農(nóng)村公路危橋加固方法綜述
2015-06-30
1. 概述
橋梁加固，簡單來說，就是通過一定的措施使構(gòu)件乃至整個橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力及其使用性能得到提高，以滿足其服役功能的要求。本文對于農(nóng)村公路危橋改造項目舊橋加固方法進(jìn)行分類介紹。
2. 結(jié)構(gòu)性加固
2.1 體外預(yù)應(yīng)力加固法。體外預(yù)應(yīng)力法的加固原理是在梁的下緣受拉區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力材料，通過張拉對梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力，在此偏心壓力作用下，使梁體發(fā)生上拱，抵消部分自重應(yīng)力，減小了結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度、改善了結(jié)構(gòu)受力，能夠較大幅度的提高結(jié)構(gòu)承載力。目前常用下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固法和外部預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固法兩種。 在合理安排施工流程的情況下，該方法可最大限度地減少對橋上交通的影響，甚至可以在有限開放交通的情況下組織施工，因此近年來國內(nèi)工程實例較多。如301國道盤錦立交主線橋和盤錦立交WH匝道橋的加固。但加固后體外預(yù)應(yīng)力筋的防腐問題一定程度上增加了后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，因此，一般不是農(nóng)村公路管理部門的首選加固方法。
2.2 粘貼鋼板或碳纖維（CFRP）加固法。粘貼鋼板加固法是采用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其它薄弱部位，使鋼板與加固混凝土結(jié)構(gòu)形成整體，以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的。該方法具有基本不改變原結(jié)構(gòu)的尺寸、施工簡單、技術(shù)可靠、短期加固效果較好且工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，近些年來在鋼筋混凝土橋梁的加固維修中為公路部門廣泛采納，是近幾年應(yīng)用最多的加固方法。如廣州東圃大橋加固。 碳纖維加固技術(shù)是近幾年內(nèi)才由國外引進(jìn)的一種新技術(shù)，因其強(qiáng)度高，耐腐蝕，且施工簡便等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于實際工程中。如廣深高速公路福田互通立交橋加固、107國道（深圳段）洋涌河大橋加固。然而，由于碳纖維本身的一些缺陷，如脆性、耐火性不好等使得這種材料的應(yīng)用受到限制。
2.3 增大截面與配筋加固法。增大截面與配筋加固法一般采用在梁底面或側(cè)面加大尺寸，增配主筋，以提高主梁截面的有效高度，從而達(dá)到提高橋梁承載能力的目的。然而，由于增大截面法在施工過程中全部的作業(yè)需在梁底進(jìn)行，施工難度較大且施工質(zhì)量難以控制，因此，盡管在某些情況下費(fèi)用并不太大，但以上因素制約了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用，一般用于T型截面梁的加固維修。如河南南陽桐柏淮河大橋加固。
2.4 改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法。改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)整體承載能力的目的，是一種變被動為主動的加固方法。這種技術(shù)具有提高結(jié)構(gòu)承載力，增大結(jié)構(gòu)剛度，減小撓度等優(yōu)點(diǎn)。但該加固方法施工改造時一般要涉及到橋面鋪裝的再處理，增加了改造費(fèi)用且加固效果受負(fù)彎矩區(qū)施工質(zhì)量的影響較大，目前極少單獨(dú)采用。如2003年湖北鄂州涂家咀連續(xù)拱橋（L0=70m）加固、2005年福建蔣樂積善連續(xù)拱橋（L0=30m）加固。 此外，結(jié)構(gòu)性加固方法還有增設(shè)主梁加固法、錨噴混凝土加固法和增加橫向聯(lián)系加固法等。
3. 非結(jié)構(gòu)性加固
（1）鋼纖維混凝土修復(fù)橋面鋪裝層。對橋面鋪裝層的嚴(yán)重破損，可考慮采用鋼纖維混凝土修復(fù)。這種材料具有高強(qiáng)度、抗裂能力強(qiáng)，抗沖擊耐磨耗等性能，可延長橋面的使用壽命，在不增加橋梁恒載的情況下，改善梁的結(jié)構(gòu)受力性能。
?。?）伸縮縫的更新改造。在橋梁維修中，以下幾種類型伸縮縫的使用是較成功的。ＳＦＰ“三防”型伸縮縫在大型橋梁上的應(yīng)用情況良好；仿毛肋伸縮縫在大、中型橋梁的大量使用，效果明顯；ＴＳＴ、ＦＧ系列橋梁無縫伸縮縫，在中小行橋梁上也得到廣泛使用。
4. Ｕ型高橋臺加固
（1）預(yù)應(yīng)力錨索框架法。該加固法采取在Ｕ型橋臺前墻和兩側(cè)墻外加套４０厘米的鋼筋混凝土，并在兩側(cè)墻增設(shè)水平預(yù)應(yīng)力索對錨和前墻增設(shè)地錨的方案。該方案適用于不能中斷交通又無法架設(shè)便橋的高橋臺病害修復(fù)。
?。?）錨桿配合鋼筋混凝土抱箍法。該加固法采取臺腔與橋臺基礎(chǔ)持力層進(jìn)行壓漿固化，再打入錨桿與槽鋼抱箍，最后在Ｕ型橋臺前墻和兩側(cè)墻外加套２５厘米的鋼筋混凝土，新舊墻體采用錨桿連接形成整體。該方案適用于地基承載力不足，且施工處理不到位，造成橋臺前墻下沉。
5. 橋墩加固
橋梁下部結(jié)構(gòu)加固的主要目的是提高橋墩的整體承載能力。如橋墩發(fā)生了結(jié)構(gòu)性損傷，可以用外包混凝土、粘貼鋼板或碳纖維的方法進(jìn)行加固。但是對于實體橋墩等橫向剛度比較大的結(jié)構(gòu)，其狀態(tài)變化主要是由地基所引起，此時可重點(diǎn)從回填硬土或者對地基進(jìn)行注漿等方法提高其約束橋墩的能力，提高橋墩的整體承載能力。抬樁就是通常使用的一種有效的加固方法，即在舊樁的兩側(cè)各增設(shè)一根樁，并通過植筋擴(kuò)大承臺，共同受力。另一種樁基加固方法是鋼筋混凝土套箍。由于下部樁基施工等原因，造成樁基縮徑，采用的加固方法是清除樁體虛浮物，通過植筋后，外抱箍微膨脹混凝土。
6. 加固方案的選擇與效果監(jiān)測
目前，在很多橋梁加固改造中，同一座橋梁，針對不同的部位、不同的構(gòu)件、不同的改造原因同時采用了幾種不同的方法。如宜賓馬鳴溪金沙江大橋的加固，采用了增加構(gòu)件加固法、粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法、橋面層補(bǔ)強(qiáng)加固法；西藏尼木大橋的加固，采用了粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法、橋面層補(bǔ)強(qiáng)加固法；紹興斗門大橋的加固，采用了增加構(gòu)件加固法、橋面層補(bǔ)強(qiáng)加固法等等。
6.1 加固方案選擇。加固方案與諸多因素有關(guān)，?？紤]的主要因素：橋梁結(jié)構(gòu)型式；橋位地形、水文、自然狀況；橋梁現(xiàn)狀分析研究結(jié)論；施工技術(shù)水平；能否封閉交通；預(yù)期加固效果；資金投入量等。合理的加固方案是將上述加固方法優(yōu)化組合，體現(xiàn)出加固效果及經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：不同的加固方法有對應(yīng)的設(shè)計計算方法；加固后的橋梁結(jié)構(gòu)承載能力提高幅度受原結(jié)構(gòu)的制約，如原結(jié)構(gòu)配筋率、截面尺寸等，不可能無限制地提高承載能力。
6.2 加固效果評價。橋梁加固應(yīng)在不斷總結(jié)經(jīng)驗和技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上形成專門規(guī)范，同時要重視對加固后的橋梁進(jìn)行檢測和觀察，以確定加固的效果。橋梁加固后的上部結(jié)構(gòu)通常是用靜載或動載試驗，將試驗結(jié)果與加固設(shè)計的計算結(jié)果進(jìn)行對比，來判斷橋梁加固成功與否。但對下部結(jié)構(gòu)而言，不方便進(jìn)行荷載試驗，通過其頻率變化來定量評估橋墩的加固效果。
7. 結(jié)束語
橋梁的加固維修技術(shù)是最近興起的一門新技術(shù)，為了指導(dǎo)橋梁加固技術(shù)的應(yīng)用，需提出一整套完整的實用性公路橋梁檢測、評定與加固成套的技術(shù)規(guī)范，為我國公路危舊橋的改造提供技術(shù)支持，確保危舊橋的改造工作科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)安全，使得橋梁加固做到“有法可依”。
