論市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加固方法

袁益超 許健

摘 要：隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，使得當(dāng)今城市化的發(fā)展與建設(shè)也不斷加快完善，社會對于市政道路橋梁的需求也越來越大，伴隨而來便是對于市政道路橋梁施工的一系列復(fù)雜的問題，各個(gè)相關(guān)的企業(yè)也為了確保在市政道路橋梁建設(shè)工程的最終質(zhì)量這方面上加以完善，更加重視了對于市政道路以及市政橋梁建設(shè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加固方法。在當(dāng)今，我國市政道路橋梁還存在許些問題，例如在結(jié)構(gòu)上，有著道橋穩(wěn)定性不夠強(qiáng)、安全性較弱，嚴(yán)重影響到來往車輛以及人民群眾的安全，所以必須對市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的加固方法引起重視。基于此，本文根據(jù)市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念以及原理，對市政道路橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)加固進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：市政道路橋梁;結(jié)構(gòu)加固;設(shè)計(jì)原則

中圖分類號：U442.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 前言

經(jīng)研究表明，市政道路橋梁的安全性與穩(wěn)定性是由市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞決定的，并且市政道路橋梁的好壞多少還會在市容方面上有影響。隨著社會的發(fā)展以及人們的生活水平不斷提高，現(xiàn)在不僅僅是交通運(yùn)輸方面，平時(shí)的機(jī)動車出行的數(shù)量也隨之增加，道路橋梁的問題在生活中愈發(fā)愈重要，在當(dāng)今道路工程的建設(shè)過程以及橋梁工程的項(xiàng)目建設(shè)過程中，如果忽視了施工中重要的技術(shù)和管理，就極易使得工程的結(jié)果出現(xiàn)質(zhì)量問題，嚴(yán)重的會出現(xiàn)塌方、斷裂等問題，極大方面上使市政道路橋梁在社會中的價(jià)值大打折扣，并且還對日常來來往往的人群或是交通工具造成危險(xiǎn)。因此，在市政道路橋梁的建設(shè)上，橋梁的加固就顯得尤為重要，相關(guān)部門必須要從諸多技術(shù)層次上，使用最有效的手段，使得道路橋梁在結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能夠更加完善，以此使市政道路橋梁工程的最終質(zhì)量能夠提升，促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加固的原則和基本原理

工欲善其事必先利其器，在進(jìn)行市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加固的工作之前，必須要對其中相關(guān)的原則原理都理解透徹，不可盲目進(jìn)行工作。首先，要對于市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加固的原則掌握清楚，對于任何的工程項(xiàng)目，在開始前都要做好其事先工作，特別是對于施工現(xiàn)場的勘察，摸清施工現(xiàn)場的條件與環(huán)境，所以，在施工前期，務(wù)必要對施工現(xiàn)場的地質(zhì)做精密的勘察，安排相應(yīng)的工作人員與單位輪番進(jìn)行精密勘察，并且還要在正式施工之前做好系統(tǒng)性的科學(xué)分析，以保證市政道路橋梁的構(gòu)建始終能處于一種彈性工作的狀態(tài)。在勘察工作結(jié)束之后，我們就要對于道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加固設(shè)計(jì)一個(gè)較為完善的方案，在設(shè)計(jì)方案時(shí)要從多方位的考慮各種因素，這其中還包括與對于經(jīng)濟(jì)性因素的考慮。有了基本的方案之后，就可以由專業(yè)施工人員進(jìn)行繪制工圖的工作，這其中要注意的是，我們所做的工程是市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的加固，而不是去重新去對已經(jīng)完成的工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，要考慮的因素應(yīng)該要從原有市政道路橋梁上獲取，在整個(gè)市政道路橋梁工程的基礎(chǔ)中，進(jìn)行進(jìn)一步的勘探，檢測出并排查所有的疑難問題，這就涉及到了一個(gè)工程復(fù)刻的問題。在復(fù)刻計(jì)算中，對舊市政道路橋梁結(jié)構(gòu)的損壞的狀況進(jìn)行分析，考慮其承載力，因?yàn)樵谶M(jìn)一步的加固工作時(shí)，提高其承載力就是加固作業(yè)主要的目標(biāo)，一般情況下，加固后的市政道路橋梁承載力應(yīng)該在原有基礎(chǔ)的1.5倍以上才算達(dá)標(biāo)。在此之外，在市政道路橋梁的拓寬工作中，在對于加強(qiáng)地基承重力的控制這一方面務(wù)必要加強(qiáng)，還要盡可能地減少在加固過程中對原來道路橋梁結(jié)構(gòu)的附加應(yīng)力。將所設(shè)計(jì)的方案、繪制的工圖相結(jié)合，再通過對于施工現(xiàn)場的勘察，將市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加固的原則理解透徹。

市政道路橋梁的重建是指將原有的舊路舊橋全部拆除然后在原有地基上進(jìn)行重新建造。從前文可得到，市政道路橋梁的加固改造原理分為兩類：第一類，通過改變橋梁結(jié)構(gòu)的性能來提高其承載力;第二類，對橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布進(jìn)行重新調(diào)整，以此來提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載力。最后就是我們要在確保工程質(zhì)量的前提下，改變市政道路橋梁的原有結(jié)構(gòu)，不影響原有的工程與設(shè)計(jì)，減少對于市政道路橋梁原有結(jié)構(gòu)的破壞。

2 市政道路橋梁常見的病害問題

（1）混凝土碳化以及鋼筋銹蝕。在市政道路橋梁的建設(shè)中，混凝土的碳化和鋼筋的銹蝕是最主要的問題之一?；炷恋奶蓟怯捎谠谑┕み^程中，空氣中的二氧化碳滲進(jìn)混凝土層中，而混凝土層中又有很多物質(zhì)帶有堿性例如硅酸鹽水泥，其主要成分CaO水化作用后生成Ca（OH）2。除少量溶于空隙液中外，大部分以結(jié)晶體的狀態(tài)存在，空氣中的二氧化碳就是與Ca（OH）2發(fā)生中和反應(yīng)生成碳酸鈣，CaCO3，碳酸鈣的堿性是比氫氧化鈣要低很多的，這導(dǎo)致混凝土中的堿性被中和，堿性因此降低，出現(xiàn)碳化現(xiàn)象。此外，病害問題還有鋼筋的銹蝕，鋼筋在銹蝕之后，其體積會變得更大，常會變成原有體積的十倍以上，這會使整個(gè)建筑內(nèi)的有效面積變小，建筑內(nèi)鋼筋的周圍的混凝土?xí)黄鋽D壓過度，使得混凝土的膨脹、開裂，最后導(dǎo)致脫落，這會讓市政道路橋梁結(jié)構(gòu)整體的承重力降低，而且在發(fā)生鋼筋銹蝕后，一定程度上還影響了整體美觀。這些影響都會妨礙到市政道路橋梁的交通運(yùn)輸方面，嚴(yán)重的還會引發(fā)種種安全問題，帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

（2）裂縫問題。裂縫問題包括結(jié)構(gòu)中的主拱圈裂縫以及主梁裂縫，不論是哪種裂縫，都會帶來極大的負(fù)面影響。在我國的市政道路橋梁建筑中，多數(shù)項(xiàng)目因?yàn)槌休d能力的影響（例如多年的使用來來往往的大車小車的超載運(yùn)行）、環(huán)境因素的影響（經(jīng)過多年的風(fēng)吹雨打暴雪暴曬或是來往裝有化學(xué)物品的車輛發(fā)生傾翻）、混凝土的收縮以及多年來未進(jìn)行完美維護(hù)等因素存在著不同程度的裂縫，這會給人們在日常的使用過程中帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)，這其中會造成不少的經(jīng)濟(jì)損失，其損失不可估算，所以針對裂縫問題，必須引起高度的重視，通過加固、填補(bǔ)等方式延長市政道路橋梁的使用年限。

3 市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的加固方法以及改造技術(shù)

（1）市政道路橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固和改造。對比于新建好的道路橋梁，舊道路舊橋梁的毛病毋庸置疑是要比較多的，也因此，對于舊的道路橋梁其在加固和改造上所面臨的問題也復(fù)雜的多，這是因?yàn)樵诮?jīng)過長時(shí)間的使用與風(fēng)吹日曬之后，其施工中所用的材料和構(gòu)件的力學(xué)性能均大幅度下降，不能準(zhǔn)確判定其現(xiàn)在的力學(xué)性能，整體承重力低于開始很多，而且大部分的市政道路橋梁加固設(shè)計(jì)上沒有相關(guān)的規(guī)章制度，在規(guī)范性上還缺乏很多因素，道路橋梁也受到外界因素和自然環(huán)境的影響，導(dǎo)致了不能準(zhǔn)確的弄清危害的原因，所以，分析清楚道路橋梁受損的原由，再運(yùn)用合適的方法對癥下藥就變得尤為重要，目前的施工中比較常見的加固方法有如下幾種：

1）截面加固法。截面加固法指的是為了在市政道路橋梁結(jié)構(gòu)上進(jìn)行加固，增大其橋梁的橫截面，增大橋梁的橫截面能有效解決受力的橫截面尺寸較小以及橋梁內(nèi)部的受力鋼筋承重性不足導(dǎo)致無法起到良好支撐效果的問題。因此，運(yùn)用的辦法就是增加受力鋼筋的數(shù)目，提高道路橋梁主梁的橫截面，用充足的受力鋼筋數(shù)量在一定程度上提高承重力。其具體的操作是：一定程度上加大加寬道路橋梁下緣的截面，同時(shí)將橋梁內(nèi)部原有的保護(hù)層鑿開，填充受力鋼筋的數(shù)目，使新加的受力鋼筋與原有的老舊受力鋼筋能夠捆綁鏈接在一起，最后補(bǔ)好鑿開的保護(hù)層，以此來增加道路橋梁的承重性，達(dá)到市政道路橋梁加固的目的。2）粘貼加固法。粘貼加固法在很多時(shí)候只能起到應(yīng)急的作用，應(yīng)用在一些易彎曲，拉變的區(qū)域結(jié)構(gòu)上。若是交通量突然猛增，這時(shí)道路橋梁的主梁便會出現(xiàn)有承載力不足的情況，這時(shí)采用粘貼加固法可以有效緩解這一情況。其操作是應(yīng)用高分子粘合材料使構(gòu)件的表層被鋼板或是其它材料粘合從而達(dá)到加固效果。這一過程不需要消耗多少材料并且工作量與工作范圍小，不會很大程度上改變到道路橋梁的整體外觀，但這一操作需要精密的技術(shù)來完成，所以施工過程中要求施工人員要謹(jǐn)慎專注。3）預(yù)應(yīng)力加固法。應(yīng)用預(yù)應(yīng)力的原理，在構(gòu)件中增加高強(qiáng)構(gòu)件施加初始應(yīng)力，抵消自身重力，達(dá)到整體的加固效果。4）改變橋梁的結(jié)構(gòu)體系加固法。這種方法是改變道路橋梁的結(jié)構(gòu)形式，以此使得橋梁的拉應(yīng)力降低，從而使得跨度能夠減少，再在單跨結(jié)構(gòu)下使其轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗫缃Y(jié)構(gòu)，再將多跨結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，成為連續(xù)的多跨結(jié)構(gòu)，從而使得道路橋梁的承載力增強(qiáng)。

（2）市政道路橋梁下部結(jié)構(gòu)的加固方法。1）增補(bǔ)樁基的加固法。采取增補(bǔ)樁基這一方法，當(dāng)墩臺有下陷或是由于樁基的深度太淺使得有傾斜情況發(fā)生的時(shí)候，這一方法便可以應(yīng)對這些問題，其目的是使橋梁原承臺在一定范圍內(nèi)能以擴(kuò)大，使道路橋梁基礎(chǔ)的承載力大大提升，從而起到加固的作用。2）擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法。當(dāng)?shù)缆窐蛄旱幕A(chǔ)承載力出現(xiàn)不足或是說埋深較淺的時(shí)候，則會運(yùn)用到這一加固法，擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法顧名思義就是擴(kuò)大道路橋梁結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)面積，使得基礎(chǔ)部分更加牢實(shí)，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)能有效被加固。3）鋼筋混凝土護(hù)套或者套箍的加固法。當(dāng)橋梁墩臺基礎(chǔ)埋深不足或施工質(zhì)量有所欠缺時(shí)，墩臺可能會出現(xiàn)開裂的情況，嚴(yán)重的話還會出現(xiàn)大規(guī)模的裂縫，使得橋梁安全性欠缺，此時(shí)就需要用鋼筋混凝土做一個(gè)護(hù)套或是一個(gè)套箍來進(jìn)行加固作用。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及城市化進(jìn)程的不斷加快，道路橋梁在人民群眾的日常生活中有著不可取代的作用，然而在道路橋梁的日常使用過程中，一些破損等質(zhì)量問題是避免不了的。所以為了使人們?nèi)粘５纳罡邮孢m，對于市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的加固一定要被各工業(yè)所重視，以此確保道路橋梁的正常、高效使用，這才能使得建筑工程整體質(zhì)量得以保證，促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐軼繁，蔣鷹沖，蔡軍.市政橋梁拼寬加固設(shè)計(jì)初探[J].浙江建筑，2009，26（11）：33-36.

[2]牛路.淺談道路橋梁的常見結(jié)構(gòu)病害及加固技術(shù)[J].價(jià)值工程，2015，34（06）：61-62.

[3]張海燕.道路橋梁結(jié)構(gòu)病害與加固施工分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015，22（25）：77-78.