淺談連續(xù)鋼結(jié)構(gòu)橋的加固施工技術(shù)
2015-06-18
引言：隨著高強(qiáng)度材料的應(yīng)用以及施工方法的成熟，連續(xù)式鋼結(jié)構(gòu)橋技術(shù)得到了很大的提高。但是隨著交通運(yùn)輸業(yè)的飛速發(fā)展，橋梁的營(yíng)運(yùn)荷載不斷地提高，原有的荷載設(shè)計(jì)大多不能滿足安全性使用要求，針對(duì)連續(xù)式鋼結(jié)構(gòu)橋梁的加固，常采用的方法有：體外預(yù)應(yīng)力加固方法、增設(shè)縱橫梁加固法、粘貼鋼板加固法以及通過(guò)加大主梁截面加固的方法。
一、連續(xù)式鋼結(jié)構(gòu)橋介紹
1.1發(fā)展現(xiàn)狀
連續(xù)式鋼結(jié)構(gòu)橋主要依靠梁體來(lái)承受彎矩，一般主要采用對(duì)稱布置的方式。這種結(jié)構(gòu)橋在施工的過(guò)程中主要采用平衡懸臂的施工方法，此種鋼結(jié)構(gòu)橋一般具有變形小，具有足夠的剛度以及動(dòng)力性能優(yōu)良的特點(diǎn)，在荷載的作用下，橋梁變形平緩，更適合車輛高速行駛，而且在施工的過(guò)程中，減少了大量的工程量，節(jié)省了建設(shè)費(fèi)用。隨著1988年第一座大跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)式鋼結(jié)構(gòu)橋的建成，連續(xù)式鋼結(jié)構(gòu)橋的建設(shè)在我國(guó)取得了飛速的發(fā)展，可以說(shuō)，我國(guó)連續(xù)式鋼結(jié)構(gòu)橋的發(fā)展取得了舉世矚目的成就。
1.2混凝土連續(xù)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的常見(jiàn)病害
由于混凝土連續(xù)式鋼結(jié)構(gòu)橋要求地基有較高的承載力，當(dāng)?shù)鼗Y(jié)構(gòu)形式發(fā)生變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致橋墩的不均勻沉降。由于橋墩的固結(jié)，導(dǎo)致橋墩間的應(yīng)力極其復(fù)雜，另外，由于橋梁結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，導(dǎo)致橋梁缺乏很好的靈活性。正是由于混凝土連續(xù)式鋼結(jié)構(gòu)橋的的這些特點(diǎn)導(dǎo)致了很多的病害，如材料老化、底板混凝土斷裂以及箱梁裂縫等。
二、混凝土連續(xù)式鋼結(jié)構(gòu)橋的加固措施
2.1體外預(yù)應(yīng)力加固方法
2.1.1體外預(yù)應(yīng)力加固方法的原理
在混凝土連續(xù)式鋼結(jié)構(gòu)橋體系中，常采用體外預(yù)應(yīng)力鋼筋加固的的方法將預(yù)應(yīng)力鋼筋布置在受拉區(qū)混凝土截面的外側(cè)，布置后，施加預(yù)應(yīng)力，增加梁體的偏心彎矩，來(lái)提高結(jié)構(gòu)的受力情況，增加受力區(qū)的應(yīng)力儲(chǔ)備，同時(shí)起到了緩解下?lián)系淖饔?。以此?lái)增加結(jié)構(gòu)承受荷載的能力。
2.1.2體外預(yù)應(yīng)力加固方法的特點(diǎn)
與其他的加固方法相比，采用添加體外預(yù)應(yīng)力的方法主要優(yōu)點(diǎn)如下：1.增加橋梁的彈塑性，由于鋼束的延展性，使得結(jié)構(gòu)具有明顯的彈性特征；2.體外預(yù)應(yīng)力鋼束可以分擔(dān)一部分荷載，提高結(jié)構(gòu)的應(yīng)力儲(chǔ)備，并且在某種程度上可以使得裂縫產(chǎn)生閉合的效果；3.避免了滯后效應(yīng)的產(chǎn)生，削減了原結(jié)構(gòu)的變形，起到了協(xié)調(diào)的作用。
2.1.3體外預(yù)應(yīng)力加固方法的施工
1）轉(zhuǎn)向塊的安裝
由于應(yīng)力主要集中在張拉的端部，因此，在張拉的端部應(yīng)首先安裝好各組件。安裝前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行鉆孔，安裝帶有加勁板的鋼墊板并進(jìn)行焊接固定處理。其中，剛墊塊應(yīng)切成正六面體形以保證預(yù)應(yīng)力束為直線貫穿于張拉端點(diǎn)和折線點(diǎn)之間，且滿足預(yù)應(yīng)力束與接觸面之間的正交。另外，由于每個(gè)張拉端點(diǎn)都具有兩個(gè)錨具，為了有利于調(diào)整加勁板的位置，在鋼邊梁的后側(cè)應(yīng)布置3道加勁板，此時(shí)還要注意，加勁板的的安裝位置不要對(duì)預(yù)應(yīng)力束產(chǎn)生影響。
應(yīng)正確的安裝轉(zhuǎn)向塊，來(lái)傳遞預(yù)應(yīng)力荷載。在安裝過(guò)程中，應(yīng)安裝定位鋼環(huán)，以防止張拉的過(guò)程中預(yù)應(yīng)力束產(chǎn)生偏離而導(dǎo)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力束脫離轉(zhuǎn)向塊的現(xiàn)象發(fā)生。
2）體外預(yù)應(yīng)力的固定
在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力束的固定時(shí)，應(yīng)在原鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上架設(shè)滿堂腳手架，此時(shí)，預(yù)應(yīng)力束應(yīng)成折線形。為了保證預(yù)應(yīng)力束正確的接觸轉(zhuǎn)向塊，外套鋼管應(yīng)事先成型，且應(yīng)保證外套鋼管具有一定的長(zhǎng)度方向的調(diào)節(jié)力。在預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿入鋼管后，應(yīng)保證整體安裝到位，在裝上錨具后應(yīng)首先張拉5%，待檢查構(gòu)件整體安裝到位后再次進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力的張拉。此時(shí)，為了確保張拉的安全性，一般制定三步張拉步驟，即張拉力分別為33%、66%以及100%。在每次進(jìn)行下一步的張拉前，應(yīng)認(rèn)真的檢查轉(zhuǎn)向塊以及張拉端的實(shí)際情況，在確認(rèn)安全后方可進(jìn)行下一步的張拉工序。在張拉的過(guò)程中，應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力的伸長(zhǎng)量，還應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)控原鋼結(jié)構(gòu)的整體撓度。
2.2其他方法
2.2.1增設(shè)縱橫梁的加固方法
采用這種方法的前提是：1.主梁基本上沒(méi)有受到病害的侵蝕，仍舊具有一定的剛度，能夠?qū)Y(jié)構(gòu)提供充足的承載力；2.混凝土連續(xù)式橋梁的地基承載力良好。
采用這種方法，新增加的橫梁分擔(dān)了原來(lái)橫梁的一定荷載，減少了舊的橫梁分布系數(shù)，起到了一定的卸載作用。這種方法在一定程度上增加了橋梁的承載力以及結(jié)構(gòu)的整體性，而且還起到了增加橋面的效果。
2.2.2粘貼鋼板加固法
針對(duì)這種方法，主要是采用粘接劑將鋼板粘貼在混凝土的受拉區(qū)或者薄弱的區(qū)域，使得鋼板與原結(jié)構(gòu)共同的承受荷載。這種方法在原來(lái)的基礎(chǔ)上提高了結(jié)構(gòu)的剛度，進(jìn)一步的改善了結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，并且某種程度上阻止了結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂。
采用這種方法，所需施工時(shí)間短，很適用于工期緊的加固任務(wù)；由于粘接劑的作用，使得鋼板和原來(lái)的混凝土結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)受力整體，在一定的程度上，減少了應(yīng)力集中的現(xiàn)象；具有良好的加固效果，可以顯著地提高結(jié)構(gòu)承載能力，提高了結(jié)構(gòu)的整體性，增加了原結(jié)構(gòu)的剛度，相當(dāng)于為原結(jié)構(gòu)補(bǔ)充了一定的抵抗彎矩的鋼筋，且對(duì)原結(jié)構(gòu)的外觀幾乎不產(chǎn)生影響。
2.2.3通過(guò)加大主梁截面加固的方法
此種方法的主要原理是通過(guò)加大主梁的受壓截面來(lái)提高主梁截面的承載能力。其中增大主梁截面的主要手段有：增加受力鋼筋的數(shù)量、增大主梁的截面積以及對(duì)原橋面板進(jìn)行加厚處理。
結(jié)語(yǔ)
本文主要以體外預(yù)應(yīng)力的施工為重點(diǎn)進(jìn)行介紹，但是在現(xiàn)實(shí)加固施工過(guò)程中，由于混凝土連續(xù)式鋼結(jié)構(gòu)橋梁涉及到很多的因素，在加固的過(guò)程中，必須進(jìn)行充分的、系統(tǒng)的研究，以便全面的、更好地為我國(guó)交通事業(yè)的迅速發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
