淺談匝道橋橋梁加固技術(shù)
2015-08-17
高速公路在社會交通中占據(jù)著重要地位，提高高速公路的運行效率以及運行安全性，是交通界的一大課題。而高速公路橋梁中，匝道橋發(fā)生病害的概率相對較高，因此，對匝道橋橋梁加固技術(shù)的研究就顯得十分必要。
1、匝道橋橋梁容易出現(xiàn)的病害問題
匝道橋橋梁的病害問題比較復(fù)雜，歸結(jié)起來，比較容易發(fā)生的主要有：
1.1 主梁在一定程度上發(fā)生了橫向爬移，而連接墩外擋塊因為受到推力，出現(xiàn)傾斜甚至開裂的病害，獨柱墩的下部橋梁平線也在內(nèi)側(cè)存在橫向裂縫；
1.2 主梁底板若存在不同程度的橫向裂縫，腹板則容易存在豎向裂縫的問題，有些甚至比較嚴重，且由于沒有及時發(fā)現(xiàn)、采取相應(yīng)的處理措施，導(dǎo)致裂縫進一步擴大延伸，其寬度也超出了規(guī)范所限制的范圍。
2、匝道橋橋梁病害產(chǎn)生的主要原因
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，匝道橋橋梁各種病害產(chǎn)生的原因，總結(jié)起來主要有以下三點：
2.1 施工誤差：在施工過程中，因為各種人為或非人為的原因，致使支座安裝的位置與預(yù)定位置產(chǎn)生誤差，是造成支撐位置偏離最為主要的原因；
2.2 梁體爬移：梁體爬移是引發(fā)墩柱裂縫的重要因素，加上施工誤差所造成的支座誤差，增大梁體橫向性爬移的幅度，使墩柱在內(nèi)側(cè)發(fā)生環(huán)向橫縫的問題；同時，梁體爬移也是連接墩外擋塊發(fā)生開裂的主要因素；
2.3 超載、施工技術(shù)不當：橋梁使用過程中的超載，以及橋梁建設(shè)不恰當?shù)氖┕し椒?，是造成梁體裂縫的最主要原因；梁底出現(xiàn)橫向裂縫的原因，主要是正截面的抗彎強度無法滿足要求；腹板出現(xiàn)斜裂縫，則是因為斜截面的抗剪強度無法滿足要求。與此同時，支座部分出現(xiàn)的安裝誤差導(dǎo)致橋梁梁體原本的受力體系從某種程度上發(fā)生了改變，更加重了梁體裂縫問題的嚴重性。
3、匝道橋橋梁加固策略
匝道橋橋梁的加固，必須要經(jīng)過精密的測量和計算，即“具體問題具體分析”，確?，F(xiàn)有的病害得以解決或者最大程度的減輕，同時不會導(dǎo)致新的病害出現(xiàn)。施工前要仔細研究設(shè)計圖，考察橋梁周邊環(huán)境；在施工的整個過程中，要建立健全各項監(jiān)控和防護措施；另外還要考慮到施工對周圍環(huán)境的影響，盡量地降低施工的工程量，減小對社會交通等造成的影響。
一般來說， 橋梁的加固包括現(xiàn)有橋梁的改造及病害橋梁的修復(fù)。 其中，現(xiàn)有橋梁的改造一般是由于現(xiàn)在交通運輸量的增長、設(shè)計荷載標準的提高、公路路基寬度的拓寬等使一些橋梁已不能滿足當前交通運輸?shù)囊蠖M行改造；病害橋梁的修復(fù)一般是由于橋梁材料的老化， 運營養(yǎng)護的不當?shù)仁挂恍蛄撼霈F(xiàn)了病害而進行維修。 橋梁的加固與橋梁的設(shè)計一樣，除了應(yīng)滿足設(shè)計規(guī)范，符合技術(shù)可行、經(jīng)濟合理、結(jié)構(gòu)安全的原則外，還必須經(jīng)過一定的程序和步驟，這就是所謂的加固概念設(shè)計。橋梁結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)失效或損傷經(jīng)評估不能滿足結(jié)構(gòu)安全或正常使用要求時，必須進行加固。加固設(shè)計的內(nèi)容及范圍，應(yīng)根據(jù)評估結(jié)論和委托方提出的要求確定，可以包括整體橋梁，也可以是指定的區(qū)段或特定的構(gòu)件；還有就是建立既有橋梁維修、加固、重建的經(jīng)濟分析模型，通過分析比較，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟合理、對現(xiàn)有交通干擾較小的方案實施，以保證改造后的橋梁能安全運營。 具體來說可以通過以下幾點來完成：
3.1 增加蓋梁。
增加蓋梁的主要目的是解決主梁爬移的病害，它首先要保證不能改變橋梁舊有的體系，然后選擇合適的獨柱墩，在墩頂增加設(shè)置蓋梁。 蓋梁外側(cè)需要增加設(shè)置支座，將原本的單支撐形式改變?yōu)殡p支撐，以減輕扭轉(zhuǎn)作用力，從而減小主梁發(fā)生的橫向爬移。 在安裝新支座的時候，頂升的速度要慢而穩(wěn)，高度必須嚴格依照設(shè)計要求；新支座與楔形塊、墊石之間的高度誤差，必須控制在 2mm 以內(nèi)，且舊支座必須在新支座之前受力。 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。 與通常的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相比，力筋與原結(jié)構(gòu)只在錨固點與梁連接，類似于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。 這種方法在自重增加很小的情況下可大幅度的改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，提高結(jié)構(gòu)剛度、抗裂性。 此法既適用于通行重車時的臨時加固， 也可作為提高橋梁承載力的永久加固措施。 從而起到減小承重構(gòu)件的應(yīng)力，改善橋梁性能，達到提高承載能力的目的。 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。
3.2 對于墩柱的加固。
主要采取整體包裹碳纖維布的方法進行加固處理，整體包裹的范圍視橋梁具體情況而定，如果有必要，可對匝道橋所有的墩柱都進行加固，以保證橋梁的安全性。
3.3 對于防震擋塊的加固。
可以將已經(jīng)開裂的舊有擋塊完全清除，然后在原有的蓋梁上進行植筋，澆注出新的擋塊來進行加固。 在清除舊有擋塊之后、植筋之前，需要對原鋼筋采取除銹處理，以免影響新檔塊的質(zhì)量；而在澆柱新?lián)鯄K、拆除模板之后，需要以橡膠墊塊進行填充加固處理。
3.4 對于預(yù)應(yīng)力橋梁的加固。
對預(yù)應(yīng)力橋梁加固需要考慮的的前提條件有兩點：（1）不得影響到橋下的交通；（2）不得降低橋下的凈空。 如果能同時滿足這兩個條件，可以采取粘貼碳纖維布的措施，對底板進行全部加固；對于腹板則采取粘貼鋼板的措施進行加固。
3.5 對于普通的混凝土橋梁的加固。
第一項工作步驟自然是修補橋梁裂縫。修補的過程中，要注意對不同寬度的裂縫，分別采取不同的技術(shù)來修補，要恰當選取修補材料。 修補完成后，可以粘貼碳纖維，或者采取粘貼鋼板的措施，從而提高橋梁的承載能力。
匝道橋是高速公路橋梁中比較容易發(fā)生病害的部分，其病害的具體形式存在多樣性、復(fù)雜性的特點，可以及時的應(yīng)變。處理起來比較棘手；而且對于匝道橋進行病害檢測的時候，需要采取搭建腳手架或者利用橋檢車的方法，因此其病害又具有一定的隱蔽性，如果不及時檢測，很難發(fā)現(xiàn)。有關(guān)方面一定要加強道橋管理，提高對匝道橋檢測的重視度，本研究也為匝道橋的加固提供了一些建議，一旦發(fā)現(xiàn)病害，要及早采取正確的技術(shù)方法處理，以免病害不斷擴大，造成嚴重后果。
