橋梁加固維修技術的應用
2015-06-15
一、橋梁加固維修技術概述
橋梁是公路交通的咽喉,其使用功能的好壞直接影響整條線路的暢通,既有公路中由于受到當時局限的設計、材料、施工加固等各方面的影響，嚴重制約了公路運輸事業(yè)的發(fā)展,加上不能適應現(xiàn)在交通量飛速增長，使得舊橋檢測和舊橋加固技術顯得非常迫切。隨著我國國民經(jīng)濟的日益發(fā)展，交通運輸量的迅速增長，我國危橋較多。若將其拆除重建，不僅要耗費大量資金，而且工期也較長；若有計劃、有步驟的對現(xiàn)有舊橋進行加固改造，橋梁加固后，可以延長橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性,為國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟和社會效益。因此,加固設計必須本著“牢固可靠、簡便耐用、經(jīng)濟適用”的基本原則。橋梁加固的原因：1、 隨著經(jīng)濟的發(fā)展、交通量增大，載重等級發(fā)生變化。2、 早年設計的指導思想注重于材料的節(jié)省，安全度低。一般來說造成斷面單薄、安全儲備低，其中最典型的就是雙曲拱。3、 橋梁耐久性差和年久老化，如磚拱橋等。4、 近年修建的橋梁，因設計失當或者施工質量差，也存在著加固的問題。橋梁加固的難度大。 已通車的橋梁，有現(xiàn)實的交通需要，因為要在不中斷交通的情況下進行加固，所以加固時有交通干擾。結構形式上的限制：加固的原則一般必須利用原有結構進行，只能在原有結構上做文章，所以受到局限。 新老結構的結合是一個難題：這里包含新老結構體系的變化和過渡，還包括新老橋體的結合面。 風險大：因為凡是要加固的橋梁，多半是危橋，結構已處在不利狀態(tài)，有的還岌岌可危。對舊橋有的缺乏原有的設計資料和施工記錄，結構內部情況不詳；現(xiàn)有的受力情況不一樣，很難確定其結構極限，這給舊橋的加固帶來了風險。對加固的技術要求高： 通常業(yè)主單位更愿意廢棄舊橋另修新橋，除非必要時才利用舊橋而采用加固措施。由于舊橋加固方案的設計，工作量大，收費低，所以一般大的設計單位不愿意承擔這樣的設計任務。 加固設計需要良好的橋梁理論水平和力學基礎知識。確定加固方案時要能正確分析和判斷舊橋的安危程度，即其結構狀態(tài)和內力大小程度。這就需要一定的力學試驗以作結構分析的支撐。加固方案實施中存在復雜性。
二、橋梁加固維修的方法
加固維修，簡單來說，就是通過一定的措施使構件乃至整個結構的承載能力及其使用性能得到提高，以滿足新的要求。加固維修施工方法：1 主拱的加固。從主拱腳起向拱頂方向2.5m范圍內均進行加固，變矩形截面為T型截面，以提高主拱的承載能力，增大其剛度和整體性，為了增強新老混凝土的連接，除采用鉆孔錨筋，鑿掉老混凝土，涂刷摻有丙苯乳液的水泥漿等措施外，新澆上混凝土還采用微膨脹混凝土，盡量減少新老澆混凝土的收縮差，使新老澆混凝土連成整體?；炷恋墓嘧獜墓澳_到拱頂方向對稱進行，逐孔施工。為了節(jié)省支架，澆筑混凝土的支架支承在主拱腳上。為了減輕模板的自重，施工模板及支架一律采用木質結構。2 橋面板的施工?，F(xiàn)澆橋面板應以對稱均衡為原則進行，為了延長橋梁的使用壽命，橋面板不設縱縫。拱頂部分的施工支架均以實腹段為支撐，模板支撐在實腹段上，其余部分的施工支架均以弦桿為支撐。3 新老混凝土結合面的施工 ①用硬毛刷或鋼刷清洗老混凝土的表面，將混凝土表面的泥土、粉塵、油污及碎渣清洗干凈。②用小鐵錘將混凝土表面鑿毛，鑿成間距3cm、深5mm的密布小坑。③用清水沖洗，用鋼刷刷洗小坑，將混凝碎渣全部清除干凈。④在老混凝土表面上涂刷一層水泥漿，其厚度為1~2mm。為了增強新老混凝土的粘結力，在配制水泥凈漿時，要求加入漿液體積10%的丙苯乳液。⑤在涂刷的水泥漿液尚未凝固時，立即澆注微膨脹混凝土，要求振搗密實，各部尺寸滿足設計要求。.4 混凝土缺陷及鋼筋銹蝕的處理。對有缺陷的混凝土（如蜂窩、麻面、空洞、表面風化、剝落等），必須人工敲打、鑿毛、用鋼刷來回刷擦，清除不穩(wěn)定的混凝土部分。為使混凝土表面潔凈，必須用水清洗。對銹蝕鋼筋，應先鑿除掉周圍損壞的混凝土，露出的鋼筋，用細的鋼刷將銹蝕部分清除干凈，再外涂阻銹劑，然后再根據(jù)情況用高標號混凝土或水泥砂漿填補。為增強新老混凝土的連接，在澆注混凝土之前，應在原混凝土表面刷上一層水泥凈漿，以利新老混凝土結合牢固。
三、橋梁加固維修技術的應用
本溪境內頭道河大橋建于20世紀80年代，全長 145.8 m 上部結構為3×30m鋼筋混凝土剛架拱，橋面全寬18.7m（凈-9m主車道+2×0.2m分隔帶+2×3m非機動車道+2×1.5m人行道+2×0.15m欄桿），該橋原設計荷載為汽-20，掛-100。上部構造由6個鋼筋混凝土拱片組成，拱片采用現(xiàn)澆法施工，由橫系梁將6個拱肋組成整體。橋面系為預制的肋板上現(xiàn)澆橋面鋪裝層，在拱片外側為預制的懸臂板。下部結構兩個橋墩采用鋼筋混凝土人工挖孔樁，樁基直徑1.4m，采用高樁承臺。兩個橋臺采用重力式橋臺，未發(fā)現(xiàn)墩臺沉降和變位問題。 橋梁主要病害 ①橋面出現(xiàn)多處縱橫方向裂縫，特別是沿樁號前進方向由于重車較多，導致裂縫更多，有的肋腋板在運營過程中已經(jīng)損壞后更換。②車輛行駛過橋時振動較大，尤其是各跨中振動較為明顯。③0＃側橋臺上部沿下游方向有局部開裂現(xiàn)象。④各跨主拱腿拱腳上緣出現(xiàn)多處橫向裂縫。對橋梁病害原因分析：橋梁本身結構缺陷和承載力不足。剛架拱橋是一種集零散為整的結構，結構尺寸偏小和配筋不足，整體性能差和剛度較低是主要原因。②重載車輛的過度行駛加速了結構的破壞。以上兩點是本橋出現(xiàn)嚴重病害的最主要原因。 加固維修方案： 本橋主要采用加強主拱腿及上部構造的整體性，提高橋梁強度和剛度，用環(huán)氧結構膠封閉橋梁裂縫，修補橋梁缺陷等辦法進行加固。具體加固措施有：在主拱腿拱腳2.5 m范圍內上緣頂面新增鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，將矩形截面改造為T型截面，改善拱腿受力和加強6片拱腿橫向連接。②更換橋面，增強橋面的整體性。由于肋腋板整體性差，與拱片不能形成組合截面，降低了剛架拱橋的強度和剛度。本橋拆除全部橋面鋪裝及肋腋板，重新現(xiàn)澆鋼筋混凝土橋面板，并采取有效措施，使新老混凝土結合牢固，增強剛架拱橋的整體性，提高橋梁的剛度和承載能力。③用環(huán)氧結構膠封閉橋梁裂縫。④修復加固橋臺及橋梁中的混凝土缺陷、鋼筋銹蝕等病害。⑤更換全橋伸縮縫，增設變形縫（縮縫）。⑥完善泄水系統(tǒng)。⑦為保證行車安全、橋面上、下游設置鋼筋混凝土護欄。我國交通運輸量迅速增長，道路上行駛的車輛密度以及車輛軸重不斷加大，勢必造成公路橋梁日益不堪重負，橋梁加固維修問題已經(jīng)成為我們普遍關注的問題。隨著科學技術的發(fā)展，加固維修橋梁的方法有很多，各有所長，應用時要因地制宜，結合所處地區(qū)的實際情況定出比較好的方案，確保危舊橋的改造工作科學合理、經(jīng)濟安全。
