降低殼體結(jié)構(gòu)變形速度以及裂縫的寬度，改變結(jié)構(gòu)受力系統(tǒng)，很大程度上將橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力提高。所以這一方法是使用最廣泛的加固方法之一，其缺點在于體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的防腐問題會相應(yīng)增加橋梁的養(yǎng)護費用，通常不是公路部門的首先方法。
3.2 改變結(jié)構(gòu)受力系統(tǒng)的加固法
這一方法主要是在改變橋梁結(jié)構(gòu)受力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)提高橋梁的承載力。具體操作如將簡支梁和簡支梁進行縱向的連接，從而將簡支梁變成連續(xù)梁，或者在橋梁的下方架設(shè)橋墩或者支架，又或者在梁下設(shè)置類似鋼桁架的疊合梁及加勁梁來降低梁的外應(yīng)力，增加橋梁的承載能力。改變橋梁的結(jié)構(gòu)體系有很多的方式，不過都需要在橋下進行施工操作或者增設(shè)永久性設(shè)施。這一方法減少了橋下的空間，在施工中會對交通造成影響，如此，在施工設(shè)計時就必須綜合考慮橋梁的通行能力和泄洪能力，另外，若使用了臨時支架進行加固，會對原有的簡支梁的受力結(jié)構(gòu)造成影響，支點會發(fā)生彎矩，所以在施工時應(yīng)進行受力的驗算。
3.3 橋面補強層的加固法
即在梁的頂部鋪設(shè)一層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，施工時，通常先將舊橋面鑿除，這樣可以是主梁與加強層形成一個整體，以此來增加主梁的厚度，改變橋面的橫截面負荷分布，加強主梁的抗壓能力，從而提高橋梁的整體承載能力。
3.4 增加配筋及截面的加固法
當橋梁出現(xiàn)剛度、強度、抗震能力及穩(wěn)定性能問題情況時，通常采用的加固方法為增加橋梁配筋、增加橋體的構(gòu)建截面等，這種加固法主要是通過使橋體側(cè)面和梁底的面積以及增加主筋的數(shù)量，用以提高梁的有效高度及抗彎能力，以此增加橋梁的承載力，這一方法被廣泛應(yīng)用于拱橋以及梁橋的加固設(shè)計。
3.5 碳纖維或鋼板粘貼的加固法
碳纖維加固方法是新引進國內(nèi)的一種技術(shù)，優(yōu)點在于耐腐蝕、強度高，當前正在推廣應(yīng)用，鋼板粘貼加固法主要是采用錨栓和粘結(jié)劑把鋼板粘貼錨在混凝土受拉或者其他薄弱位置固定，將加固混凝土與鋼板連成一個整體，最終提高橋梁的承載力，這一方法的優(yōu)勢在于不改變原有橋梁結(jié)構(gòu)且施工簡單，技術(shù)可靠，工藝較為成熟，近幾年得到了廣泛應(yīng)用。
結(jié)語
目前在發(fā)達國家已把新建橋梁放在了次要的位置，更著力于對橋梁加固的研究，橋梁加固問題已成為全世界共同關(guān)注的重要課題。在我國現(xiàn)有的橋梁中，出現(xiàn)破損情況的橋梁多集中在中小橋梁中，所以對中小橋梁進行加固改造已成為當前特別需要關(guān)注的重要問題，隨著我國橋梁技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，不斷的加大對現(xiàn)有破損的橋梁進行加固改造研究力度，從而提高對橋梁維護和加固的水平對我國的交通運輸和經(jīng)濟發(fā)展是具有極其重要意義的。
參考文獻
[1]韋榮強.橋梁加固技術(shù)探析[J].科技信息，2011.
