關于城市橋梁加固技術的見解
2015-06-03
一、城市橋梁加固的特點
城市橋梁的加固不同于新建橋梁，它是一項極其復雜的系統(tǒng)工程，須以原有基礎為立足點，綜合分析其客觀條件，此外，加固結構多為新舊組合結構，我們在設計計算時需要考慮其協調性和整體性，在加固施工時還要充分考慮到原有結構物的影響。問題橋梁的質量因含有不確定因素，很難深入檢查其質量，施工起來不安全；橋梁加固施工常常缺乏廣闊的場地，其施工現場總是較為擁擠、狹窄，這也給施工帶來了不便；另外，還要重視現有交通的暢通性，即在工程的進行過程中，盡量不中斷或少中斷交通。
二、城市橋梁加固的基本要求
鑒于橋梁加固工程的客觀特殊性，其實施過程應從多方面加以重視，遵循多方面的要求：經濟上，為了使直接經濟效益和間接經濟效益更加明顯，加固費用總體上低于新建結構的費用；盡量減小對城市交通方面的影響；還應該充分考慮環(huán)境因素，為了適應一定的景觀要求，外觀上協調新舊兩部分；最為重要的，就是技術方面，因固定的客觀條件，方案設計與施工組織，其技術要求都非常高，因此，要充分利用原有結構構件，盡量減少對原有結構的損傷，滿足各項使用要求，保證工程的可靠、安全、耐久；施工組織和方案設計，要盡量保證施工便捷、快速；還要充分考慮結構強度的折減，以便在處理新舊結構時，保證兩者的整體一致性。
三、城市橋梁加固的設計原則
城市橋梁結構若出現明顯病害并影響行車安全，必須予以加固，其改造設計要遵循以下原則：首先要認真調查原橋的詳實現狀，分析其具體病害，評定其結構狀態(tài)；其次，加固設計應緊密結合施工方法，確保新舊結構連接可靠，協調發(fā)展；嚴格遵照《公路橋涵設計規(guī)范》，使得加固后的橋梁在使用荷載時，新結構的剛度、強度、裂縫寬度限值等都滿足項規(guī)范要求；驗算加固結構的承載力時，結構的截面積，即為實際有效截面積，因為加固部分的應變滯后，還應考慮結構載加固時的實際受力情況；若加固后結構重量增大，則應驗算被加固結構及橋梁基礎；結構計算取決于結構上的實際受力狀況；若進行超靜定結構承載力驗算，則考慮結構變形、實際荷載偏心、溫度等因素造成的附加內力。
四、城市橋梁加固的工作步驟及注意事項
維修加固舊橋的步驟主要有：調查橋梁的現狀并分析病害；查閱橋梁的相關歷史資料，并析現有交通狀況；提出維修加固方案，并對其予以分析比較；最后確定方案并將其實施。
加固維修城市橋梁的過程中，有幾個問題需要注意：（1）準確判斷原有橋梁的實際承載能力，提供可靠的依據，更好地服務于技術改造設計；（2）認真分析承載力不足的病因及橋梁病害，以便采取更好的措施；（3）某些橋梁雖只做上部構造的加固，也要深入調查研究其下部構造的承載能力和現狀；（4）加固后需要評定其承載力，對加固效果進行檢驗，并定期觀測，認真做好每次記錄，為今后更好地改造橋梁技術積累經驗；（5）加固設計盡量保證通車便利，不中斷交通，盡可能做到施工和通車同時順利進行。
五、城市橋梁加固的運用方法
1.加固前的裂縫修補工作
結構的病害多發(fā)生在裂縫上，當結構出現裂縫后，其美觀性和耐久性均受到嚴重影響。故裂縫的修補十分重要，常用的方法有：
?。?）表面處理或表面噴漿法。在微裂縫的表面上涂抹防水材料和填料，如聚合物水泥膏、彈性涂膜防水材料及水泥填料等。若裂縫寬度發(fā)生變化，考慮到結構所處的環(huán)境，應使用延性大的材料；若裂縫表面經鑿毛處理過，可以噴射一層強度高并且密實的水泥砂漿，該保護層可封閉裂縫，在噴射前，需除去結構表面的剝離部分，用水沖洗清潔后即可噴漿。
?。?nbsp;2） 填 充 法 。 填 充 法 多 適 用 于 比 較 寬 的 裂 縫（0.5mm以上），先沿裂縫鑿一條深槽，再嵌補各種粘結材料到槽內。若鋼筋砼結構已經發(fā)生銹蝕，要先除去鋼筋上的銹，再涂抹防銹底涂料，最后充填密封材料。
?。?）注漿法。當向裂縫中注入水泥或樹脂類材料時，可用腳踏或手動式輸液泵。為了更好地控制注入量，我們多采用低壓低速注入法。為了增強裂縫部位的整體性，注漿法也可以與鋼抓釘并用。在處理漏漿時,首先必須先維持孔內水位,再根據鉆孔的原始記錄及相關資料,判別本處的地質情況,是裂隙或溶洞,然后根據以上資料及漏漿的程度來判別采用什么材料進行回填。如漏漿輕微,但巖層為軟弱夾層時,就不能采用單一的回填黏土。因為在軟弱夾層中鉆進時極易發(fā)生斜孔,故在回填黏土的同時,還必須回填一定數量的片石。施工時,必須綜合考慮施工環(huán)境及現場資料,處理的辦法也應相應變動。
2.橋梁結構和構件的加固技術
?。?）橋梁上部構造加固增強技術
①橋梁上部構造加固增強技術
根據橋梁的承載能力的減弱程度和今后的使用要求，梁橋上部構造的加固主要有以下幾種方式：
a.擴大原結構構件截面。為了提高結構的剛度和強度，可以采取增大構件的截面面積，達到加固目的。
b.外部預應力加固法。在新增構件或原有的構件上施加適當的初始應力，達到加固目的。依據預應力材料不同，可分為外部預應力鋼束法和預應力拉桿加固法。
c.改變原結構的受力體系法。為了減少梁內控制截面峰值彎矩、提高承其載能力，可以通過改變橋梁結構體系，達到加固目的?？梢园押喼Я簶蜃兂蛇B續(xù)梁橋，或是在簡支梁下增設支撐與橋墩，還可以在梁下增設鋼析架等疊合梁或加勁梁。
d.外貼粘貼法。為了提高結構承載能力，在結構構件外部，通過粘合劑把鋼板、型鋼、玻璃鋼等材料粘貼加固。但需要保證結構受力的可靠傳遞，粘貼鋼板、型鋼或玻璃鋼的中間不得斷開，兩端須有可靠錨固，表面需要涂刷防銹漆并用環(huán)氧樹脂封閉。
e.增加主梁法。若橋梁的墩、臺地基穩(wěn)定，只是部分主梁的承載能力不能滿足要求，或者是橋寬等幾何尺寸不夠，可通過增設剛度大和承載能力高的主梁，使之與舊梁共同受力，這樣車輛荷載的橫向分布系數就會降低。
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a.套箍法。若拱橋主拱圈出現嚴重側墻外鼓和縱向裂縫，則可以采用這種方法。即在拱圈上加設由鋼拉桿和鋼板組成的板筋箍套，具體的實施過程為：將帶有螺栓孔的鋼板緊貼在空腹式的拱圈側面，拱腹和拱背增加兩三根帶螺絲的鋼拉桿；為了克服下拉桿因自重而下撓，可多設幾道U錨桿；而對于跨中實腹段，可將上拉桿布置于之前鑿開的橋面層之下。上、下拉桿均安設好以后，即可收緊螺栓，側墻和拱圈的套箍作用力會變大。
b.錨噴混凝土加固法。對于拱頂填料薄的實腹式拱橋和磚、砼、石鋼筋砼空腹式拱橋可采用這種方法。實施之前，需除掉混凝土及其它浮層，再用鑿毛處理并清洗干凈，鋼銷打入后，布設鋼筋網，噴射一層砼即可。
c.橋臺后加孔減載和增設抗滑水平支撐加固法。對于修建在軟弱地基上的雙曲拱橋，若出現拱座沉陷位移，上部構造出現拱軸線變形，便可采用這種方法。此法可抵抗拱橋的水平推力，對受損部位進行修補，從而提高橋梁的強度。具體做法有：加強拱腳部位受損的拱圈（或拱肋）；修建臺后支撐梁，以抵抗拱橋的水平推力；臺后兩端各增加小
跨徑引橋。
（2）橋梁下部構造加固增強技術
?、贁U大基礎加固法。若基礎埋置太淺或承載力不足，且墩臺是磚石或砼剛性實體式，這種方法較為實用。為了擴大基礎的承載面積，可以在剛性實體式基礎的周圍加石砌砼，需要注意的是：在拓寬范圍內必須先打樁圍堰；挖堰內土壤時，要保證舊墩臺的安全，新舊基礎結合要牢固，可以在施工時增設錨固鋼筋。
?、谌斯さ鼗庸谭āＨ魳蛄夯A下面的天然土基松軟，不易承受大荷載，或基礎出現沉降，可采用人工注漿法或砂樁法。注漿法是在墩、臺中心打入管樁或直向鉆孔，通過管孔及孔眼，用力將各種漿液或加固劑注入土層中，漿液凝固會把原有松散的土結為防滲性能的整體，堵塞巖石裂縫。砂樁法加固既是將木樁或鋼管打入基礎四周的軟弱土層中，拔出后再灌入干燥的粗砂，凝成砂樁。
六、結語
總之，城市橋梁出現各種病害，不僅會威脅到行車安全，降低橋梁的壽命，還會影響市容環(huán)境，所以我們一定要充分重視對城市橋梁的加固改造工作。應在日常中加強對橋梁的檢測和維護，及時發(fā)現問題，并采取經濟合理的加固措施，提高橋梁的質量，保證城市交通的安全暢通。
