橋梁改造加固方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用分析

芮海

摘 要：在城市現(xiàn)代化建設(shè)和發(fā)展中，橋梁工程數(shù)量和規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，尤其是在橋梁改造加固工程中，通過(guò)新工藝和新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)橋梁工程施工質(zhì)量提出了更高的要求。橋梁改造加固方案設(shè)計(jì)作為關(guān)鍵階段，設(shè)計(jì)是否合理將直接影響到后續(xù)施工活動(dòng)的有序開(kāi)展，有助于延長(zhǎng)橋梁使用壽命。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；改造加固；方案設(shè)計(jì)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U445.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）20-0125-02

1 橋梁改造加固設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

橋梁改造加固相較于新建橋梁工程設(shè)計(jì)而言更為容易，以較小的資本投入來(lái)提升橋梁結(jié)構(gòu)承載力和使用性能，可以大大延長(zhǎng)橋梁使用壽命，帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。縱觀當(dāng)前我國(guó)的橋梁改造加固設(shè)計(jì)現(xiàn)狀來(lái)看，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)審核制度不健全，缺乏明確的加固設(shè)計(jì)資質(zhì)要求，導(dǎo)致市場(chǎng)管理混亂，迫切的需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，針對(duì)性提升橋梁改造加固質(zhì)量[1]。

2 橋梁改造加固方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 綜合分析選擇加固方案

在橋梁改造加固方案設(shè)計(jì)中，應(yīng)該綜合對(duì)比分析，選擇最佳的橋梁改造加固方案，具體考量的內(nèi)容包括橋梁病害情況、技術(shù)現(xiàn)狀和車輛通行要求等相關(guān)內(nèi)容，并對(duì)橋梁改造加固方案進(jìn)行可行性分析，優(yōu)化加固方案，盡可能選擇前沿的技術(shù)手段，設(shè)計(jì)合理的橋梁改造加固方案。相較于新建橋梁工程項(xiàng)目，橋梁改造加固可以降低大概60%的成本，盡可能減少由于橋梁長(zhǎng)期修建帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 把握橋梁加固性質(zhì)

1）橋梁結(jié)構(gòu)承載力加固處理，有助于為橋梁提供堅(jiān)實(shí)、安全的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，促使結(jié)構(gòu)具備足夠承載力。2）使用功能加固設(shè)計(jì)，主要是為了保證橋梁可以安全穩(wěn)定使用，保證行車安全，具體內(nèi)容是對(duì)變形和振動(dòng)過(guò)大構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計(jì)，滿足結(jié)構(gòu)使用功能要求。3）橋梁結(jié)構(gòu)耐久性加固設(shè)計(jì)，主要是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的損傷區(qū)域修復(fù)設(shè)計(jì)，避免損傷部分持續(xù)惡化，及時(shí)消除結(jié)構(gòu)損傷，提升橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性，延長(zhǎng)橋梁結(jié)構(gòu)使用壽命。

3 橋梁改造加固方案設(shè)計(jì)主要內(nèi)容

對(duì)于需要進(jìn)行改造加固的橋梁，加固設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)橋梁實(shí)際的結(jié)構(gòu)狀況或改擴(kuò)建項(xiàng)目具體的技術(shù)要求，編制合理的設(shè)計(jì)方案。對(duì)橋梁的上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)及橋面系等結(jié)構(gòu)部位優(yōu)化設(shè)計(jì)和處理。從安全性、經(jīng)濟(jì)性、施工難易程度、交通影響及環(huán)境影響等方面進(jìn)行比選，最終選擇合適的橋梁改造加固方案，是提升橋梁改造加固設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵所在。

3.1 上部結(jié)構(gòu)

橋梁上部結(jié)構(gòu)，主要病害通常是由于橋梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期荷載較大導(dǎo)致，尤其是在城市交通量快速增長(zhǎng)，重載車輛行駛對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的豎向荷載力，加劇上部結(jié)構(gòu)損壞。

3.2 下部結(jié)構(gòu)

橋梁下部結(jié)構(gòu)墩、臺(tái)及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)改造加固設(shè)計(jì)中，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況全面考量。裂縫普遍存在的病害問(wèn)題，應(yīng)該選擇合理的檢測(cè)手段獲取精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果。如果橋墩結(jié)構(gòu)產(chǎn)生偏位或沉降，可能由于基礎(chǔ)沉降導(dǎo)致橋墩問(wèn)題的出現(xiàn)，就需要在對(duì)橋梁墩、臺(tái)病害進(jìn)行加固設(shè)計(jì)前，對(duì)基礎(chǔ)采取結(jié)構(gòu)進(jìn)一步加固設(shè)計(jì)。

3.3 橋頭引道結(jié)構(gòu)

橋頭引道作為路橋連接的關(guān)鍵路段，需要結(jié)合實(shí)際情況選擇合理的手段予以檢測(cè)，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題。對(duì)于橋梁橋頭沉降問(wèn)題，應(yīng)對(duì)沉降部位及時(shí)填補(bǔ)施工，避免跳車現(xiàn)象產(chǎn)生，盡可能保證橋面行車安全。

4 橋梁改造加固方案設(shè)計(jì)及應(yīng)用

以某梁式橋擴(kuò)建工程中既有橋梁加固設(shè)計(jì)為例，該橋?yàn)?×10m的簡(jiǎn)支梁橋，上部結(jié)構(gòu)為PC空心板梁，下部結(jié)構(gòu)為樁柱式橋墩、輕型橋臺(tái)。因道路擴(kuò)建的需要，需對(duì)該橋既有橋梁的荷載等級(jí)進(jìn)行提高，并提出針對(duì)性的提載加固設(shè)計(jì)方案。

4.1 承載能力評(píng)定結(jié)果

橋梁檢測(cè)評(píng)定結(jié)果表明，該橋上部結(jié)構(gòu)板梁底板有少許縱向裂縫，裂縫寬度在0.1mm～0.2mm之間，上、下部結(jié)構(gòu)局部存在破損露筋產(chǎn)生，面積占比均在3%以內(nèi)，其它部件無(wú)明顯病害，表明該橋目前技術(shù)狀況良好。

按提載后的荷載等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)橋梁上、下部結(jié)構(gòu)承載能力進(jìn)行評(píng)定。評(píng)定結(jié)查表明：上部結(jié)構(gòu)板梁抗彎承載力不足，邊梁相差-14.7%，中梁相差-12.5%；下部結(jié)構(gòu)橋臺(tái)及橋墩蓋梁、橋墩墩柱和樁基的承載力均有較大的富余。（如圖1、2）

4.2 改造加固方案比選

選擇一種合適的板梁抗彎加固的方式及方法，是整個(gè)改造加固設(shè)計(jì)方案的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)該橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，先初步選取了四種抗彎加固方式進(jìn)行比選（如表1）。

下一步對(duì)四種加固方式分別進(jìn)行加固后承載能力提升情況計(jì)算與對(duì)比，并且進(jìn)行改造方案費(fèi)用對(duì)比。（如表2、3）

根據(jù)各種加固方式的優(yōu)、缺點(diǎn)，并參照各加固方式加固后的承載能力提升數(shù)據(jù)及加固費(fèi)用的對(duì)比情況。選擇采用預(yù)應(yīng)力鋼絲繩+聚合物砂漿進(jìn)行主動(dòng)加固的方式。

4.3 改造加固方案設(shè)計(jì)

具體加固方案設(shè)計(jì)時(shí)，采用板梁底板布設(shè)70根（1×19-3mm）鋼絲繩（單根鋼絲繩斷面積4.37mm2），單根鋼絲繩長(zhǎng)度為10.0m，聚合物砂漿9.95m2，P錨140個(gè)，自制錨具2個(gè)。（如圖3、4）

5 結(jié)語(yǔ)

橋梁改造加固的設(shè)計(jì)中，首先對(duì)既有橋梁進(jìn)行全面、細(xì)致地檢測(cè)評(píng)價(jià)，結(jié)合工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并對(duì)橋梁實(shí)際承載能力進(jìn)行評(píng)定，是橋梁改造加固設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)；從結(jié)構(gòu)安全性、加固效果、經(jīng)濟(jì)性、施工難易程度等多個(gè)方面進(jìn)行綜合比選，是橋梁改造加固設(shè)計(jì)工作的關(guān)鍵所在；消除橋梁安全隱患，切實(shí)提升橋梁改造加固質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]葉榮偉.橋梁改造加固原則和方法探討與應(yīng)用[J].四川水泥，2016，20（09）：47.