鐵道橋梁維修加固方法的對比分析
2015-07-06
對橋梁進(jìn)行維修加固的必要性及原因
近數(shù)十年來，數(shù)代土木工程專家在鐵路、城建、公路系統(tǒng)從事著橋梁、水文、建筑和其它土木工程的養(yǎng)護(hù)維修、科研、試驗(yàn)、大修加固、施工、設(shè)計(jì)以及建設(shè)管理工作，已積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
改革開放以來，經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國交通量及交通工具載重量都發(fā)生了極大的變化，會(huì)對橋梁的機(jī)構(gòu)造成一定的破壞，且經(jīng)過多年的風(fēng)雨洗禮，橋梁的結(jié)構(gòu)老化，耐久性也開始變差了。過去劍橋技術(shù)并不先進(jìn)，當(dāng)時(shí)所建的橋梁大多受各種因素影響和限制，橋面單薄，安全儲(chǔ)備較低，甚至存在設(shè)計(jì)不合理或施工質(zhì)量不過關(guān)等缺陷。以上敘述的種種現(xiàn)象都對人們及社會(huì)安全造成極大的危害，因此，對橋梁進(jìn)行加固工作是十分必要的。
對鐵道橋梁進(jìn)行維修加固，不僅可以延長橋梁的使用壽命，緩和國家政府對橋梁投資的集中性，而且可以有效防止因橋梁坍塌而造成的重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失等意外事故。再者，對鐵道橋梁采用維修加固方法可以節(jié)省大量的資金，收到較好的經(jīng)濟(jì)效益， 另外，維修改造危險(xiǎn)橋梁是消除日常交通隱患，提高交通工具通行能力和運(yùn)輸服務(wù)水平的最有效途徑之一。但在選取橋梁加固方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)橋特點(diǎn)，因地制宜地選取適合的方法，這樣才會(huì)收到良好的效果。
而鐵道橋梁維修工作的工作對象主要分為：
橋梁的原本設(shè)計(jì)的符合標(biāo)準(zhǔn)不能滿足現(xiàn)金運(yùn)輸營運(yùn)的要求；
橋梁本身已經(jīng)不能承受原來的負(fù)荷，通過加固恢復(fù)原有的承載能力；
有特殊需要時(shí)，某些橋梁要通過一次性的超負(fù)荷運(yùn)載，通過臨時(shí)加固可保護(hù)原結(jié)構(gòu)不受破壞；
因意外橋梁收到撞擊時(shí)，需要對其進(jìn)行加固工作
二、鐵道橋梁維修加固的方法
一般地，橋梁的養(yǎng)護(hù)是通過日常維護(hù)和保養(yǎng)等預(yù)防工作維護(hù)橋梁的正常運(yùn)作，預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生，而橋梁的加固是從根本出發(fā)，通過對橋梁的加固來達(dá)到目的。橋梁加固方法主要可總結(jié)為減少內(nèi)應(yīng)力、增大截面面積或使用新型材料進(jìn)行加固工作等。根據(jù)所用的原理不同，可主要分為增大截面和配筋加固法、外包鋼加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法、黏貼加固法等。
1.增大界面和配筋加固法主要是通過增加橋梁構(gòu)建的截面面積或配筋率增強(qiáng)鋼筋混凝上梁的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和剛度，常用方法是加大梁底面或側(cè)面的尺寸、增配主筋等。
2.外包鋼加固法基本上并不會(huì)改變原本構(gòu)建截面尺寸，但用鋼量較大，導(dǎo)致加固維修費(fèi)用較高。
3.黏貼加固法能提高被加固構(gòu)建的抗剪抗彎能力，阻止裂縫的發(fā)展，由于施工工期短，影響較小，消耗少等各種優(yōu)點(diǎn)得以被廣泛應(yīng)用，但對于施工工藝要求較高。
以上所介紹的是加固的幾大類方法，以下是對橋梁進(jìn)行維修加固的常用方法：
加大截面加固法。
這種方法的原理是在橋梁的原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再澆筑具有一定厚度的鋼筋混凝土，是常用的改造技術(shù)。一般分為兩種方式：加厚橋版面和加大主梁梁柱的高度和寬度。加大截面加固法施工較為簡單，但對橋梁的適應(yīng)性強(qiáng)，在我國具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，加固后橋梁的剛度明顯增加，承載力的增強(qiáng)，適用于較小跨徑的橋梁或板橋。然而，這種方法也有較為明顯的缺點(diǎn)：施工周期變長、施工所需空間較大、橋梁構(gòu)件的體積增大等。
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如同加大截面加固法的原理，噴凝土加同法是在橋梁的原有結(jié)構(gòu)上噴一層高品質(zhì)的混凝土，并以此恢復(fù)對橋梁鋼筋的保護(hù)，同時(shí)提高鋼筋上已經(jīng)變質(zhì)的混凝土的強(qiáng)度，，也可以增加表面美觀的功能，是我國目前最常用的鐵道橋梁維修加固方法。
?。ㄈ┱迟N鋼板加固法
這種加固法是把鋼板和橋梁的結(jié)構(gòu)用樹脂粘接起來，施工時(shí)間短，現(xiàn)場較少濕作業(yè)，對生產(chǎn)和生活影響較小，最重要的是加固后對橋梁原本結(jié)構(gòu)的外觀及凈空沒有明顯的改變。粘貼鋼板加工法的效果往往取決于施工者的膠黏工藝及操作水平。這種維修加固方法大多用于濕度穩(wěn)定的環(huán)境中的受拉或受彎構(gòu)件的加固工作。
?。ㄋ模べN碳纖維增強(qiáng)塑料加同法
這種加固方法的原理是降低鋼筋的應(yīng)力，采用專門的樹脂把碳纖維黏貼在橋梁結(jié)構(gòu)受拉表面上，碳纖維和原本的橋梁結(jié)構(gòu)重整形成一個(gè)新的受理整體，共同承受荷載，令結(jié)構(gòu)達(dá)到了加固和補(bǔ)強(qiáng)的效果。目前我國在進(jìn)行橋梁加固方法時(shí)，多采用碳素纖維和高分子聚合纖維和玻璃纖維這三種碳纖維復(fù)合材料。
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相對于以上幾種鐵道橋梁維修加固方法而言，增加支承加固法較為簡單可靠，與黏貼鋼板相似，具有耐腐蝕、耐潮濕和降低維修費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，但較容易損害橋梁的原貌和使用功能，還會(huì)減小使用空間，適用于有一定條件的橋梁結(jié)構(gòu)，但需要做好專門的防火處理。
（六）體外預(yù)應(yīng)力加固法
體外預(yù)應(yīng)力加固法是指利用物理預(yù)應(yīng)力的原理，在梁下緣受拉區(qū)增設(shè)用粗鋼筋形成的預(yù)應(yīng)力拉桿或鋼絲束，通過張拉而對梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力，在偏心壓力的作用下令梁體上供，減小荷載的撓度，改變橋梁結(jié)構(gòu)的受理，從而提高鐵道橋梁的承載能力。這種方法的設(shè)計(jì)和施工的摩擦損失較小。
在鐵道橋梁建成又或者是維修后，要對其加強(qiáng)經(jīng)常性的檢查、養(yǎng)護(hù)和維修工作，定時(shí)更新有關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)也要注意對鐵道的正常運(yùn)行進(jìn)行保護(hù)。
三、結(jié)言
為了保證安全運(yùn)營，對鐵路橋梁進(jìn)行維修加固十分必要的。鐵路橋梁加固工作需要由一定經(jīng)驗(yàn)的熟練工人和施工隊(duì)伍完成，對于施工者的手藝上也有一定的要求。在進(jìn)行加固工作前，需要按照橋梁設(shè)計(jì)圖紙對橋梁進(jìn)行全面且詳細(xì)的調(diào)查研究，并與原設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行對比。施工時(shí)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，對于大型的鐵道橋梁在施工時(shí)要設(shè)置相應(yīng)的應(yīng)變監(jiān)控系統(tǒng)，避免意外事故的發(fā)生。
希望橋梁工程的同行們，尤其是經(jīng)驗(yàn)豐富的老一輩專家一起，對為數(shù)眾多的病橋、危橋有所分析和研究，并實(shí)施加固設(shè)計(jì)和施工，對辛勤為人們工作的橋梁，如醫(yī)生之對于各種病人，實(shí)行“救死扶傷”，讓中國傳統(tǒng)文化中的有德之物——橋梁，健康地繼續(xù)為人們工作和造福。
