對橋梁梁板加固補強技術(shù)的探索
2015-05-27
一、前言
隨著時代的變遷發(fā)展，我國早期建造的橋梁荷載通常比較低，已經(jīng)不能滿足當(dāng)今交通運輸要求。再加上其他橋梁問題的出現(xiàn)，因為不能有效地對橋梁進行加固補救而造成的橋梁使用限制和交通運輸問題十分常見。所以針對我國橋梁的具體問題進行加固補強技術(shù)探索十分重要。
二、橋梁梁板常見問題分析
2.1 沒有足夠的承載能力
由于橋梁并沒有和地面直接貼合在一起，因此，在設(shè)計橋梁時，一定要充分考慮橋梁的負(fù)重?，F(xiàn)如今已經(jīng)建成的一些橋梁，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代大型車輛的通行，因此，會對橋梁造成損害。
2.2 不具備正常使用能力
前期建造的一些橋面并沒有足夠的寬度，而且橋梁的平面和縱斷面的線形線形標(biāo)準(zhǔn)太低，以致于橋上下通車凈空不足，引起橋梁不具備正常使用能力，無法正常行駛。
2.3 沒有進行合理的設(shè)計與施工
在建設(shè)前，沒有對橋梁進行合理的設(shè)計，以致于建成的結(jié)構(gòu)構(gòu)造沒有達到標(biāo)準(zhǔn)。這種缺陷在橋梁的運行早期名不明顯，但是運營一段時間以后就會逐漸出現(xiàn)一些病害。也有可能在橋梁的施工時，沒有正確的處理各個施工不住，以致于建成的橋梁在技術(shù)上存在一些缺陷，它們在橋梁的使用過程中便不斷的顯露出來。
2.4 沒有采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M行維修養(yǎng)護和加固處理
在橋梁建成以后，也可能由于護理的方式不對，導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)一些技術(shù)缺陷。比如橋面排水系統(tǒng)沒有做好，導(dǎo)致橋面滲水；在維修或是改進橋面載重時，恒載過大導(dǎo)致橋梁的自重過大，且沒有提高承載力；在維修支座時采用的方法不對，導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)也受到影響。此外，也有一些缺陷是由于橋梁加固不當(dāng)引起的。比如沒有合理地改變橋梁的結(jié)構(gòu)體系，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的一些關(guān)鍵部位的應(yīng)力遠遠超出限制；在加固時，沒有選擇合適的加固位置或施加的預(yù)應(yīng)力大小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)二次病害。
2.5 因受自然因素影響以致老化
隨著時間的飛逝，由于受到日照、風(fēng)吹等自然因素影響，導(dǎo)致現(xiàn)已建成的橋梁也會不斷的老化和損壞，橋梁的承載力、延性、剛度以及穩(wěn)定性也必然會不斷的下降。
2.6 因受人為和外力因素影響以致結(jié)構(gòu)損壞
橋梁也會因為一些人為和其他的外在因素，引起橋梁結(jié)構(gòu)的破壞。比如由于受到船舶撞擊等人為因素的影響，使橋的結(jié)構(gòu)在沖力的作用下，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損壞；不恰當(dāng)?shù)拈_挖河道，在橋梁下開挖巖溶或是礦山坑道，也會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的損壞。
2.7 超負(fù)荷運營
現(xiàn)代的交通運輸工具較多，競爭非常的激烈。由于一些特殊的原因，導(dǎo)致有的橋梁會出現(xiàn)超負(fù)荷運營，若是橋梁長期處于這種情況下，難免不導(dǎo)致橋梁的快速損害。
三、常用的橋梁梁板加固補強技術(shù)
3.1 粘貼鋼板法
所謂的粘貼鋼板法，實質(zhì)上就是利用環(huán)氧樹脂系列粘結(jié)劑的強烈的粘結(jié)功能，在橋梁的受拉緣或薄弱部位粘貼上鋼板，讓鋼板和原結(jié)構(gòu)物形成整體，然后一起承受橋面的壓力，有助于其剛度的提高和最初的鋼筋混凝土的應(yīng)力狀態(tài)的改變，阻止裂縫的進一步擴大，以實現(xiàn)構(gòu)件的抗彎能力以及抗剪能力的提高。
具體操作如下：（1）涂覆一層專用結(jié)構(gòu)膠于混凝土和鋼板表面，保持其涂層的厚度在2 mm左右，并用抹刀刮平，防止氣泡的生成。（2）在混凝土貼面貼上鋼板，加壓成型，并從鋼板邊緣擠出多余的膠，讓它們二者貼合的更加緊密。
這種加固方法具有施工簡便的優(yōu)點，并且粘貼鋼板并不會耗費太多的空間，也不會減少橋梁凈空；該方法施工周期短，也不會消耗較多的材料；可以按設(shè)計構(gòu)造需要來靈活的確定粘貼鋼板的加固范圍、部位與強度。
3.2 外包混凝土加固法
對于梁橋和拱橋等舊橋，需要增加它的橋梁截面和配筋，常用外包混凝土加固法對其進行加固處理。這種方法能夠有效的地提高橋梁構(gòu)建的剛度、強度抗裂性以及穩(wěn)定性能，也能有效地修補橋梁上的裂縫處。在設(shè)計橋梁加固方式時，應(yīng)以橋梁中需要加固構(gòu)建的具體情況為依據(jù)，如加固的目地、尺寸大小等因素，決定是采用單側(cè)、雙側(cè)、三側(cè)或是四周加固。根據(jù)加固的重點對象的不同，可以分為以加配鋼筋為主的加固和加大斷面為主的加固。前者在施工工時，應(yīng)按照鋼筋的間距等要求來確定適當(dāng)增大截面尺寸，必須要保證配筋的正常工作。后者在施工時，也需要適當(dāng)?shù)呐渲脴?gòu)造鋼筋，從而確保補加的混凝土能夠正常工作。在加固施工的過程中，必須要將新添置的鋼筋與舊鋼筋焊接，或是將所補的鋼筋用錨桿和原構(gòu)件進行連接，還需確保舊混凝土表面的清潔干凈，使新舊混凝土能夠更好的結(jié)合。
一般來講，外包混凝土加固法使用的混凝土為普通型的，強度等級一般高于C20 號。如果鋼筋致密且加固層較薄時，混凝土可用細(xì)石子型的，若是條件允許的情況下，也可采用鋼纖維型的。
3、粘貼碳纖維布法
相比于其他的集中加固方法，粘貼碳纖維布法對原結(jié)構(gòu)的受力影響較小。其具體操作就是在需要加固補強的橋梁部位的底面或內(nèi)壁，粘結(jié)上具有優(yōu)異抗拉性能的粘結(jié)材料，讓其與原結(jié)構(gòu)一起承受橋梁的受力，從而使舊橋的承載能力得到有效地提高。碳纖維布的粘貼位置因設(shè)置在沿橋梁的主拉應(yīng)力方向上，這樣能夠有效地防止混凝土表面產(chǎn)生裂縫或是阻止裂縫的進一步擴展，使構(gòu)件抗彎剛度得到一定的提高，且構(gòu)件撓度得到有效地減少，大大改善梁體受力狀態(tài)。現(xiàn)如今，舊橋結(jié)構(gòu)加固常用的碳纖維布主要有單向碳纖維層壓材料、單向碳纖維交織布、單向碳纖維布等。
四、如何決定是否進行加固補強
橋梁的加固方案并不是隨意選擇的，必須根據(jù)橋梁存在的病害、目前的技術(shù)狀況以及將來交通發(fā)展的趨勢等因素，確定好此橋梁是否有加固的必要，若是需要再選擇加固方法。可以通過比較的方式進行選擇，著重考慮技術(shù)經(jīng)濟效果，從而選擇具有耗費少、功效快、技術(shù)上可行、耐久性好等優(yōu)勢的方法。橋梁加固工作一般都不改變原結(jié)構(gòu)形式，若是在經(jīng)濟允許、情況復(fù)雜的情況下，才會考慮更改結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)然，若是采取加固措施了以后，橋梁仍然不能正常的進行使用，那么則可以考慮重新建筑橋梁的局部或全部。若是橋梁的損害較為嚴(yán)重，加固的費用占重建費用的30%以上的時，則可以認(rèn)為加固是沒有必要的，可以考慮重新建橋?？傊亟?jīng)濟上考慮，與重建橋相比，當(dāng)加固橋能夠節(jié)約大量的投資和材料，才被認(rèn)為是可行的。
小結(jié)
綜上所述，為了增加車輛通行的安全性和舒適性，對橋梁梁板進行必要的加固補強工作極其重要。此外，這項工作也有助于提高橋梁的使用壽命與質(zhì)量。因此，應(yīng)定時檢測橋梁的使用情況，以便及時的發(fā)現(xiàn)問題，然后采取適當(dāng)?shù)募庸萄a強技術(shù)對其進行處理。
