公路橋梁施工加固技術(shù)的探討
2015-09-07
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和交通事業(yè)的快速進(jìn)步，交通量日益加大，原先修建的橋梁擔(dān)負(fù)著日益沉重的交通負(fù)荷，使得有些公路橋梁已經(jīng)顯露出安全隱患。因此，對(duì)舊橋進(jìn)行加固不但有利于完善公路網(wǎng)絡(luò)，而且可以充分發(fā)揮原有交通設(shè)施的作用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。
1公路橋梁加固的必要性
與其他類型建筑物一樣，橋梁的“生命周期”要經(jīng)歷動(dòng)工建造、使用運(yùn)營(yíng)和壽命老化三個(gè)階段。大橋是建造于土地之上造型特殊的建筑物，除了一般建筑物都要遭受到的風(fēng)雨侵蝕、熱脹冷縮等自然的環(huán)境破壞作用外，還會(huì)受到橋梁使用環(huán)境的不利影響，不可避免地產(chǎn)生各種形式的破壞。當(dāng)破壞影響積累到一定程度，就會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的安全帶來威脅。因此，就必須針對(duì)橋梁的受損部位進(jìn)行維修、加固和改造。
?。?）公路橋梁加固可以節(jié)省大量建設(shè)資金和社會(huì)資源。從經(jīng)濟(jì)角度上分析，適當(dāng)?shù)墓窐蛄杭庸淌┕た梢詾閲?guó)家節(jié)省大量建設(shè)投資，收到良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。通過采取適當(dāng)技術(shù)措施對(duì)舊橋進(jìn)行加固和拓寬改造，一方面可節(jié)省舊橋拆除后又重建的大筆工程投資；另一方面，可恢復(fù)和提高舊橋原有的承載能力和交通運(yùn)輸能力，盡量延長(zhǎng)橋梁的生命周期，滿足現(xiàn)代運(yùn)輸業(yè)發(fā)展需要。
?。?）公路橋梁加固確保橋梁的質(zhì)量。在原有公路橋梁的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的加固，除了大大提高公路橋梁通行能力和服務(wù)水平，最重要的是確保了橋梁的質(zhì)量，消除了運(yùn)營(yíng)中的安全隱患。
?。?）公路橋梁加固利于推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展成為人們的共識(shí)。所謂可持續(xù)發(fā)展是指不僅滿足現(xiàn)代社會(huì)人們不斷增長(zhǎng)的需求，又不以傷害子孫后代的發(fā)展空間為代價(jià)。這是一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、環(huán)境資源各方面密切聯(lián)系而又統(tǒng)籌兼顧的模式?？沙掷m(xù)發(fā)展要在達(dá)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)的前提下，保護(hù)人類生存的自然資源，讓我們的后代能夠在一個(gè)更好的環(huán)境中生活和工作。
2公路橋梁加固的基本要求
加固設(shè)計(jì)以原橋?yàn)榛A(chǔ)，在不改變?cè)瓨蚪Y(jié)構(gòu)型式的前提下，對(duì)原橋主要受力構(gòu)件進(jìn)行加固，加固設(shè)計(jì)必須考慮以下幾個(gè)重點(diǎn)要求：
?、傧虏拷Y(jié)構(gòu)具有足夠的潛力。
?、诩庸毯蟊仨氁_(dá)到能通過重噸的單車的要求。
?、垡?yàn)橄虏渴呛降?，所以在跨中腹板和斜腿加固過程中，應(yīng)盡量保持原有凈空，不得使下部空間削減過多。
④對(duì)各開裂構(gòu)件的表面進(jìn)行修補(bǔ)，保證構(gòu)件表面光滑而連續(xù)。
?、菰谘a(bǔ)強(qiáng)的同時(shí)，應(yīng)注意加固物本身自重對(duì)原橋的影響。
?、藜庸毯蟊３謽蛄旱恼w美觀。
3公路橋梁施工加固技術(shù)
3.1增大截面法
增大截面法是一種增大構(gòu)件截面面積和配筋的傳統(tǒng)加固方法。廣泛應(yīng)用于混凝土梁、板、柱的加固。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)有;施工技術(shù)難度小，對(duì)施工的條件和人員要求都不高，幾乎不需要特殊的技術(shù)和加固設(shè)備;可廣泛用于一般梁、柱、板、墻等混凝土結(jié)構(gòu);在結(jié)構(gòu)允許的情況下，增大截面法可以大幅度地提高構(gòu)件的承載力以滿足設(shè)計(jì)要求。但其缺點(diǎn)也是相當(dāng)明顯的，主要有增加構(gòu)件的自重，尤其是加固梁的時(shí)候，自重的增加對(duì)梁影響非常大;工作量相對(duì)較大，加固周期太長(zhǎng)，而且還需要濕作業(yè)，養(yǎng)護(hù)起來比較麻煩;需要較大的作業(yè)空間，甚至需要完全清空建筑物，加固后對(duì)外觀影響較大。
3.2粘貼鋼板加固法
外部粘貼鋼板加固法是一種把鋼板粘貼在構(gòu)件表面的常用的加固方法，通過外粘的鋼板提高構(gòu)件的承載力、剛度。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)有施工速度較快，一般花二天左右的時(shí)間即可把粘貼的鋼板加壓固化。和增大截面法相比，它占用的空間很小，鋼板的粘貼位置比較靈活，除了在梁底粘貼可以提高受彎承載力外，在兩側(cè)粘貼也能提高受剪承載力，這些位置的粘貼不但可以提高承載力還可以封閉及限制結(jié)構(gòu)的裂縫。粘貼鋼板的缺點(diǎn)主要為對(duì)施工人員的素質(zhì)要求比較高，施工需要由專業(yè)隊(duì)伍施工，材料費(fèi)用及施工用費(fèi)用較高。另外耐腐蝕、耐火性和耐久性差也是限制該方法使用的重要因素。
3.3粘貼纖維復(fù)合材料加固法
粘貼纖維復(fù)合材料加同方法是一種把纖維復(fù)合材料粘貼在構(gòu)件表面的常用的加固方法。纖維復(fù)合材料最早主要用于航空航天等高科技領(lǐng)域，隨著技術(shù)的進(jìn)步和工藝的成熟，才逐步應(yīng)用于船舶、汽車等領(lǐng)域。該方法的優(yōu)點(diǎn)有：據(jù)自然和加速暴露試驗(yàn)表明，50年的時(shí)間內(nèi)，復(fù)合纖維材料的抗拉強(qiáng)度以及與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度相當(dāng)于不發(fā)生改變;施工速度快，不用使用大型機(jī)械;合纖維材料自身重量很輕，幾乎不增加構(gòu)件的自重，能廣泛應(yīng)用于橋梁，廠房、梁柱的加固;碳纖維的強(qiáng)度是普通鋼材十倍以上，加固同一構(gòu)件，所需的材料就大大降低。粘貼纖維復(fù)合材料加固也不是十全十美，它自身也有一些缺點(diǎn);粘貼纖維復(fù)合材料幾乎不提高結(jié)構(gòu)的剛度，對(duì)于要控制結(jié)構(gòu)撓度的結(jié)構(gòu)，該方法不能得到很好的效果;復(fù)合材料的表面需要涂上保護(hù)漆，防止樹脂在高溫下軟化失去強(qiáng)度，對(duì)復(fù)合材料的防火保護(hù)措施較麻煩，而且需要花費(fèi)大量的金錢;復(fù)合材料的延性較差，使得該材料容易發(fā)生脆性破壞，這也表明了粘貼纖維復(fù)合材料加固并不是簡(jiǎn)單地用復(fù)合材料代替鋼筋，復(fù)合材料缺乏鋼筋的延性。
3.4體外預(yù)應(yīng)力加固法
體外預(yù)應(yīng)力體系由體外預(yù)應(yīng)力孔管、漿體、錨固體系和轉(zhuǎn)向塊等部件組成。根據(jù)被加固結(jié)構(gòu)受力要求不同，預(yù)應(yīng)力拉桿又分為三種，即水平拉桿、下?lián)卫瓧U和組合式拉桿。水平拉桿使用在正截面受彎承載力不足的加固，同時(shí)可減小梁的撓度，縮小原構(gòu)件的裂縫寬度。下?lián)问嚼瓧U適用于斜截面受剪承載力、正截面受彎承載力均不足的受彎構(gòu)件加固同時(shí)又可減小梁的撓度，縮小原構(gòu)件的裂縫的寬度。組合式拉桿一般用兩根水平拉桿，兩根下?lián)问嚼瓧U，使用于正截面受彎承載力嚴(yán)重不足而斜截面受剪承載力略為不足的加固，同時(shí)也可減小受彎構(gòu)件的撓度、縮小裂縫的寬度。體外預(yù)應(yīng)力法具有以下優(yōu)點(diǎn);預(yù)應(yīng)力索布置在混凝土外，便于檢查、養(yǎng)護(hù)、更換，梁體截面削弱小，索力可檢測(cè)、能夠多次張拉，可以充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力索的效益;應(yīng)力變化幅度小，疲勞影響小。由于其與混凝土截面變形不協(xié)調(diào)，索力增量均勻，體外索因軸向應(yīng)力變化引起的疲勞較小;在自重增加很小的情況下，能大幅度改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的受力，提高承重結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和抗裂性;可以在不限制通行的情況下進(jìn)行加固施工，對(duì)橋梁營(yíng)運(yùn)影響小;簡(jiǎn)化了預(yù)應(yīng)力筋曲線，體外索僅在轉(zhuǎn)向、錨固塊處設(shè)置預(yù)埋管道，減小了摩阻損失;體外預(yù)應(yīng)力法既可作為重車過橋的臨時(shí)加固手段，又可作為永久性提高橋梁荷載等級(jí)的措施。
3.5高強(qiáng)鋼絞線網(wǎng)一聚合物砂槳法
高強(qiáng)鋼絞線網(wǎng)一聚合物砂漿法加固技術(shù)主要是采用高強(qiáng)鋼絞線作為受力鋼筋，提高原有加固梁的配筋率，從而提高原有構(gòu)件的剛度和承載力，以聚合物砂漿作為粘結(jié)劑和鋼絞線網(wǎng)的保護(hù)層，利用其自身良好的性能達(dá)到粘結(jié)良好、抗腐蝕、耐高溫等優(yōu)良性能。高強(qiáng)鋼絞線網(wǎng)一聚合物砂漿法加固技術(shù)有些類似于加大截面加固法，但是其加固面積很小，用高強(qiáng)鋼絞線代替鋼筋達(dá)到更加良好的加固效果，從承載力提高的角度來說，復(fù)合砂漿的貢獻(xiàn)并不大，主要是對(duì)鋼絞線提供一系列保護(hù)。
結(jié)語
實(shí)踐表明，采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)，對(duì)恢復(fù)和提高舊橋的承載能力和通行能力，延長(zhǎng)橋梁的使用年限，以滿足現(xiàn)代化交通運(yùn)輸?shù)男枰强尚械摹?br />
