論公路橋梁的加固與維護(hù)
2015-06-18
橋梁是公路交通的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，橋梁功能發(fā)揮的好壞直接決定著公路輸運(yùn)的效果，由于現(xiàn)有公路受到當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的局限，已不能適應(yīng)現(xiàn)代交通運(yùn)輸量的飛速增長(zhǎng)。在用材、維護(hù)、加固等各方面的滯后也嚴(yán)重制約了公路交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，特別是日益增長(zhǎng)的車輛負(fù)載和橋梁老化之間的矛盾，使得公路橋梁的檢測(cè)和加固迫在眉睫。
一、公路橋梁的加固目的
截止目前，我國(guó)危橋總量已達(dá)到相當(dāng)多的數(shù)目。如果要將所有這些存在安全隱患的橋梁全部拆除重建，不僅會(huì)因?yàn)楣て谳^長(zhǎng)影響公路運(yùn)輸?shù)难永m(xù)性，還會(huì)耗費(fèi)巨額資金；但換之以舊橋改造和加固維修，則不但可以節(jié)約大量的資金，還可以延長(zhǎng)橋梁的使用時(shí)限，贏取巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
二、常用的公路橋梁的加固方法
橋梁加固的含義，就是通過(guò)一定的措施使橋體或者橋體的某個(gè)構(gòu)件的承載能力和使用性能得到改善和提高。主要有以下幾類常用方法：
1.橋面板補(bǔ)強(qiáng)加固法。澆筑補(bǔ)強(qiáng)混凝土可采用干硬性混凝土或鋼纖維混凝土，以減少新澆混凝土的收縮，從而減少新、舊混凝土之間產(chǎn)生的差動(dòng)收縮力，提高補(bǔ)強(qiáng)效果。
2.增大截面加固。當(dāng)采用增大構(gòu)件截面的方法對(duì)橋梁進(jìn)行加固時(shí)，保證新舊混凝土面良好的結(jié)合是提高抗彎剛度達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)效果的關(guān)鍵。因此在施工中應(yīng)采取必要措施，保證新舊混凝土的整體性。新增的鋼筋骨架也必須與原結(jié)構(gòu)的骨架可靠連接，一般通過(guò)植筋連接，也可暴露出原結(jié)構(gòu)主筋，采用綁焊連接。對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，可消除支架變形對(duì)新澆混凝土與舊橋連接的不利影響。其加載量、卸載量和程序應(yīng)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。
3.粘貼鋼板加固法。粘貼用鋼板宜采取工廠加工制作，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)除銹、清洗后，刷漿粘貼。鋼板易在搬運(yùn)、施工中造成變形翹曲，應(yīng)采取相應(yīng)的防止變形措施。為增加表面極性，改善其粘附能力，對(duì)粘貼面應(yīng)進(jìn)行除銹和粗糙處理。其方法是：用電動(dòng)磨光機(jī)反復(fù)打磨粘貼面，至露出金屬光澤，再用平砂輪打磨拉毛處理，紋道與鋼板受力方向垂直。用丙酮清洗，除去鋼板表面附著的油污和雜質(zhì)，晾干待用。按設(shè)計(jì)圖的螺栓孔位置在原構(gòu)件鉆孔時(shí)，為避免鉆孔損傷原構(gòu)件鋼筋（及預(yù)應(yīng)力鋼束），可用鋼筋探測(cè)儀確定鋼筋位置，為了避開內(nèi)部鋼筋，容許適當(dāng)移動(dòng)孔眼位置。待黏合面上錨固螺栓孔全部鉆成后，可用透明紙覆蓋在混凝土面上畫出錨栓孔位置，然后覆蓋在鋼板黏合面上用電鉆鉆取相應(yīng)錨栓孔。加固構(gòu)件的黏結(jié)面處理及鋼板的黏結(jié)面處理是最關(guān)鍵的工序，應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行。對(duì)于混凝土構(gòu)件的黏結(jié)面，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件表面的新舊、堅(jiān)實(shí)、干濕程度，分別按以下情況進(jìn)行處理：（1）對(duì)很舊很臟的混凝土構(gòu)件的黏結(jié)面，應(yīng)先用硬毛刷蘸高效洗滌劑刷除表面油污后用清水沖洗，再對(duì)黏結(jié)面進(jìn)行打磨，除去2mm～3mm厚表層，直至完全露出新的混凝土面，并且用壓縮空氣吹除粉塵。（2）對(duì)于新混凝土構(gòu)件的黏結(jié)面，可先用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去，再用毛刷蘸清洗液洗刷表面，再用清水沖洗，待完全干燥后即可。（3）混凝土表現(xiàn)有松散浮渣要用鋼絲刷除去；混凝土黏貼面凹凸不平的應(yīng)用磨光機(jī)打磨進(jìn)行整平處理，露出新鮮混凝土。經(jīng)處理后的混凝土表面應(yīng)粗糙、平整、潔凈，不得有粉塵、浮渣、油污等雜物。（4）將配制好的膠黏劑用抹刀同時(shí)涂抹在已處理好的混凝土表面和鋼板上。為使膠液充分滲透擴(kuò)散在結(jié)合面上，宜先用少量膠液在結(jié)合面上來(lái)回刮抹，再抹膠液至所需厚度，且使中間厚邊緣薄，然后將鋼板貼于預(yù)定位置。粘貼后，應(yīng)用手沿粘貼面輕輕敲擊鋼板，如無(wú)空洞聲，表示已粘貼密實(shí)，否則應(yīng)重新卸下鋼板，重新補(bǔ)膠黏結(jié)。（5）鋼板粘貼好后用錨固螺栓等加以固定，并適當(dāng)加壓，將鋼板與混凝土表面壓實(shí)，以膠液剛從鋼板邊沿?cái)D出為度。錨固螺栓一般兼作鋼板的永久構(gòu)件來(lái)提高黏結(jié)層抗剪強(qiáng)度。
4.體外預(yù)應(yīng)力加固法。體外預(yù)應(yīng)力筋一般采用無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋材料，其表面涂刷的防腐防銹蝕材料對(duì)保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋起到關(guān)鍵作用，因此在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中不能損傷其表面，如有操作失誤應(yīng)及時(shí)處理，防止銹蝕發(fā)生。當(dāng)鋼絞線采用連續(xù)跨布置，而在跨中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)設(shè)在梁底以上位置時(shí)，應(yīng)盡可能采用兩端縱向張拉以減少摩擦力損失；當(dāng)鋼絞線在跨中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)設(shè)在梁底以下位置時(shí)，可采用一端縱向張拉，但在縱向張拉以后，還應(yīng)利用設(shè)在跨中的張緊螺栓進(jìn)行橫向張拉，以補(bǔ)足由摩擦力引起的預(yù)應(yīng)力損失值。當(dāng)縱向張拉有困難時(shí)，也可將跨中轉(zhuǎn)折點(diǎn)架設(shè)在梁底，全部采用橫向張拉的方法，這種方法一般適用于無(wú)外觀要求的情況。當(dāng)轉(zhuǎn)向塊之間的距離過(guò)長(zhǎng)時(shí)，鋼束在橋梁受到荷載振動(dòng)時(shí)，鋼束擺動(dòng)過(guò)大和原設(shè)計(jì)的線形發(fā)生改變，影響受力效果，因此當(dāng)鋼束體外段長(zhǎng)度超過(guò)10m時(shí)，應(yīng)在中間設(shè)置定位器，固定鋼束位置，保證鋼束線形和受力效果。水平滑塊多用18mm～30mm厚的鋼板焊接而成，如用鑄鐵加工將更為經(jīng)濟(jì)。楔形滑塊常用鋼板制成，并焊接在型鋼斜桿的下端，也可用混凝土直接澆筑在型鋼斜桿的下端。不平滑塊的墊板由于受斜筋分力的作用將一直處于受壓狀態(tài)，因此，水平滑塊的墊板只需用環(huán)氧砂漿粘貼在梁的底面上。施工時(shí)應(yīng)先將梁底混凝土鑿除20mm左右，并在混凝土表面抹一層環(huán)氧膠液，再用環(huán)氧砂漿補(bǔ)平，然后用臨時(shí)的吊架將支撐板粘貼在梁底。成品束一般自身帶有防腐措施，不需要進(jìn)行專門的防腐保護(hù)措施。當(dāng)采用非成品束或鋼束本身沒(méi)有防腐功能時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋的保護(hù)措施如下：如果是粗鋼筋，可采用二度防銹漆的方法進(jìn)行防護(hù)，也可采用聚乙烯套管進(jìn)行防護(hù)；如果是鋼絞線則事先套入套管，然后采用壓漿處理。同時(shí)為防止橋下船只碰撞預(yù)應(yīng)力筋，可采用在預(yù)應(yīng)力筋下加設(shè)鋼板防護(hù)罩進(jìn)行保護(hù)。除了以上方案以外，還有結(jié)構(gòu)性加固、非結(jié)構(gòu)性加固、改變結(jié)構(gòu)體系加固、粘貼纖維復(fù)合材料加固等等方法。然后，最合理的加固方案是將上述加固方法優(yōu)化組合，體現(xiàn)出加固效果及經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：不同的加固方法有對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法：加固后的橋梁結(jié)構(gòu)承載能力提高幅度受原結(jié)構(gòu)的制約，如原結(jié)構(gòu)配筋率、截面尺寸等，不可能無(wú)限制地提高承載能力。
三、公路橋梁的加固效果評(píng)價(jià)與施工要求
橋梁加固與維修技術(shù)需要進(jìn)一步的規(guī)范和完善，需要經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和技術(shù)的支撐，同時(shí)要注意定期對(duì)維修加固處理后的橋梁做后期檢測(cè)，確保效果。橋梁加固后的上部結(jié)構(gòu)通常是用靜載或動(dòng)載試驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果與加固設(shè)計(jì)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，來(lái)判斷橋梁加固成功與否。但對(duì)下部結(jié)構(gòu)而言，不方便進(jìn)行荷載試驗(yàn)，通過(guò)其頻率變化來(lái)定量評(píng)估橋墩的加固效果。應(yīng)在橋梁加固設(shè)計(jì)中提供橋體受損調(diào)查表，由施工單位復(fù)核。若未提及，施工單位應(yīng)補(bǔ)齊。除記錄裂縫等受損情況的數(shù)量、長(zhǎng)度、寬度、分布位置外，有條件時(shí)應(yīng)用鉆孔等方法查明主要部位裂縫深度。對(duì)于橋體受損或者老化的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)高度重視，如果存在結(jié)構(gòu)性破損，預(yù)示橋梁技術(shù)狀況仍在惡化，可能需要變更原加固方案時(shí)，應(yīng)及時(shí)反饋意見(jiàn)，研究對(duì)策?？傊?，公路橋梁的加固維修是一門新興的技術(shù)，為了完善和指導(dǎo)橋梁加固技術(shù)的應(yīng)用，需有一整套完善的實(shí)用性公路橋梁檢測(cè)、評(píng)定與加固的技術(shù)規(guī)范，從而為我國(guó)公路危舊橋的改造提供技術(shù)支持，確保危舊橋的改造工作科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)安全，有法可依。
