淺析路橋加固改造設(shè)計中的要點分析

李小敬

(唐山灣三島旅游區(qū)旅游開發(fā)建設(shè)有限公司)

1 公路橋梁的加固原則

加固設(shè)計一般把原橋作為基礎(chǔ)，首先不變動原橋的結(jié)構(gòu)型式，然后再對原橋相對主要的受力構(gòu)件實施加固。加固的設(shè)計需考慮如下幾點:若下部的結(jié)構(gòu)具備足夠強的潛力，加固之后需達到載重量較大的車可以通過的要求;如果下面的部分是航道，則在其斜腿或者跨中腹板的加固中，應(yīng)當(dāng)盡量地保持其原有的凈空，不得過多削減其下部空間;需對開裂的構(gòu)件表面實施修補，以保證構(gòu)件的表面連續(xù)而光滑。在修補加強的同時，應(yīng)當(dāng)注意起加固作用的材料本身的重量對原橋產(chǎn)生的影響;在加固后應(yīng)當(dāng)保持好橋梁整體的美觀。

2 橋梁結(jié)構(gòu)加固的幾種常見方法

2.1 加強地基處理

(1)采用深層攪拌的方法加固橋頭軟基。該方法需要輔助以深層攪拌機械裝置，原料通常使用漿料或水泥固化劑。在加固時，借助機械攪拌機的葉片攪拌并清除空氣及水分等一系列其他的物理或化學(xué)反應(yīng)，使橋頭軟土地基可以轉(zhuǎn)化成性能優(yōu)良的復(fù)合地基，進而提高橋頭軟土地基的承載能力，減少不均勻沉降現(xiàn)象的發(fā)生率，增強道路邊坡的穩(wěn)定性，避免了橋頭跳車現(xiàn)象。(2)采用砂樁方法加固橋頭軟基。該方法適用于雜填土、砂土環(huán)境。通過置換地基土、豎向排水等功能實現(xiàn)地基的加固。在實踐過程中，通常會減少后期沉降量。根據(jù)作業(yè)的實際周邊環(huán)境，還可以考慮輔助預(yù)壓、超壓的方法，提高地基強度，改善地基穩(wěn)定性。

2.2 預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法是采用外加預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿對結(jié)構(gòu)進行加固的方法，適用于要求提高承載力、剛度和抗裂性及加固后所占用空間小的橋梁。可分為預(yù)應(yīng)力拉桿加固和預(yù)應(yīng)力撐桿加固，其中預(yù)應(yīng)力拉桿加固主要用于受彎構(gòu)件，以梁身為錨固體，通過預(yù)應(yīng)力張拉對梁的受拉區(qū)域施加外力，以抵消結(jié)構(gòu)本身的自重，減少車輛荷載作用下的應(yīng)力，能夠減少梁體出現(xiàn)過多的裂縫以及減小裂縫寬度。預(yù)應(yīng)力撐桿加固主要用于橋梁下部結(jié)構(gòu)的軸心受壓墩柱，但在實踐中橋梁墩柱加固也很少采用這種方法。

2.3 加大截面加固法

加大截面法，也稱為外包混凝土加固法，是用增大混凝土結(jié)構(gòu)物的截面面積和配筋進行加固的一種方法。這種加固方法要求被加固的橋梁下部結(jié)構(gòu)能夠承受更多的自重，能夠提供更高的承載力。通常情況下，以加厚橋面板或加大主梁的梁肋寬度為主。

2.4 碳纖維粘貼法

利用碳纖維來加固橋梁的構(gòu)件:首先用有粘結(jié)性的材料把碳纖維有序地粘貼在構(gòu)件的表面，達到防止構(gòu)件發(fā)生變形的目的并提高構(gòu)件具備的承載能力與極限強度。在橋梁的加固運用過程中，可在混凝土橋梁的底板或者頂面上實施粘貼，用來提高混凝土橋梁的剛度及其截面的強度。也可在橋梁腹板上實施粘貼，用來提高橋梁的抗剪強度。鋼碳纖維粘貼法對結(jié)構(gòu)抗剪與抗彎加固的效果比較明顯，但是對于結(jié)構(gòu)的靜剛度產(chǎn)生的影響并不大。其具體施工的工藝有:處理好混凝土的表面，涂敷一些基底樹脂然后整平;刮涂整平的膠并對膠表面進行砂光處理;滾刷要用的粘結(jié)劑以保證其可以粘結(jié)到碳纖維;對己經(jīng)貼好的碳纖維進行壓面處理;實施表面整飾，比如涂抹砂漿等。

2.5 抗震加固的技術(shù)

可能作為震前加固的技術(shù)，可以提出防止橋梁構(gòu)造的脫落、沖刷、液化及其他基本的施工方法，如下部結(jié)構(gòu)的形式、材料及主筋的減少等方法?？梢葬槍Σ煌恼鸷η闆r提出相對應(yīng)的加固措施:對于上部結(jié)構(gòu)和橋梁脫落震害采用隔離或者消減震害，可以在支座和橋梁主體同墩臺之間的連接處加大結(jié)構(gòu)柔性與阻尼以降低橋梁對地震的反應(yīng)，利用在地震的強烈作用下橋墩發(fā)生的彈塑性形變來削減地震的能量，從而達到降低震害的目的。在梁端、鉸和橋梁伸縮縫等上部的接縫處使用擋塊、拉桿、連梁的裝置或增加其支撐面的寬度等其他措施，來防止落梁的震害發(fā)生。對于支座和支撐連接部位產(chǎn)生的震害，目前采用的做法是加大支撐面的寬度并在相鄰的簡支梁之間添加安裝縱向的約束裝置，或加大支撐面的寬度。下部結(jié)構(gòu)的震害，應(yīng)通過延性設(shè)計和能力設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)的抗剪強度與抗彎延性，防止因橋墩的彎曲或剪切發(fā)生震害。當(dāng)前橋墩的加固技術(shù)主要有:加大混凝土截面的加固方法、外包鋼板的加固方法、鋼筋混凝土的碳纖維加固方法等等。對于無筋的混凝土橋梁結(jié)構(gòu)而言，可能會產(chǎn)生脆性的破壞，所以需要結(jié)構(gòu)上抗震加固的對策。因此，可以實施混凝土的襯套和鋼板的襯套方法，把襯套同現(xiàn)有的橋墩相結(jié)合形成一個完整的整體。

2.6 提高橋梁承力能力

采取外加鋼板的方法可以大大增加橋梁的抗力，也不會過多增加橋梁的橫截面。但是由于加固鋼板的加工成形比較有難度，而且鋼板加裝需要支護設(shè)備，另外在后期的使用中，對鋼板的維修和保養(yǎng)工作量很大，所以這種方法不會大面積使用。加裝鋼筋主要是對橋梁的表面進行二次加裝，將鋼筋固定在橋梁的表面，可以大大增加公路橋梁的抗彎性，而且不會過多增加公路橋梁的自身重量。這種方法的缺點不大，主要是會對橋梁的外觀造成一定程度的影響。所以這種方法不經(jīng)常使用在城市橋梁中。

3 結(jié)束語

總之，橋梁的加固技術(shù)是一項系統(tǒng)性的工程。設(shè)計人員在設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)時，要結(jié)合我國的實際情況合理利用先進的管理經(jīng)驗與設(shè)計方法。就橋梁的加固技術(shù)而言，要注意各種技術(shù)之間的有效運用和合理搭配。以構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的標(biāo)準化來降低勞動的強度并保證人身安全十分重要，所以，在橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工中每個環(huán)節(jié)都必須嚴格地按照規(guī)范與操作工藝進行，以保證工程的質(zhì)量，最大程度地發(fā)揮橋梁的使用壽命。

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