橋梁加固方法探討

蘇淑芳

（河北廣通路橋工程有限公司，河北 邯鄲 056001）

0 引言

橋梁作為運(yùn)輸?shù)臉屑~直接影響著交通的運(yùn)輸量。當(dāng)其運(yùn)營(yíng)使用一定時(shí)間后，往往因?yàn)槌跗谠O(shè)計(jì)的局限和施工的原因使其難以適應(yīng)日益增多的交通量，而且隨著運(yùn)輸設(shè)備重量和速度高速發(fā)展，車輪負(fù)載的不斷增長(zhǎng)，使橋梁大部分時(shí)間內(nèi)處于超負(fù)荷狀態(tài)，從而逐步成為交通運(yùn)輸線上的限制因素。

為了維持橋梁的正常營(yíng)運(yùn)和保證橋梁的使用壽命的延長(zhǎng)，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物進(jìn)行經(jīng)常性的養(yǎng)護(hù)維修是非常必要的。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)物無(wú)法滿足承載能力、通過(guò)能力等要求時(shí)，需對(duì)橋梁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固、拓寬等技術(shù)性的改造。

1 橋梁的加固整治

橋梁的養(yǎng)護(hù)維修主要是對(duì)橋梁正常營(yíng)運(yùn)時(shí)產(chǎn)生危害的部分進(jìn)行修繕工作。例如鋪裝層、伸縮裝置、橋面防水設(shè)施、橋梁主體結(jié)構(gòu)物（如鋼筋混凝土橋梁等的混凝土裂縫等）的缺陷都會(huì)影響橋梁的正常營(yíng)運(yùn)并且導(dǎo)致使用壽命嚴(yán)重的縮短甚至直接導(dǎo)致橋梁承載力的降低。因此。在橋梁使用過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行經(jīng)常性的養(yǎng)護(hù)維修是必須重視的一項(xiàng)工作。橋梁技術(shù)維護(hù)的工作重點(diǎn)往往是針對(duì)橋梁的主體結(jié)構(gòu)但同時(shí)也必須對(duì)影響橋梁正常使用的非主體部分進(jìn)行維修整治。

2 橋梁維護(hù)的原則探析

2.1 不改變?cè)ㄖY(jié)構(gòu)原則

橋梁加固，即借助增強(qiáng)橋梁構(gòu)筑物或者修復(fù)橋梁部分配件的途徑使整個(gè)橋梁的通行和承載能力得以提高的措施，所以，橋梁加固的首要原則為在保證不改變?cè)瓉?lái)橋梁本身的即有形式，只在情況特別復(fù)雜和特殊的時(shí)候，才對(duì)橋梁的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度的改動(dòng)，例如：?jiǎn)渭兊募庸虩o(wú)法達(dá)到當(dāng)?shù)亟煌康囊?，這時(shí)就必須對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行部分改建或者全部重建，在對(duì)橋梁進(jìn)行重新建設(shè)時(shí)，應(yīng)考慮到以后交通的發(fā)展要求，建設(shè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)有的橋梁的現(xiàn)行規(guī)范和施工要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。

2.2 靈活處理原則

在不同的地質(zhì)和交通量的條件下，橋梁加固的方式各有不同。所謂不同的條件是指橋梁的運(yùn)營(yíng)情況以及交通承載力的下降量以及橋梁未來(lái)需要應(yīng)對(duì)的交通流量等。經(jīng)過(guò)總結(jié)，橋梁加固的類型一般分為以下幾種：

a）改變橋梁的主體結(jié)構(gòu)，采取新型的結(jié)構(gòu)替代以前的承載能力受限的結(jié)構(gòu)；

b）將原有結(jié)構(gòu)橫截面積增加或者擴(kuò)大，用以增加橋梁剛度和強(qiáng)度；

c）適當(dāng)調(diào)整原有的受力系統(tǒng)，減少原結(jié)構(gòu)的受力；

d）通過(guò)一定的結(jié)構(gòu)改變使重新增加部分和以前的部分更好的結(jié)合，讓二者能夠形成整體更好的保證橋梁的整體性；

e）對(duì)原有的結(jié)構(gòu)新增外應(yīng)力，改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)的受力層次，將提高橋梁的剛度和強(qiáng)度。

3 橋梁結(jié)構(gòu)加固的具體措施

3.1 加大截面加固法

增大截面加固法是在原結(jié)構(gòu)上再澆筑一定厚度的鋼筋混凝土，這是橋梁改造工程中對(duì)橋梁加固的一種常用的改造方法。截面加固法一般重要有兩種方式：增加橋面板的厚度；增加主梁梁肋的高度和寬度。該法施工方法簡(jiǎn)單、適應(yīng)能力強(qiáng)，并且在實(shí)際工程中應(yīng)用較多已經(jīng)有成熟的設(shè)計(jì)技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)，適用于跨徑比較小的T型橋或板橋的加固。通過(guò)此法加固后橋梁剛度明顯提高，承載能力也能達(dá)到預(yù)期的的效果。但現(xiàn)場(chǎng)施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)后續(xù)的運(yùn)營(yíng)有一定的影響，且加固后的凈空有一定的減小。

3.2 粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板法是以樹脂粘結(jié)鋼板與混凝土的結(jié)構(gòu)使其形成整體的加固法，其施工時(shí)間短、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)濕作業(yè)或只有少量有濕作業(yè)，對(duì)后續(xù)的橋梁的運(yùn)營(yíng)影響較小，且加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀和凈空無(wú)明顯的影響。但加固總體效果在很大程度上主要取決于膠粘技術(shù)與施工人員的操作水平，主要適用于承受靜力荷載作用且處于正常濕度環(huán)境中的受拉彎構(gòu)件的加固。該方法的特點(diǎn)是堅(jiān)固耐用、施工快速、簡(jiǎn)捷輕巧、經(jīng)濟(jì)合理。

3.3 粘貼碳纖維增強(qiáng)塑料加固法

粘貼碳纖維增強(qiáng)塑料加固法采用專門的樹脂將碳纖維粘貼于混凝士結(jié)構(gòu)受拉表面，碳纖維與原結(jié)構(gòu)形成新的受力整體，從而兩者之間共同承受荷載，通過(guò)降低了鋼筋應(yīng)力，從而使結(jié)構(gòu)達(dá)到了加固和補(bǔ)強(qiáng)效果。其主要特點(diǎn)是：幾乎不增加自重和改變截面尺寸，不改變凈空，施工方法方便，對(duì)原結(jié)構(gòu)不會(huì)造成新危害和損傷，具有良好的耐腐蝕性、耐久性和耐疲勞等優(yōu)良性能，通過(guò)對(duì)于主體結(jié)構(gòu)的受力分析可進(jìn)行多層粘貼進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，其方向性也能夠靈活把握。該方法的缺點(diǎn)是彈性模量與強(qiáng)度比值過(guò)低；環(huán)氧樹脂當(dāng)溫度大于一定程度時(shí)時(shí)會(huì)發(fā)生軟化現(xiàn)象，而橋梁處于陽(yáng)光直射的狀態(tài)下，橋面溫度過(guò)高的的可能性很大，不利于采用樹脂膠作粘貼劑。碳纖維加固特點(diǎn)有以下幾方面：強(qiáng)度高、超強(qiáng)防水效果、重量輕、不受形狀限制。

3.4 體外預(yù)應(yīng)力加固法

體外預(yù)應(yīng)力加固法是指通過(guò)布置于承載結(jié)構(gòu)主體之外的鋼束進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹埨a(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的后張法。體外預(yù)應(yīng)力體系由結(jié)構(gòu)體外預(yù)應(yīng)力管、漿體、錨固體和轉(zhuǎn)向體等部件組成。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠有效地縮短工期，能降低橋梁主體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，不僅獲得較好的加固效果，而且還能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力，但加固后對(duì)原有結(jié)構(gòu)的外形產(chǎn)生一定影響。適用于跨度較大或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處于高應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)筑物的加固。但在構(gòu)筑物無(wú)防護(hù)的情況下，不能用于溫度過(guò)高的環(huán)境中，也不宜用于混凝土徐變較大的橋梁結(jié)構(gòu)。采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固橋梁結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)：布置簡(jiǎn)單，可以調(diào)整，簡(jiǎn)化了后張的操作程序；對(duì)橋梁加固施工過(guò)程中，可以不封閉交通；增加荷載不多，可以能動(dòng)地調(diào)節(jié)原結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力狀態(tài)；提高原結(jié)構(gòu)承載能力幅度比較高，使受荷等級(jí)得到有效地提高。該法主要適用于橋梁的主梁、墩柱的修復(fù)和加固。

3.5 增加受力構(gòu)件及改變結(jié)構(gòu)體系

當(dāng)橋梁承載力不足或因其他原因使橋梁承載能力遭到破壞時(shí)，通過(guò)一定的工藝及結(jié)構(gòu)措施，可以在原有結(jié)構(gòu)通過(guò)增加新的受力構(gòu)件，從而提高橋梁的承載力。改變結(jié)構(gòu)體系主要是利用梁的連續(xù)性能或梁、板組合作用及拱梁組合作用改變橋梁的受力體系，改善結(jié)構(gòu)的受力情況，以提高橋梁承受荷載的能力。

3.6 增加橫向聯(lián)系加固法

增加橫向聯(lián)系，也是近幾年采用較多的加固方法。該方法主要是通過(guò)增加橋梁結(jié)構(gòu)橫向聯(lián)系，以改善上部結(jié)構(gòu)的荷載在橋梁上的橫向分布，從而使結(jié)構(gòu)整體承載能力到提高的加固方法。一般用于沒(méi)有內(nèi)橫梁或存在少量的內(nèi)橫梁的T型截面及工字形截面梁橋，工程上通常在兩個(gè)相鄰的主梁間通過(guò)增加現(xiàn)澆混凝土橫梁或鋼橫梁來(lái)提高橋梁的橫向抗彎剛度。該技術(shù)的缺點(diǎn)是會(huì)對(duì)原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷，對(duì)于配筋和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的區(qū)域或構(gòu)件，不宜采用該方法加固設(shè)計(jì)，以免增加加固后的安全隱患

4 結(jié)語(yǔ)

如今橋梁加固已成為全世界關(guān)注的重點(diǎn)，現(xiàn)在主要的橋梁?jiǎn)栴}多集中在低級(jí)公路橋梁上，加固主要對(duì)象也是中小橋梁，面對(duì)我國(guó)橋梁技術(shù)的快速發(fā)展，進(jìn)一步提高橋梁維護(hù)以及加固改造的水平有著深刻的現(xiàn)實(shí)意義。

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