裝配式鋼筋混凝土梁式橋梁的病害及加固設(shè)計

田建文 楊旭斌

摘 要：裝配式鋼筋混凝土梁式橋梁因其優(yōu)而被廣泛采用，但在自然因素以及人為因素的雙重作用下，橋梁表現(xiàn)出一定的病害威脅著橋體的安全。采用現(xiàn)有的橋梁加固技術(shù)如增大截面法、粘貼鋼板法等對橋梁進行加固，不僅可增大梁體承載力還可改善橋梁的受力狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：混凝土；橋梁病害；加固

隨著我國交通運輸業(yè)技術(shù)的逐步發(fā)展，現(xiàn)有的橋梁已經(jīng)不能滿足人們的交通需求。一方面因為現(xiàn)有橋梁修建時技術(shù)、經(jīng)驗限制，橋梁的規(guī)格不能滿足現(xiàn)如今的交通需求；另一方面，橋梁在常年的使用過程中，受到一些自然因素如風(fēng)震、地震、水災(zāi)，以及人為因素如撞擊等，從而出現(xiàn)病害。而裝配式鋼筋混凝土橋梁由于其結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、材料抗震性能好而受到青睞。這種橋梁的病害方式常表現(xiàn)為：裂紋或裂縫、混凝土剝離、蜂窩麻面等，嚴重由于船體的多次撞擊，還會表現(xiàn)為橋面傾斜。利用現(xiàn)有的橋梁加固技術(shù)，對裝配式鋼筋混凝土梁式橋梁進行加固設(shè)計，不僅能增加橋梁的使用壽命，還能保障人民的交通安全。

1 裝配式鋼筋混凝土梁式橋梁的病害及其原因分析

1.1 病害表現(xiàn)形式

橋梁的病害主要是指在人為因素或自然因素的作用下，橋梁的損害情況。自然因素如地震、洪水、撞擊事件、冰凍等。人為因素較為復(fù)雜，它包括橋梁設(shè)計過程中的結(jié)構(gòu)因素、施工因素、建筑材料、后期保護等一系列因素。在兩種因素的作用下，橋梁往往會出現(xiàn)表面裂痕、混凝土剝離、漏水、蜂窩麻面，嚴重的甚至出現(xiàn)橋體的傾斜、下沉等。不僅給交通帶來很多不便，還威脅著人民的生命安全。

1.2 裝配式鋼筋混凝土梁式橋梁的病害原因分析

1）鋼筋混凝土橋梁的設(shè)計。橋梁的設(shè)計，不僅僅是一種理念，更是基于現(xiàn)實情況的考察基礎(chǔ)上配合結(jié)構(gòu)力學(xué)，因地制宜。由于以前受技術(shù)、設(shè)計者教育水平、經(jīng)驗等限制，不能對未知事件做到全方位的認知。例如，著名的美國華盛頓塔克馬橋因風(fēng)振致毀事件。在此之前，橋梁設(shè)計師以及工程界都對懸橋的空氣動力穩(wěn)定問題都沒涉獵，橋梁的顫振穩(wěn)定問題的相關(guān)設(shè)計理論的積累非常少。隨著建橋技術(shù)的發(fā)展，以及國內(nèi)外經(jīng)驗的互相借鑒，相信基于設(shè)計不足因其的橋梁病害會大幅度降低。

2）施工質(zhì)量欠佳。施工問題主要集中在施工設(shè)備、施工人員的實施水準(zhǔn)、建筑材料等方面。施工設(shè)備的不完善，導(dǎo)致達不到施工要求。施工人員專業(yè)能力有限，導(dǎo)致對設(shè)計師的設(shè)計理解不夠透徹，導(dǎo)致設(shè)計實施留下一些安全隱患。施工過程包括橋梁的建造過程、使用過程以及拆除過程，每一個環(huán)節(jié)的細小錯誤，都可能埋下安全隱患。而施工材料，易受施工地的環(huán)境因素影響，部分建筑材料性能發(fā)生變化，從而達不到施工要求。類似材料引起橋梁出現(xiàn)病害的例子不在少數(shù)，以比利時的一座式焊接鋼析梁橋為例，由于建橋的鋼材中含有毒元素，導(dǎo)致材料厚度過大不合格，后期使用中發(fā)生脆斷的悲劇，橋體也相繼報廢。而早期關(guān)于橋體出現(xiàn)事故的報道中，尤其是鋼筋混凝土橋梁，因混凝土長期收縮徐變，導(dǎo)致后期橋體報廢的事件不在少數(shù)。因此，材料的選擇，在前期的設(shè)計中要尤為謹慎。

3）維護原因。橋梁建造過程只是開端，后期需工程師進行定期維護，時刻關(guān)注橋梁的情況，才能防患于未然。然而事實情況并非如此，很多橋梁的通行都對車輛的重量、高度等有具體要求，但是很多車輛還是出現(xiàn)超載等現(xiàn)象，長期如此，對橋梁也是一種損傷。加之鋼筋混凝土的材料，經(jīng)過長期風(fēng)吹日曬，材料性能徐變。早年的盤錦遼河大橋垮塌事件就是鮮活的例子，事實上這座橋早就被定為危橋，但相關(guān)部門并沒有采取具體措施，限制橋梁使用或?qū)蛄哼M行修補加固，因而出現(xiàn)橋體垮塌事件。

2 裝配式鋼筋混凝土梁式橋梁的加固設(shè)計

2.1 大構(gòu)件截面加固

部分橋梁由于修建時間較長，早期選取的材料、設(shè)計等都決定其承載能力較差，不能滿足現(xiàn)今的需求，拆除重建耗時耗力，所以采取大構(gòu)件截面加固，截面加固法有不同類型，適用于不同情況下的橋梁截面加固。比如：厚橋截面法采用鑿除原橋橋面鋪裝的方式，再于原橋橋面澆筑一層新的鋼筋混凝土補強層，這種方式適用于承載能力不足而出現(xiàn)病害的鋼筋混凝土橋梁，同時提高其抗彎剛度；噴錨加固法適用于鋼筋混凝土橋梁的裂縫病害，此種病害出現(xiàn)原因主要是設(shè)計方面，比如橋截面面積過小，使下緣主拉應(yīng)力超過容許值。

2.2 粘貼加固技術(shù)

此種加固方法的重點在于加固材料的使用，常用的加固材料有鋼板、鋼筋、碳纖維布三種。加固方法具有操作簡單，占有空間小，不減少橋下凈空，施工工期短，消耗材料少等優(yōu)點，同時還能保護橋梁的鋼筋，控制裂縫與撓度。但粘貼加固對病害橋梁有一定要求，比如梁體混凝土強度、橋體表面平整度、清潔度等。例如，上海楊高路六里橋曾采用粘鋼加固技術(shù)對橋梁進行加固；一些重型機械廠，常常需要運送特殊的器械，經(jīng)過橋體時易超重，加之很多橋梁修建時寬度或高度不大，需要重新加固。但橋梁下部空間完全滿足車輛通行需要，所以只需加固橋梁，采取纖維復(fù)合材料加固法即可。

2.3 加輔助構(gòu)件加固

加輔助構(gòu)件加固包括兩種，即增加縱梁或橫梁加固橋體。裝配式鋼筋混凝土橋梁的缺點之一，就是橫向整體性較差，因而承載能力較低。對于裝配式鋼筋混凝土橋梁，使用加輔助構(gòu)件加固時，只需增加橫梁，加強各縱梁之間的橫向聯(lián)系，提高橋梁的承載能力。

3 結(jié)束語

我們對未知的事件經(jīng)常不能做出百分之百的判斷，比如風(fēng)震、水災(zāi)、火災(zāi)或者認為撞擊。雖橋梁加固技術(shù)日益純熟，但是，不管是設(shè)計界或者者工程界，都理應(yīng)不斷的學(xué)習(xí)理論知識以及實踐經(jīng)驗，最大程度上保證我們的橋梁安全。

參考文獻

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