新時期橋梁維修加固技術(shù)應(yīng)用探究
2015-05-26
橋梁維修加固是指對存在缺陷的橋梁進行維修和主要承重部件的補強，以改善橋梁的結(jié)構(gòu)性能，恢復(fù)橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力，提高橋梁應(yīng)用的安全性，延長橋梁的使用壽命。橋梁維修加固主要針對三、四類或使用時間較長的橋梁，是使橋梁滿足規(guī)定承重力要求和使用功能的有效舉措。隨著社會交通量的迅速增長，橋梁的承載能力和通過能力也被賦予更高的期望?，F(xiàn)階段我國大部分公路橋梁在環(huán)境因素及自然災(zāi)害的影響下出現(xiàn)一定缺陷，部分公路橋梁管理部門過于重視橋梁的建設(shè)，忽略橋梁的養(yǎng)護，導(dǎo)致橋梁的使用性能日益下降，無法滿足交通運輸?shù)氖褂靡?。因此，加強橋梁的日常養(yǎng)護，對不符合交通運輸要求的橋梁進行維修和加固對恢復(fù)和提高橋梁運行的安全性具有重要意義。
1 新時期橋梁維修加固現(xiàn)狀及意義
目前我國橋梁維修加固技術(shù)尚不夠成熟，相關(guān)理論分析仍停留在橋梁建設(shè)的水平上。隨著《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》、《公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范》、《公路橋梁加固設(shè)計施工技術(shù)規(guī)范》等一系列公路橋梁養(yǎng)護規(guī)范的出臺，使我國橋梁的損傷評定和維修加固技術(shù)逐步納入規(guī)范化管理。我國橋梁工程建設(shè)主要以混凝土施工作為核心技術(shù)，鋼筋混凝土構(gòu)件由于受到溫度、炭化、酸侵蝕、氯離子侵入、凍融鹽害等因素的影響，易發(fā)生變形，導(dǎo)致橋面出現(xiàn)裂縫。
橋梁工程設(shè)計的不合理也是目前影響我國橋梁質(zhì)量的主要因素。如橋臺較高或砌體強度不足，在土壓力較強的情況下會導(dǎo)致橋臺嚴(yán)重變形，帶來交通安全隱患。由于橋梁在設(shè)計及施工方面存在一定缺陷，以及鋪裝層過薄、鋪裝過程中未設(shè)鋼筋網(wǎng)、鋪裝與橋板之間存在夾層、鋼筋含量過小等因素會給橋梁的行車舒適性帶來不利影響，橋梁的整體使用壽命縮短。此外橋梁伸縮縫裝置的設(shè)置位置不合理，在車輪荷載的反復(fù)作用下，會造成橋梁伸縮縫損傷，影響其經(jīng)濟運行。
橋梁維修及加固是橋梁養(yǎng)護中的重要環(huán)節(jié)，舊橋的維修加固與新建橋梁明顯不同，需要綜合考慮橋梁自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計，周圍環(huán)境、病害特點、資金投入等多方面的因素。因此橋梁的維修加固無論是從改造方案的和施工設(shè)計，還是維修加固方案的具體實施，其施工難度往往大于新建橋梁。舊橋經(jīng)維修加固處理后，其結(jié)構(gòu)形式、承載能力及耐久性均能夠滿足交通運輸?shù)囊?，?jīng)濟投入通常低于新建橋梁的40%—50%，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
2 維修加固技術(shù)在橋梁養(yǎng)護中的應(yīng)用
在橋梁養(yǎng)護過程中對存在缺陷和損毀的橋梁進行維修和主要承重部件的補強是恢復(fù)和提高橋梁運行安全性的有效措施。維修加固的具體措施主要包括橋面修補、橋面補強層加固、粘貼加固、體外預(yù)應(yīng)力加固、改變結(jié)構(gòu)體系加固、T型梁截面轉(zhuǎn)化法、纖維增強塑料加固等方法。橋面修補主要是針對橋梁表面出現(xiàn)碎裂、洞穴及脫落等情況進行維修，在修復(fù)的過程中將前面破損部分鑿除后，重新灌注混凝土。在橋面板破裂和損毀較為嚴(yán)重的情況下，應(yīng)重新澆筑混凝土橋面，并將伸縮縫損傷部分徹底清除，確保橋板間橫向橫向聯(lián)系的緊密性。在對橋面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)時，應(yīng)注意在鋼筋網(wǎng)下預(yù)留保護層，防止鋪裝層上形成素混凝土。
橋面補強層加固是指在舊有混凝土橋面或鋼筋混凝土的基礎(chǔ)上，加鋪混凝土補強層或鋼筋混凝土，以修補損壞橋面，增加原有梁板的厚度和梁板的抗彎能力，主要針對出現(xiàn)裂縫或剝離等損壞的橋面進行修補和加固。粘貼加固是指在橋梁混凝土構(gòu)件外部應(yīng)用結(jié)構(gòu)膠或玻璃纖維固定鋼板和鋼筋，提高混凝土構(gòu)件的承載能力。粘貼加固法可有效提升被加固物體的抗彎能力，且施工快速簡單，消耗材料較少，在我國橋梁維修加固作業(yè)中已經(jīng)取得廣泛應(yīng)用。體外預(yù)應(yīng)力加固主要應(yīng)用于較大跨度橋梁的維修加固，通過體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施加預(yù)應(yīng)力，改善橋梁的使用性能和承載能力。體外預(yù)應(yīng)力加固法主要是通過在橋梁下緣受拉區(qū)域設(shè)置粗鋼筋，以形成預(yù)應(yīng)力鋼絲束或預(yù)應(yīng)力拉桿，從而對橋梁整體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力，是以粗鋼筋、高強鋼絲等鋼材對橋梁上部施加體外預(yù)應(yīng)力，施工工藝較為簡單，且不影響橋梁的原有結(jié)構(gòu)。
T型梁橋截面轉(zhuǎn)換加固是橋梁維修加固中較為簡便的方法，可進行橋下施工，工作量較小。當(dāng)T性梁橋承載力不足，將會導(dǎo)致橋梁受拉區(qū)域出現(xiàn)裂縫或橋梁跨撓度過大，這種情況下可應(yīng)用T型梁橋截面轉(zhuǎn)換法進行加固。改變結(jié)構(gòu)體系加固主要是通過改變橋梁舊有的結(jié)構(gòu)體系將被動加固變成主動加固。由于不同橋梁結(jié)構(gòu)體系具有不同的受力特點，因此通過改變橋梁體系如加勁梁式疊合梁加固法、八字撐架加固法、改橋為涵加固法等進行橋梁加固可達到滿意的加固效果。纖維增強塑料加固法是指將玻璃、碳、塑膠等纖維應(yīng)用環(huán)氧樹脂粘劑拌和組成纖維增強的符合材料，用于橋梁加固的一種方法，以提高橋梁混凝土構(gòu)件的承載能力，改善橋梁結(jié)構(gòu)抗沖擊能力和耐疲勞性，且具有較好的抗裂能力。
3 橋梁養(yǎng)護的建議
3.1 提高橋梁養(yǎng)護意識
針對橋梁養(yǎng)護工作中普遍存在的重視橋梁新建和公路養(yǎng)護的思想傾向，應(yīng)予以糾正。不斷提高相關(guān)工作人員的橋梁養(yǎng)護認(rèn)識，做到橋梁改建和檢修并重。在橋梁出現(xiàn)損毀或缺陷時積極進行橋梁的維修和加固，注重橋梁的日常檢查和維護，及早發(fā)現(xiàn)問題，切實保障橋梁運行的安全性。
3.2 加強各級工作人員的培訓(xùn)
橋梁養(yǎng)護工作是一項具有專業(yè)性和技術(shù)性的工種，目前公路養(yǎng)護管理系統(tǒng)在橋梁養(yǎng)護方面普遍缺乏專業(yè)的技術(shù)人員，相關(guān)管理人員缺乏橋梁養(yǎng)護知識和專業(yè)技術(shù)。近年來，我國橋梁養(yǎng)護管理水平在專業(yè)人才嚴(yán)重缺乏的情況下表現(xiàn)出明顯的滯后性，為改變這一情況，相關(guān)部門應(yīng)加強公路管理部門各級工作人員的培訓(xùn)，提高相關(guān)人員對橋梁養(yǎng)護的認(rèn)識，定期進行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，使其掌握橋梁缺陷檢測、日常養(yǎng)護、維修加固的方法。
3.3 增加橋梁養(yǎng)護投入
橋梁運行狀況的日常檢查需要對橋梁的結(jié)構(gòu)及附屬構(gòu)造進行觀察和測量，部分檢測需要空中作業(yè)。先進、精確的橋梁檢測設(shè)備能夠系統(tǒng)的檢測出橋梁的運行情況，幫助工作人員及時、全面的發(fā)現(xiàn)橋梁的缺陷和損壞，進而針對橋梁中所存在的具體問題規(guī)劃合理有效的養(yǎng)護方案，保證橋梁的使用性能和使用壽命。
4總結(jié)
近年來，我國交通運輸事業(yè)得到了迅速發(fā)展，橋梁作為交通運輸網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分也取得較為顯著的成就，橋梁養(yǎng)護及具體的維修和加固措施是關(guān)系交通安全的重要因素。橋梁維修加固的過程中，對交通運行的影響較小，除部分重型車輛需要短期繞行，無需中斷交通，且經(jīng)濟投入較少，社會效益及經(jīng)濟效益較明顯。橋梁維修加固技術(shù)形式眾多，只有科學(xué)運用維修加固技術(shù)，才能實現(xiàn)橋梁原有承載能力利用的最大化，減少養(yǎng)護投入，創(chuàng)造出理想的維修加固效果。
