梁橋加固及改造技術(shù)應(yīng)用評(píng)價(jià)

王振吉

(遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 沈陽(yáng)市 110166)

對(duì)于承載性能不滿足需求的橋梁，可通過(guò)兩種方式處理：一是拆除重建；二是采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧?，恢?fù)并提高橋梁承載能力，以適應(yīng)當(dāng)前的交通運(yùn)輸需求[1]。國(guó)內(nèi)外資料表明[2]，舊橋的加固改造與拆除重建相比更經(jīng)濟(jì)，不但可以節(jié)省大量的資源，而且產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，對(duì)恢復(fù)、提高危橋的承載能力及通行能力，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命以滿足現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)男枨笫乔袑?shí)可行的，且對(duì)于維護(hù)公路交通正常運(yùn)營(yíng)、保證沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等具有積極意義。

1 混凝土梁橋病害

通過(guò)對(duì)遼寧省高速以往橋梁檢測(cè)報(bào)告分析和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研等方式，總結(jié)遼寧省公路混凝土梁橋的病害情況，其中梁橋重點(diǎn)總結(jié)空心板梁和T梁兩種橋型，并分析不同病害產(chǎn)生的原因以及病害對(duì)橋梁受力性能的影響，明確病害對(duì)結(jié)構(gòu)受力性能的危害性。

1.1 空心板梁橋病害

空心板主要病害形式為底板滲水泛堿、底板縱向裂縫并伴有滲水泛堿、邊板混凝土剝落麻面、鉸縫滲水泛堿、鉸縫勾縫砂漿脫落；部分鋼筋混凝土空心板板底出現(xiàn)橫向裂縫，裂縫寬度大部分均為超限[3]；該類結(jié)構(gòu)由于鉸縫連接較薄弱，運(yùn)營(yíng)過(guò)程中普遍存在鉸縫砂漿脫落、滲水泛堿，部分橋梁橋面縱向開(kāi)裂嚴(yán)重，出現(xiàn)單板受力結(jié)構(gòu)性病害現(xiàn)象。

1.2 T型梁橋病害

T梁梁橋病害主要分為T(mén)梁病害、橫隔板病害及濕接縫病害。

T梁病害包括：跨中區(qū)段受彎裂縫；梁端肋板彎剪斜裂縫；梁端部沿預(yù)應(yīng)力方向的裂縫；T梁肋板與翼板相接的轉(zhuǎn)角處、肋板與肋板下馬蹄轉(zhuǎn)角處的水平裂縫；肋板與梁端橫隔板相交轉(zhuǎn)角處豎向裂縫。

橫隔板病害包括：橫隔板裂縫；橫隔板局部混凝土缺陷。

濕接縫病害包括開(kāi)裂、滲水等病害[4]。

2 混凝土梁橋加固方法及使用周期

混凝土梁橋常用的加固方法包含粘貼鋼板法、粘貼纖維布法、預(yù)應(yīng)力法、簡(jiǎn)支變連續(xù)法以及增大截面法等[5]。針對(duì)梁橋常用加固方法進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研，共調(diào)研加固后橋梁30余座。按照加固時(shí)間的不同，每種加固方法均有兩座以上橋梁，便于后續(xù)加固效果的分析。

2.1 各加固方法評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

按照加固后橋梁的表觀狀態(tài)，并參考《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中橋梁總體技術(shù)狀況評(píng)定等級(jí)和主要部件技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)度，將通過(guò)不同加固方法加固后缺損狀態(tài)分為5個(gè)程度相應(yīng)5個(gè)標(biāo)度，不同程度狀況描述見(jiàn)表1～表3。

表1 纖維布加固法橋梁狀態(tài)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

表2 鋼板加固法橋梁狀態(tài)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

表3 增大截面和簡(jiǎn)支變連續(xù)加固法橋梁狀態(tài)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

2.2 各加固方法效果

2.2.1粘貼纖維布法

通過(guò)對(duì)纖維布法加固橋梁的調(diào)研，調(diào)研結(jié)果見(jiàn)表4。對(duì)各橋梁加固狀態(tài)按表1的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)分析，得出使用時(shí)間與該加固方法加固效果好壞程度的直方圖，見(jiàn)圖1。

表4 纖維布法加固橋梁狀態(tài)等級(jí)與橋梁描述

圖1 纖維布加固法橋梁統(tǒng)計(jì)

調(diào)研中加固使用7年的兩座橋梁位于撫順市清原縣境內(nèi)，該區(qū)域年降雨量大，環(huán)境濕度大，在每年的雨水季節(jié)梁體經(jīng)常會(huì)被河水浸泡，從而導(dǎo)致纖維布與梁體粘結(jié)失效，破壞了纖維布的加固作用。

從圖中對(duì)比可以看出，纖維布加固后的橋梁在使用7～8年之后，基本會(huì)存在較大缺損，局部均出現(xiàn)了纖維布脫落的現(xiàn)象，此時(shí)纖維布加固方法基本失效，從而判斷纖維布加固法的有效使用期為7～8年。

2.2.2粘貼鋼板法

通過(guò)對(duì)粘貼鋼板法加固橋梁的調(diào)研，調(diào)研結(jié)果見(jiàn)表5。對(duì)各橋梁加固狀態(tài)按表2的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)分析，得出使用時(shí)間與該加固方法加固效果好壞程度的直方圖，見(jiàn)圖2。

表5 鋼板法加固橋梁狀態(tài)等級(jí)與橋梁描述

圖2 鋼板加固法橋梁統(tǒng)計(jì)

鋼板加固后的橋梁使用7～8年之后，一般都會(huì)存在中等缺損，此時(shí)鋼板與梁體脫離，不能有效地共同受力，從而判斷該加固方法基本失效，因此鋼板加固法的有效使用期為8年。

2.2.3增大截面法和簡(jiǎn)支變連續(xù)法

通過(guò)對(duì)增大截面法和簡(jiǎn)支變連續(xù)法加固橋梁的調(diào)研，調(diào)研結(jié)果見(jiàn)表6。對(duì)各橋梁加固狀態(tài)按表3的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)分析，得出使用時(shí)間與該加固方法加固效果好壞程度的直方圖，見(jiàn)圖3。

圖3 增大截面法和簡(jiǎn)支變連續(xù)加固法橋梁統(tǒng)計(jì)

表6 增大截面法和簡(jiǎn)支變連續(xù)法加固橋梁

增大截面法和簡(jiǎn)支變連續(xù)法加固后的橋梁使用10年之后依然處于輕微破損狀態(tài)，本次調(diào)研中未發(fā)現(xiàn)經(jīng)該加固方法后出現(xiàn)中等缺損的橋梁，因此該加固法的有效使用期較長(zhǎng)，加固效果明顯。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)遼寧省內(nèi)梁橋典型橋型加固后現(xiàn)狀的調(diào)研，對(duì)比分析常用加固方法的加固效果，針對(duì)性地提出評(píng)價(jià)指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，建立橋梁加固及改造技術(shù)>應(yīng)用后評(píng)價(jià)方法，以便更為合理有效地對(duì)加固效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，為橋梁加固及改造工程方法選取提供參考，降低橋梁加固、維修成本，為橋梁管理部門(mén)提出橋梁加固后評(píng)價(jià)依據(jù)，節(jié)約養(yǎng)護(hù)資金。

(1)采用粘貼纖維布法對(duì)橋梁上部構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度提高不大，因此對(duì)于以控制結(jié)構(gòu)變形為主的使用功能加固是不適宜的，并且在正常條件下有效使用期一般為7～8年。

(2)粘貼鋼板對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫的進(jìn)一步開(kāi)展有一定的制約作用，但對(duì)提高結(jié)構(gòu)的耐久性貢獻(xiàn)不大，因此鋼板加固法不適宜在高濕、介質(zhì)侵蝕環(huán)境下使用，在正常條件下有效使用期一般為7～8年。

(3)采用增大截面法對(duì)受彎構(gòu)件進(jìn)行加固，增加了梁的有效高度，可以顯著增加梁的抗彎剛度，對(duì)解決活載變形或振動(dòng)過(guò)大問(wèn)題也是有利的。