淺談橋梁加固技術(shù)探討

柳慶東

摘要：橋梁結(jié)構(gòu)自然老化， 耐久性差，老舊橋梁設(shè)計(jì)斷面單薄、安全儲(chǔ)備低，部分橋梁存在設(shè)計(jì)不當(dāng)或施工質(zhì)量差。因此對(duì)舊橋、危橋的加固維修， 以及如何提高其承載力的問(wèn)題， 確保交通運(yùn)輸?shù)陌踩悄壳昂徒窈竺媾R的主要任務(wù)。本文作者從實(shí)際工作出發(fā)，對(duì)橋梁加固技術(shù)進(jìn)行了全面的闡述。

關(guān)鍵詞：橋梁;加固;耐久性

前言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革已經(jīng)進(jìn)入了穩(wěn)健快速的發(fā)展時(shí)期，為適應(yīng)各地域間的經(jīng)濟(jì)文化往來(lái)，國(guó)家加大了對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施道路橋梁的建設(shè)，道路橋梁工程質(zhì)量的好壞，也關(guān)系到了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 道路橋梁的發(fā)展，承載著我國(guó)經(jīng)濟(jì)內(nèi)需的命脈，然而由于我國(guó)幅員遼闊，地域區(qū)域地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，南北跨度大等特點(diǎn)，公路橋梁的長(zhǎng)度也在不斷的加大，承載的負(fù)荷量也在與日俱增，橋梁在多年的使用過(guò)程中會(huì)受到自然環(huán)境的氧化侵蝕外，還可能遭受地震、洪水等自然災(zāi)害帶來(lái)的嚴(yán)重破壞。

一、橋梁加固目的意義

提高整座橋梁通行能力的措施主要是通過(guò)技術(shù)改造加強(qiáng)或增加橋梁構(gòu)件進(jìn)行加固。可以視橋梁的荷載承受能力、結(jié)構(gòu)類型及使用的技術(shù)要求而確定。加固的特點(diǎn)主要包括：1）橋梁加固要比新建橋梁節(jié)省成本，新建橋梁施工費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且成本高，而加固所需費(fèi)用節(jié)約相對(duì)來(lái)說(shuō)要節(jié)約很多。2）橋梁的加固應(yīng)使原有結(jié)構(gòu)發(fā)揮最大的功效，首先應(yīng)進(jìn)行原橋的檢測(cè)評(píng)定，合理利用原有結(jié)構(gòu)，使原有橋梁的經(jīng)濟(jì)效益最大化。3）涌現(xiàn)出許多新的施工工藝，新技術(shù)的科學(xué)性、合理性、耐久性等必須經(jīng)過(guò)大量的工程實(shí)踐的檢驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。4）改造的標(biāo)準(zhǔn)與原設(shè)計(jì)時(shí)所采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，由于舊橋設(shè)計(jì)時(shí)采用的標(biāo)準(zhǔn)只能滿足當(dāng)時(shí)的需要，而不能滿足現(xiàn)在以及未來(lái)的使用要求，所以加固時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)一般比原設(shè)計(jì)時(shí)采用的荷載標(biāo)準(zhǔn)要高一個(gè)等級(jí)以確保橋梁的安全性與耐久性。

二、橋梁加固方法的研究

1.混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的缺陷

混凝土橋梁結(jié)構(gòu)缺陷產(chǎn)生的原因有很多，一般分為表層缺陷和內(nèi)部缺陷兩類。鋼筋混凝土表層缺陷主要有：蜂窩、孔洞、剝落、老化、露筋、層隙、磨損、掉角、表面裂縫、表面腐蝕、構(gòu)件變形、接縫不平等?；炷帘韺尤毕?，其原因是多方面的，如設(shè)計(jì)、施工、維修養(yǎng)護(hù)不善、交通事故、地震和結(jié)構(gòu)老化等等。鋼筋混凝土的內(nèi)部缺陷主要有：設(shè)計(jì)方面，結(jié)構(gòu)受力分析錯(cuò)誤、結(jié)構(gòu)不合理、計(jì)算上出現(xiàn)差錯(cuò)、穩(wěn)定性能較差、剛度不足等。施工方面：施工質(zhì)量不好，施工中所使用的材料的規(guī)格與性能不符合要求，操作違反規(guī)程等原因。

2.橋梁加固機(jī)理研究分析

加固方法主要利用了兩個(gè)相互擠壓且做相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體的接觸面之間會(huì)產(chǎn)生摩擦阻力這一力學(xué)原理。摩擦阻力的大小主要取決于兩個(gè)物體之間的壓力，由摩擦力的計(jì)算公式，可以看出，摩擦力F與壓力N之間是正比例關(guān)系，當(dāng)壓力N越大時(shí)，摩擦力F也越大。如果當(dāng)上部結(jié)構(gòu)的重量G大于摩擦阻力的臨界值 時(shí)，就會(huì)打破力的平衡，發(fā)生滑動(dòng);當(dāng)G≤F0時(shí)，受到的摩擦力F=G，就保持力的平衡，就不可能向下滑動(dòng)，從而起到支撐上部結(jié)構(gòu)重物的作用。

三、橋梁的加固方法

1.粘貼碳纖維加固法

碳纖維材料和黏結(jié)劑必須由供應(yīng)商配套提供，并同時(shí)給出材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)。碳纖維質(zhì)輕（1.7～1.9g/cm3），高強(qiáng)（3～4GPa），高彈模（220～440GPa），導(dǎo)電性良好（10-2～10-3Ω·cm），線膨脹系數(shù)為零，是一種性能極為優(yōu)良的復(fù)合材料組分。加固法是利用樹脂類材料把碳纖維布材或板材粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面，形成復(fù)合材料體。碳纖維加固舊橋具有以下優(yōu)點(diǎn)：不增加恒載及斷面尺寸;可適應(yīng)不同構(gòu)件形狀，成型很方便;施工簡(jiǎn)便;采用碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)，對(duì)原結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生新的損傷;能有效地封閉混凝土的裂縫;碳纖維布（片）具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性;不影響結(jié)構(gòu)的外觀。

2.粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法是通過(guò)配置黏結(jié)劑把打磨好的鋼板粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)的表面，用以提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力。具有獨(dú)特的特點(diǎn)：1） 不會(huì)破壞被加固結(jié)構(gòu)的外形。2） 施工工藝簡(jiǎn)單， 施工質(zhì)量易于控制。3） 施工工期短， 經(jīng)濟(jì)性較好。4） 粘鋼所占空間小， 不影響橋梁凈空， 橋梁自重增加很小。5） 加固部位、范圍與強(qiáng)度可視設(shè)計(jì)構(gòu)造需要靈活設(shè)置。6） 可在不影響或少影響交通的情況下施工。

3.體外預(yù)應(yīng)力加固法

體外預(yù)應(yīng)力加固通常是在梁底或梁側(cè)下部增加預(yù)應(yīng)力加勁鋼絲索或預(yù)應(yīng)力粗鋼筋補(bǔ)強(qiáng)并分別錨固在梁的兩端，通過(guò)設(shè)置一定的聯(lián)結(jié)構(gòu)件使預(yù)應(yīng)力拉桿與梁體構(gòu)成一個(gè)體系，抵消部分恒載應(yīng)力。體外預(yù)應(yīng)力法實(shí)際上改變了原結(jié)構(gòu)，其計(jì)算方式與無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相似。這種方法施工簡(jiǎn)便、對(duì)交通干擾較小，人力投入少的特點(diǎn)，體外預(yù)應(yīng)力加固橋梁能很明顯的提高或恢復(fù)橋梁原有的承載能力，滿足交通的需求。

四、結(jié)束語(yǔ)

橋梁的加固方法必將越來(lái)越先進(jìn)，傳統(tǒng)的加固方法除了簡(jiǎn)便易行，材料經(jīng)濟(jì)而繼續(xù)得到青睞外，新方法的運(yùn)用，使得橋梁加固的對(duì)象更廣，施工更方便快捷，效果更明顯，選擇最佳加固形式做出最優(yōu)控制以實(shí)現(xiàn)橋梁的加固和耐久性的目的，保障人民的財(cái)產(chǎn)和生命的安全至關(guān)重要。為我們帶來(lái)最大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，這是我們工程人員一個(gè)前進(jìn)的方向，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)保障，立足現(xiàn)狀，放眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，處理好橋梁設(shè)計(jì)與維修管理的關(guān)系，如何把維修加固中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，放到今后橋梁設(shè)計(jì)上加以考慮。

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