公路橋梁加固機(jī)理及施工技術(shù)

王訓(xùn)昭

(石河子公路管理局花園鎮(zhèn)分局)

1 橋梁加固機(jī)理

由于現(xiàn)有橋型的多樣性，橋梁病害的復(fù)雜性，決定了其加固具有靈活多樣，富于實(shí)踐的特點(diǎn)。拱橋加固在實(shí)踐中常常使用增大主拱圈截面、碳纖維加固、鋼板箍加固、增設(shè)新主拱圈等技術(shù)。然而在眾多技術(shù)中，能夠集技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)效益于一體的就是增大主拱圈截面技術(shù)，這也在實(shí)踐中廣為采用。現(xiàn)以主拱圈截面的增大技術(shù)為例，來(lái)探討橋梁的加固機(jī)理。主拱圈是拱橋的最重要的承重結(jié)構(gòu)，也就是橋梁的主要加固對(duì)象。通過(guò)錨噴、封閉或現(xiàn)澆技術(shù)來(lái)增大橋粱主拱圈的截面，形成新老復(fù)合的主拱圈，就可以達(dá)到加固橋梁的目的。其加固的機(jī)理就在于:新老復(fù)合主拱圈能夠有效的形成整體，協(xié)調(diào)變形。新增的主拱圈層幫助原有的主拱圈層分擔(dān)了部分的活載，從而減低了原主拱圈在活載作用下所受的邊緣應(yīng)力;同時(shí)主拱圈截面的增大，也提高了橋梁的極限承載力。以上就是增大主拱圈截面來(lái)加固拱橋的正面效應(yīng)。然而這也同時(shí)也存在著反面的應(yīng):主拱圈加固層的載只能是原拱圈來(lái)?yè)?dān)，只在載作用下原主拱圈邊緣應(yīng)力增大，不利于橋梁的受力。

2 橋梁加固的常見(jiàn)方法

2.1 截面加固法

加大截面法又稱包混凝土加固法，用增大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積而進(jìn)行加固的方法。這就要求被加固的橋梁的下部結(jié)構(gòu)要能承受更多的自重，能夠提供更高要求的承載能力。一般情況下，是以加厚橋面板或者加大主梁梁肋的寬度為主。

2.2 應(yīng)力加固法

是指采用外加的預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿對(duì)整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。這適用于提高橋梁的承載力、抗裂性和剛度以及加固后占用空間較小的橋梁。有兩種方法，預(yù)應(yīng)力拉桿加固的方法主要用于受彎構(gòu)件，通過(guò)預(yù)應(yīng)力的張拉對(duì)整個(gè)梁的受拉區(qū)施加外力，從而達(dá)到抵消結(jié)構(gòu)本身的自重的作用，降低車輛荷載作用下的應(yīng)力，避免梁體出現(xiàn)裂縫，減小裂縫寬度;在實(shí)踐中很少使用預(yù)應(yīng)力撐桿加固法。

2.3 外部粘鋼加固法

是指使用化學(xué)粘結(jié)劑將整個(gè)鋼板直接粘在橋梁混凝土表面，與構(gòu)件形成受力整體提高承載力，增大其剛度、延性和滿足橋梁正常使用需求的一種加固方法。

2.4 粘貼FRP加固法

是用高彈性模量或者高強(qiáng)度的纖維復(fù)合材料，使用特殊配置的浸漬樹(shù)脂或者粘貼樹(shù)脂將其粘在橋梁混凝土表面，使之與原有構(gòu)件形成整體受力的加固方法。加固工程中常用的FRP材料有芳綸纖維(AFRP)、玻璃纖維(GFRP)和碳纖維(CFRP)3種，其中碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)應(yīng)用較多。

3 公路橋梁加固技術(shù)

3.1 加固舊橋主梁技術(shù)

(1)利用橋墩墩頂上方的兩孔梁端的多余空間來(lái)設(shè)置挑梁，挑梁是橫向式的懸臂挑梁，在上面裝有預(yù)制微彎板。(2)懸臂部分設(shè)立各種人行道梁。橋梁的人行道梁應(yīng)長(zhǎng)于主梁。人行道梁的支承點(diǎn)分別在路堤特設(shè)的支墩和邊墩挑梁上，此舉是為了避免加寬橋臺(tái)。(3)在人行道凸緣與舊橋面之間用混凝土澆筑拓寬部分，同時(shí)澆筑行車道。施工中橋面的鋪裝層和加寬部分設(shè)置鋼筋網(wǎng)，加強(qiáng)橋梁整體性。第四將橋梁伸縮縫設(shè)置在挑梁頂中心，將行車道鋪裝延伸搭架在挑梁上。

3.2 橋面整治技術(shù)

公路橋梁的安全運(yùn)營(yíng)需要堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的基層。為提高橋梁的整體質(zhì)量需要將原有的橋面基層清除干凈。若橋面用的不是砂石填料，則應(yīng)將其清除完全，換成砂石填料碾壓夯實(shí)，然后攤鋪水泥以穩(wěn)定砂石基層，再澆注鋼筋混凝土橋面。

3.3 拓寬加固技術(shù)

為了保證橋梁正常通車應(yīng)適當(dāng)實(shí)行交通管制，邊通車邊施工的情形下拓寬加固。利用舊橋原有的墩臺(tái)，在橋梁的上部開(kāi)展拓寬加固施工可以節(jié)省更多的資金。當(dāng)然這樣加固有一定的局限性，但若施工方案嚴(yán)密足夠滿足荷載要求。

3.4 加固橋臺(tái)后座技術(shù)

將橋臺(tái)后座的上路面除去，換成于兩側(cè)墻上支承的鋼筋混凝土單向預(yù)制板，用錨固鋼筋使其與側(cè)墻連接，其上鋪設(shè)混凝土橋面，后座填料與鋼筋混凝土板間要留有空隙，讓活載壓力直接作用于側(cè)墻，以減低活載引發(fā)的對(duì)側(cè)墻的壓力，增加側(cè)墻基底摩阻力和抗剪能力。

3.5 加固主梁負(fù)彎矩技術(shù)

一般荷載下主梁負(fù)彎矩區(qū)就會(huì)產(chǎn)生大量裂縫，橋面鋪裝層也會(huì)大量網(wǎng)裂，這種裂縫不只不美觀，雨水還會(huì)滲入主梁和翼緣板導(dǎo)致受力鋼筋銹蝕，影響其壽命。新的荷載負(fù)彎矩作用使橋面混凝土的拉應(yīng)力可達(dá)3.96Mpa，使用鋼纖維混凝土，其抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度可大于此拉應(yīng)力，以保證橋面不出現(xiàn)裂縫。加固中負(fù)彎區(qū)橋面的鋪裝層用鋼纖維混凝土澆筑，使其與梁頂翼緣板牢固連成整體。

3.6 主粱及掛梁正彎矩區(qū)加固

方法是鑿去原橋面鋪裝層和油毛氈后，將橋面打毛，在鋪裝層厚度內(nèi)加一層鋼筋網(wǎng)，澆筑補(bǔ)償收縮防水混凝土，從而達(dá)到防滲抗裂目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，人們?cè)絹?lái)越重視橋梁結(jié)構(gòu)安全與耐久性能，橋梁的常規(guī)與特殊檢測(cè)也已經(jīng)納入了建設(shè)管理部門的日常工作，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)有計(jì)劃有步驟地對(duì)其承載力進(jìn)行維修加固，提高其荷載等級(jí)，保證交通運(yùn)輸暢通無(wú)阻，充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益是工程界及管理部門的重大課題。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新材料、新設(shè)備、新工藝的出現(xiàn)，對(duì)橋梁的維修與加固大大提高了結(jié)構(gòu)的承載能力，加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)也在不斷進(jìn)步，延長(zhǎng)了橋梁的使用年限，節(jié)約了大量建設(shè)資金，因此應(yīng)用也日益廣泛。

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