淺談水泥混凝土橋梁加固的幾種方法技術
2015-03-27
一、概述
橋梁工程投資巨大，在國民經濟發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，因此，人們在橋梁的建設中，總是采取各種措施，千方百計確保工程質量。然而，隨著時間的推移，新建的橋梁終究會變成舊橋，總會逐漸產生損傷和破壞現象，按照自然規(guī)律，這是一個不可逆的過程。其中常見的問題是橋梁上部結構的加固，目前國內對橋梁梁體的加固方法主要有：體外附加預應力法；增大截面法；改變結構體系法；梁體外粘貼鋼板法；粘貼碳纖維布法及化學灌漿法等。
二、對橋梁梁體的加固方法的具體介紹
?。ㄒ唬w外附加預應力法
體外附加預應力法是指運用預應力原理，在增設的構件或原有構件中，施加一定的初始應力(預應力)以抵消部分自重應力，起到卸載的作用，從而較大幅度地提高梁體承載能力的加固方法。體外預應力加固法的優(yōu)點是：
1.在自重增加很小的情況下，能夠大幅度改善和調節(jié)原結構的受力狀況，提高承重結構的剛度、抗裂性能；
2.由于承重結構自重增加小，故對墩臺及基礎受力狀況影響很小，可節(jié)省對墩臺及基礎的加固；
3.對橋梁營運影響較小，可在不限制交通的條件下進行加固施工；
4.預應力加固法既可作為橋梁通過重車的臨時加固手段，又可作為永久性提高橋梁荷載等級的措施。
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增大截面加固法，是指在原受彎構件的上面或下面再澆注一層新的混凝土并補加相應的鋼筋，以提高原構件承載能力的方法。它是工程中常用的一種加固方法。對蓋梁的加固，采用在舊蓋梁下再貼一根新蓋梁的方法。新蓋梁主要構造為三根用鋼板焊接而成的工字鋼。
（三）改變結構體系法
這種加固、改造方法是通過改變橋梁結構體系，達到提高橋梁承載能力的目的。改變結構體系的方法有多種，但往往都需要在橋下操作，或設置永久設施，因而減小橋下凈空，或施工時會影響交通，所以必須考慮對交通量的影響。
?。ㄋ模┝后w外粘貼鋼板法
梁體外粘貼鋼板法是采用環(huán)氧樹脂系列粘結劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結構物的受拉緣或薄弱部位，使之與結構物形成整體，用以代替需增設的補強鋼筋，提高梁的承載能力，達到補強效果的一種加固方法。粘貼鋼板加固橋梁有許多優(yōu)點，過去在國內外有著廣泛的應用，己經是一種傳統(tǒng)的加固方法。這種加固方法的優(yōu)點是：
1.不需要破壞被加固的原結構的幾何尺寸；
2.施工工藝簡單，施工質量比較容易控制；
3.施工工期短。
?。ㄎ澹┱迟N碳纖維布(板)法
試驗結果均表明，經粘貼碳纖維片材加固后，受彎構件極限荷載均有大幅提高。結構的抗彎剛度和抗裂性能均有不同程度的提高。此種加固方法在歐美和日本已大量地運用于橋梁抗震加固之中，并編制了相應地技術規(guī)范。它的原理與粘貼鋼板法相似，但又有其獨特的一些優(yōu)點，具體如下：
1.采用碳纖維布加固技術可以提高箱梁的抗彎、抗剪承載力及剛度；增加橋梁結構的強度安全儲備，同時碳纖維材料的高的強度、高的彈性模量，可以有效地約束混凝土變形，限制裂縫開展.
2.碳纖維具有良好的耐久性能，能抗拒大氣環(huán)境下所產生的各種腐蝕，使用該項加固方法對結構進行處理后不僅無須做定期的維護，節(jié)省了大筆維修費用，而且其本身更可以起到對內部混凝土結構的保護作用，達到雙重加固的目的；
3.施工便捷、工效高且施工質量易于保證，對道路通車的影響可以降低至最低。與粘貼鋼板加固等傳統(tǒng)加固方法相比，碳纖維加固具有許多突出的特點及優(yōu)越性。
?。┗瘜W灌漿法
裂縫是普通鋼筋混凝土橋梁中主要受力結構普遍存在的現象。采用化學灌漿修補混凝土結構所出現的裂縫，能恢復結構的整體性和使用性能，是國內外橋梁維修加固中廣泛采用的技術。但對于結構承載力不足引起的裂縫，除采用化學灌漿修補法處理外，尚應采取其他相應的加固補強措施去提高橋梁的承載能力，才能確保橋梁結構的安全可靠。根據各裂縫發(fā)展的不同程度、不同位置，本橋梁采用的相應的加固措施是粘貼碳纖維。加固施工的工序如下：
1.對己出現的裂縫采用環(huán)氧化學壓力灌漿的方法進行加固處理。化學灌漿應按照如下步驟操作：
a灌漿咀定位；
b封縫；
c實施灌漿，根據不同部位的裂縫及裂縫的不同寬度確定相應型號的灌縫膠；
d確認灌漿完成，樹脂初凝后卸除機具。
2.剔除箱梁底板上己出現風化或劣化部位的混凝土并用高強聚合物砂漿進行修補。
3.對計算受力不能滿足應力要求處，在箱梁底面及側面采用粘貼碳纖維布的方法進行加固。粘貼碳纖維布的施工操作步驟如下：
a基底打磨處理；
b涂刷底層樹脂CFP(其作用是滲透至混凝土內部以提高混凝土與碳纖維之間的粘結.
c用整平材料CFE修復、填補梁基面上不平整及缺陷部位；
d涂刷粘貼樹脂CFR，隨后即開始粘貼碳纖維布，多層粘貼時重復第(4)步驟；
e在粘貼完最后一層碳纖維布后再涂刷一道CFR樹脂。
施工過程中的工藝技術應嚴格按中國工程建設標準化協(xié)會標準《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規(guī)程》中的有關要求執(zhí)行。
4.對牛腿節(jié)點采用多層碳纖維布的方式進行加固。
三、結束語
以上只是從這幾種技術的基本特點及施工工藝進行了簡單的介紹，其中一定還有許多的特征沒有發(fā)現或是沒有介紹；隨著我國經濟的快速發(fā)展，將會有更多類型的橋梁出現，因此，橋梁加固技術需要不斷的創(chuàng)新與發(fā)展，這就需要我們繼續(xù)努力探索，為我國的現代化建設作出自己的貢獻。
