橋梁設(shè)計(jì)加固方法與安全優(yōu)化措施分析

車然娜

安徽省綜合交通研究院股份有限公司 安徽 合肥 230001

橋梁設(shè)計(jì)不當(dāng)易影響橋梁的質(zhì)量與后期的維護(hù)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要對各施工環(huán)節(jié)細(xì)致的考慮，根據(jù)當(dāng)前超載與動(dòng)荷載的影響，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的方案，提高橋梁的壽命。對橋梁進(jìn)行加固時(shí)也要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的經(jīng)濟(jì)實(shí)用加固法，降低破壞橋梁結(jié)構(gòu)的幾率。在安全的優(yōu)化設(shè)計(jì)措施與合理的加固方法采用中，提高橋梁的施工質(zhì)量，保證橋梁安全的使用。

1 橋梁加固方法

橋梁加固法采用時(shí)需注意與橋梁情況相符合的加固方法，采用使用頻率較高與可靠、耐久的加固方法，并且加固設(shè)備與工程盡量簡便，能保證車輛與人員正常通行，在耐用性加固材料的使用下減少后續(xù)的維護(hù)工作，在費(fèi)用上盡量控制，并減少破壞橋梁結(jié)構(gòu)的幾率。

1.1 加筋補(bǔ)強(qiáng)

加筋補(bǔ)強(qiáng)法是最常用的施工方法，傳統(tǒng)的鋪設(shè)新鋼筋提高橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與承載力，當(dāng)前采用率較高的包鋼加固法和粘貼碳纖維加固法，都是在橋梁外部加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的筋量達(dá)到加固。包鋼加固法是用結(jié)構(gòu)膠把一定厚度的鋼板粘在橋梁混凝土表面或受到磨損的地方，在鋼板與橋梁原結(jié)構(gòu)共同受力下，提高橋梁的承重力、抗彎能力與抗震性能。施工速度較快，恢復(fù)使用時(shí)間較短，但鋼材使用量較大，在高溫或濕熱天氣下防腐蝕問題較難解決。碳纖維布或碳纖維板具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕便、易剪切與彎曲、抗沖擊耐腐蝕、易粘貼與壓縮等特點(diǎn)，主要用于中小型橋梁。該方法主要在60℃下使用，不能長久接觸陽光與有害介質(zhì)，需進(jìn)行表面防護(hù)，且在強(qiáng)拉伸力下容易破裂，延展性太差，應(yīng)用范圍較小，主要用于橋梁混凝土的抗剪與彎曲加固，橋墩的剪切、壓縮加固等。

1.2 增大截面加固

增大截面加固就是加大橋梁截面面積，加厚橋板厚度、加寬主梁側(cè)面與底面的尺寸，在模板的構(gòu)建下澆筑混凝土，提高了橋梁負(fù)荷能力，加強(qiáng)橋梁的使用壽命，但需注重橋梁下部的承重能力。鋼筋網(wǎng)噴射混凝土加固也屬此類加固法，在原有結(jié)構(gòu)表面固定鋼筋網(wǎng)，再噴射速凝細(xì)石混凝土，在濕作業(yè)的較長工期中，需較大施工場地。在新舊混凝土形成整體后，梁高增加，但使用空間減少，在共同受力下提高橋梁剛度與抗彎承載力。

1.3 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固

橋面是使用頻率較高的加固位置，需對舊的鋪裝結(jié)構(gòu)鑿除，并除毛清理干凈，埋進(jìn)鋼筋層，刷上粘合劑再鋪設(shè)新的混合纖維混凝土。在一定的厚度中減少負(fù)荷聚集度，提高橋梁的主梁高度與承載力。但人工工作量大、工期較長，人工鑿除或多或少會(huì)傷害原有橋梁結(jié)構(gòu)。

1.4 預(yù)應(yīng)力加固

如橋梁體積與跨度小，技術(shù)類型與材料采用較少，所以加固上難達(dá)到規(guī)范，可采用鋼制撐桿與拉桿來加固，提高橋梁的承重力與抗裂性。撐桿主要在橋梁下部墩柱部分支撐橋身，應(yīng)用率較低。而拉桿則是在彎曲部分轉(zhuǎn)移橋梁的壓力，減少橋梁承受的載荷，提高橋梁使用壽命。而體外預(yù)應(yīng)力加固則采用下?lián)问嚼瓧U或水平拉桿等預(yù)應(yīng)力裝置施加在橋梁構(gòu)件中，提高橋梁部件的抗彎與抗剪承載力。對于構(gòu)件中正、斜截面等外部需施工的，可調(diào)整預(yù)應(yīng)力方向來改善構(gòu)件的性能。

1.5 改變受力結(jié)構(gòu)加固

分析各橋梁受力分布特征選擇加固方法，需要專業(yè)理論與分析方法進(jìn)行測量與分析橋梁各部位的承載力與受力分布情況，計(jì)算重力分布情況，確定加固方法施工后能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)承載力，再進(jìn)行加固措施。

1.6 止裂孔法

止裂孔法是利用工具對橋梁中裂縫頂端延伸方向進(jìn)行打孔，防止裂縫繼續(xù)擴(kuò)散。在施工前需對現(xiàn)場進(jìn)行分析、檢測裂縫的數(shù)據(jù)參數(shù)，再對準(zhǔn)確的縫頂進(jìn)行鉆孔作業(yè)，特別注意精確度，防止裂縫擴(kuò)大或鉆孔位置未對準(zhǔn)出現(xiàn)更大的裂口。此方法與其他加固法一起使用效果最佳，多與鋼結(jié)構(gòu)維修加固時(shí)加用的應(yīng)急措施。

1.7 角撐板補(bǔ)強(qiáng)法

橋梁兩側(cè)面板下沉?xí)r用挖孔三角形鋼板跨角焊縫在橋面板與加勁肋下部進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，減少橋面變形程度。讓橋梁受力部分轉(zhuǎn)移分散，增加橋面剛度，但角撐面板間距小，焊接位置應(yīng)力較集中，需在裂縫下側(cè)采用鋼板覆蓋，圍焊試件與角撐板的鏈接處，此法能適當(dāng)提高橋梁使用效果與壽命。

2 橋梁設(shè)計(jì)安全優(yōu)化措施

2.1 優(yōu)化準(zhǔn)備工作

在設(shè)計(jì)階段要重視設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作，設(shè)計(jì)中考慮橋梁主體結(jié)構(gòu)，實(shí)地考察掌握運(yùn)行條件與氣候環(huán)境，根據(jù)運(yùn)行要求做出科學(xué)的經(jīng)濟(jì)性分析，不斷研究下創(chuàng)新出安全規(guī)范的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)中還需對養(yǎng)護(hù)管理重點(diǎn)與可能出現(xiàn)的隱患問題進(jìn)行考慮，不斷引進(jìn)先進(jìn)效果良好的技術(shù)，杜絕出現(xiàn)安全隱患。

2.2 充分考慮耐久性

橋梁使用年限久，但維修與翻新周期也較長，在設(shè)計(jì)中就要考慮橋梁的耐久性。在橋梁的承載結(jié)構(gòu)中受到越來越重的負(fù)荷，結(jié)構(gòu)在長時(shí)間受到顛簸、振動(dòng)、擠壓與自然因素等影響下，出現(xiàn)各種損傷，降低橋梁使用壽命。所以橋梁設(shè)計(jì)中要多考慮當(dāng)前交通運(yùn)輸情況，在設(shè)計(jì)中積極更新技術(shù)與設(shè)計(jì)方法，提高橋梁的壽命與持久性。

2.3 著重考慮超載問題

橋梁工程當(dāng)前面臨的主要破壞問題就是超載，如行駛車輛超過承載標(biāo)準(zhǔn)會(huì)造成橋梁出現(xiàn)變形或嚴(yán)重?fù)p傷，甚至出現(xiàn)安全問題。施工建設(shè)后對橋梁載重進(jìn)行分析，嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)在橋梁路段設(shè)置各類型的警告標(biāo)示、限高、限重等，避免橋梁使用中出現(xiàn)超載問題，保障橋梁的使用安全與壽命。

2.4 重視橋梁疲勞損傷影響

橋梁使用中受到車輛的荷載與風(fēng)荷載等動(dòng)荷載的影響，壓力不斷變化，內(nèi)部結(jié)構(gòu)持續(xù)振動(dòng)讓橋梁疲勞損傷增多。橋梁建設(shè)中的鋼筋、混凝土、石料等相互間存在細(xì)小縫隙，在荷載作用下會(huì)形成裂紋，損害橋梁結(jié)構(gòu)，存在安全隱患。在施工建設(shè)中需考慮混凝土的結(jié)構(gòu)，解決材料中存在的縫隙，并重視鋼筋構(gòu)件的腐蝕現(xiàn)象，還需設(shè)計(jì)人員不斷研究并解決這些問題。

3 結(jié)語

總之，科技不斷發(fā)展下橋梁建設(shè)的要求也越來越高，橋梁工程負(fù)荷量越來越重，還受到其他因素的影響。橋梁設(shè)計(jì)中需制定諸多安全優(yōu)化的的措施，減少設(shè)計(jì)出現(xiàn)的安全問題，積極考慮橋梁的耐久性與超載問題。在加固方法選取中，因地制宜，科學(xué)的選取最優(yōu)方案?？茖W(xué)的加固法與安全優(yōu)化措施，促進(jìn)我國橋梁建設(shè)工作順利的進(jìn)行與不斷的發(fā)展。