橋梁加固技術(shù)研究

海南交通工程監(jiān)理公司 丁向軍

橋梁加固技術(shù)研究

海南交通工程監(jiān)理公司 丁向軍

我國橋梁數(shù)量眾多，橋梁技術(shù)發(fā)展較快，但橋梁養(yǎng)護、維修加固技術(shù)發(fā)展相對滯后。隨著橋梁建設(shè)的發(fā)展，現(xiàn)橋梁的加固維修問題已引起人們的普遍關(guān)注。

一、橋梁加固原則

橋梁加固一般是通過對構(gòu)件的補強和結(jié)構(gòu)性能的改善來恢復或提高現(xiàn)有橋梁的承載能力，以延長使用年限，適應(yīng)現(xiàn)代交通運輸?shù)囊?。通常，橋梁的加固包括現(xiàn)有橋梁的改造及病害橋梁的修復兩類。橋梁的加固應(yīng)遵循如下原則。

1.橋梁加固要遵循“安全、實用、美觀”的原則，方案的選擇、幾何尺寸的擬定要實用有效，同時還要考慮技術(shù)、施工方法的可行性。

2.橋梁加固需進行相關(guān)評估。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。

3.橋梁加固要經(jīng)濟安全。建立橋梁維修、加固、重建的經(jīng)濟分析模型，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟合理、對現(xiàn)有交通干擾較小的實施方案，以保證改造后的橋梁能安全運營。

4.加固設(shè)計方案選取要合適。對于大橋、特大橋，其主要承重構(gòu)件需要加固補強時，加固設(shè)計方案應(yīng)不少于兩個，利于方案比選和經(jīng)濟評估，選擇最佳加固方案。加固設(shè)計及施工盡量不損壞原結(jié)構(gòu)，并保留具有利用價值的構(gòu)件，避免不必要的拆除。

二、橋梁安全評估

1.受損現(xiàn)狀評估。橋梁維修加固前，要對橋梁的劣化與受損情況進行全面檢測，依據(jù)受損現(xiàn)狀進行安全性評估，確定結(jié)構(gòu)物實際承載能力，判斷損傷是否對橋梁承載力和耐久性構(gòu)成威脅。

2.結(jié)構(gòu)強度評估。應(yīng)詳細評估其結(jié)構(gòu)現(xiàn)有強度是否能夠承受實際荷載，以判定橋梁承載能力的安全性；應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)損傷、材質(zhì)劣化、施工缺陷等狀況與周圍環(huán)境條件，合理判斷結(jié)構(gòu)的使用壽命。

三、橋梁加固方法

橋梁的各類加固方法中，既有國內(nèi)外已經(jīng)廣泛采用的傳統(tǒng)加固法，如套拱加固法、橋面補強層加固法、套箍加固法等，也有采用新材料、新技術(shù)加固法，如粘貼碳纖維加固法、壁可（BICS）法修補裂縫、注漿法加固、橋梁整體頂升加固等。

1.封縫處理。先用鋼絲刷清除裂縫表面的灰塵、浮碴及松散物，確定需要封閉的范圍；用氣壓為0.2 MPa的壓縮空氣清除縫內(nèi)浮塵，用工業(yè)丙酮將裂縫刷洗干凈。沿清理好的縫涂一層環(huán)氧樹脂膠，留出埋設(shè)灌漿底座的位置，待膠干后用樹脂膠埋設(shè)灌漿底座。灌漿材料選用一灌漿材料，在干燥或潮濕環(huán)境下固化具有收縮性小、強度高、韌性好、可灌性好等特點，漿液配比均須說明。施工時，先將配制好的漿液吸入軟管，裝好注漿器，逐孔灌漿，如單孔不足可取下灌漿器，補充后再繼續(xù)灌注，灌后及時堵死灌漿孔。灌漿完畢，待樹脂初凝后，鑿除灌漿底座，并用環(huán)氧樹脂膠封縫。

2.蓋梁加固。蓋梁側(cè)面粘貼的鋼板應(yīng)預先設(shè)計尺寸裁出備用，在蓋梁側(cè)面放出黏鋼位置大樣，并用切割機沿邊線切割砼（深1 cm），然后用鋼釬鑿毛，剔出帶槽，在剔好的槽內(nèi)按設(shè)計錨固間距鉆孔，空乓機吹凈孔內(nèi)粉塵后，用配好的環(huán)氧樹脂在孔內(nèi)植入螺栓。根據(jù)蓋梁預埋螺栓情況確定，鋼帶鉆孔位置，用丙酮對鋼板貓結(jié)面及鹼表面進行擦拭，去除灰塵及油漬；用角磨機對鑰板貓合面除銹，并打出橫紋貓結(jié)。硅表面用毛刷涂一道環(huán)氧膠液，鋼板翁結(jié)面涂抹配好的環(huán)氧砂漿，砂漿涂抹宜中厚外薄，均勻一致，然后對準孔位黏合到硅表面。鋼板黏好后立即緊固螺母，交替間隔緊固，同時不斷輕敲鋼板使砂漿擴散，排出氣泡，使鑰板平整，漿體飽滿密實。黏完鋼板30 h后，用小錘輕敲鋼板表面，判斷密實程度。鋼板貓結(jié)合格后，應(yīng)及時刷防銹漆。鋼板的環(huán)氧砂漿固化后，支立模板在蓋梁底部澆筑環(huán)氧砂漿。環(huán)氧鹼應(yīng)澆筑密實，與原硅結(jié)為一體。

3.橋墩加固處理。其改造的主要技術(shù)途徑有加強薄弱構(gòu)件、增加輔助構(gòu)件、改變結(jié)構(gòu)體系、減輕恒載、加固墩臺及基礎(chǔ)等技術(shù)。

橋墩側(cè)面裂縫封縫后，先在側(cè)面縱向粘貼兩層碳纖維片，再環(huán)向粘貼兩層碳纖維片。加固前對加固橋面進行交通控制，盡可能對加固構(gòu)件卸荷加固底面的硅表層出現(xiàn)的剝落、空鼓、腐蝕等部位先鑿除，用角磨機、砂紙等除去鹼表面的浮漿、油污，構(gòu)件表面打磨平整，轉(zhuǎn)角處打成圓弧狀。硅表面清理干凈并保持干燥。將底層樹脂均勻刷于鹼表面，待固化后以指觸干燥為準，再將構(gòu)件表面凹陷部位用找平膠填平。浸潤膠調(diào)好后均勻涂于待粘貼部位，將裁好的碳纖維片黏于構(gòu)件上用滾筒反復滾壓去除氣泡，將浸潤膠充分浸透碳纖維片，待碳纖維片表面指觸干燥后可進行下一層的粘貼。在最后一層碳纖維片表面均勻涂抹浸潤膠。碳纖維片端部用橫向碳纖維片固定。碳纖維片與鹼的黏結(jié)質(zhì)量可用手壓碳纖維片表面的方法檢查，總有效面積不應(yīng)小于95%，當空鼓面積小于10 000 mm2時，可用針管注膠的方法進行修補；當空鼓面積大于10 000 mm2時，應(yīng)將空鼓部位的碳纖維片切除重新搭接等量的碳纖維片，搭接長度不應(yīng)小于100 mm。加固后的碳纖維片表面應(yīng)涂一層水泥漆進行保護。

四、橋梁加固效果評價

橋梁加固應(yīng)在總結(jié)經(jīng)驗和技術(shù)進步的基礎(chǔ)上形成專門規(guī)范，要重視對加固后的橋梁進行檢測和觀察，以確定加固的效果。橋梁加固后的上部結(jié)構(gòu)檢測通常用靜載或動載試驗，將試驗結(jié)果與加固設(shè)計的計算結(jié)果進行對比，以此來判斷橋梁加固成功與否。但對下部結(jié)構(gòu)而言，不方便進行荷載試驗，通過其頻率變化來定量評估橋墩的加固效果。

綜上，橋梁的加固技術(shù)是一門新技術(shù)，是21世紀公路橋梁施工領(lǐng)域發(fā)展速度最快、用途最廣的一門科學技術(shù)。然而，加固施工工藝相對較復雜，探索性、實踐性、技術(shù)性較強，需要在實踐中不斷積累經(jīng)驗，總結(jié)分析后期使用效果，判斷加固方法的科學性、適用性和針對性，更好地為我國的經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。