談市政道路橋梁結(jié)構(gòu)加固方法
2015-06-18
一、前言:
經(jīng)過(guò)我國(guó)路橋設(shè)計(jì)施工人員多年的研究探索，結(jié)合我國(guó)路橋施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，在結(jié)合西方發(fā)達(dá)國(guó)家路橋設(shè)計(jì)施工的先進(jìn)理論和方法的基礎(chǔ)上，開(kāi)始形成了符合我國(guó)路橋施工國(guó)情的加固設(shè)計(jì)施工方法，到目前為止，已經(jīng)日趨成熟的主要有增大截面與配筋加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法、粘貼鋼板或碳纖維加固法、化學(xué)植筋加固法、噴射混凝土加固法。本文針對(duì)體外預(yù)應(yīng)力加固法、粘貼碳纖維加固法和化學(xué)植筋加固法等多種加固技術(shù)產(chǎn)生，這些加固方法各有優(yōu)劣，做出設(shè)計(jì)施工時(shí)候，必須結(jié)合各種設(shè)計(jì)施工的實(shí)際情況，做出科學(xué)合理的選擇。
二、市政道路橋梁結(jié)構(gòu)病害成因和加固流程分析
1.橋梁病害成因
橋粱結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以承受作用于其上的重力和附加力；結(jié)構(gòu)各部必須具有足夠的剛度，以使其在荷載作用下不產(chǎn)生過(guò)大的撓曲和變形；結(jié)構(gòu)各部尺寸必須具有適當(dāng)大小，以使其承受軸向壓力時(shí)的構(gòu)件不發(fā)生屈曲，喪失穩(wěn)定性。同時(shí)結(jié)構(gòu)也要具有較高的耐久性。由于作用荷載的隨機(jī)性、材料強(qiáng)度的離散性、制造與施工質(zhì)量的分散性、計(jì)算假定的近似性，致使在長(zhǎng)期使用過(guò)程中橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害，其具體原因如下：
(1)原設(shè)計(jì)荷載偏低，交通發(fā)展后車(chē)輛荷載增大，橋梁因承載能力不足而產(chǎn)生病害；（2）橋梁施工質(zhì)量差，未按設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)程實(shí)施；（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在缺陷，如采用橋型結(jié)構(gòu)不當(dāng)、設(shè)計(jì)假定不盡合理。（4）不重視橋梁后期養(yǎng)護(hù)工作，沒(méi)有及時(shí)消除己產(chǎn)生的病害；（5）洪水等自然災(zāi)害使橋梁產(chǎn)生損壞；（6）質(zhì)條件差，如滑坡、軟基等導(dǎo)致橋粱產(chǎn)生病害。
2.橋梁加固的一般流程
在橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生病害后，需要采取措施進(jìn)行加固維修或者更換。一般可采用如下的步驟,對(duì)舊橋進(jìn)行加固:
檢查橋梁損壞情況及現(xiàn)狀——調(diào)查橋梁現(xiàn)有交通狀況及歷史技術(shù)資料——進(jìn)行分析比較并提出改建或加固方案——付諸實(shí)施確定的方案,即進(jìn)行改建或加固施工。
三、道路橋梁結(jié)構(gòu)施工加固的意義
1.實(shí)施道路橋梁加固是保證運(yùn)輸安全的客觀要求
伴隨著運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，各種超重型車(chē)輛不斷投產(chǎn)使用，跨區(qū)域物資運(yùn)輸，跨區(qū)域的經(jīng)濟(jì)文化交流，旅游業(yè)的興起等一系列產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都嚴(yán)重使得道路橋梁出現(xiàn)了一定超負(fù)荷現(xiàn)象，使得道路橋梁的承載力不斷得到加重，加上道路橋梁受到風(fēng)雨霜凍等各種自然因素的侵蝕，已經(jīng)出現(xiàn)了一定的損害現(xiàn)象，存在著一定的安全隱患，因此，實(shí)施路橋加固，是保證運(yùn)輸安全的客觀要求。
2.是保證路橋的功能正常發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的必然選擇
交通運(yùn)輸業(yè)是關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)命脈的關(guān)鍵領(lǐng)域，不斷實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸業(yè)服務(wù)質(zhì)量的提升，就必須時(shí)刻保證道路橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施的功能正常，可以隨時(shí)發(fā)揮出這些基礎(chǔ)設(shè)施的正常效率，因此，加強(qiáng)對(duì)路橋的維護(hù)管理，加大路橋的加固護(hù)理，是提升整個(gè)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)效益的必然選擇。
3.市政道路橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)
近些年來(lái)，我國(guó)的道路為人們的生存發(fā)展提供了很多便利，有效的提高了人們的生活節(jié)奏和生活質(zhì)量，但不可否認(rèn)的是，道路交通網(wǎng)絡(luò)中，依然存在著一些細(xì)節(jié)處容易發(fā)生交通事故，比如，橋梁的坍塌，橋面的裂縫，橋欄折斷，甚至是橋上線(xiàn)纜的斷裂，使得道路橋梁隱藏著各種安全隱患，橋頭跳車(chē)等各種事故不斷發(fā)生，都是由于對(duì)橋梁的護(hù)養(yǎng)不力，負(fù)荷過(guò)度。因此，加強(qiáng)對(duì)道路的護(hù)理，是解決我國(guó)道路交通中，發(fā)生眾多交通事故，消弭安全隱患的重要之一。
四、道路橋梁加固技術(shù)探討
1.下部結(jié)構(gòu)處加固方法
?。ㄒ唬U(kuò)大基礎(chǔ)底面面積加固法
這種方法適合用于承載能力不足或過(guò)淺的深度，而磚石或混凝土剛性實(shí)體又是作為構(gòu)成墩臺(tái)的主要成分的情況。應(yīng)首先計(jì)算地基承載力以確定是否擴(kuò)大基礎(chǔ)底面面積。
（二）新建輔助檔土墻加固法和墩臺(tái)拓寬加固法
可新建輔助性的擋土墻以抵抗橋臺(tái)水平土壓力過(guò)大而造成橋臺(tái)傾斜現(xiàn)象的發(fā)生。利用舊橋基礎(chǔ)，靠墩臺(tái)蓋梁挑出懸臂加寬部分，以便于安裝上部結(jié)構(gòu)。此種情況為只加寬墩臺(tái)下部的蓋梁、墩臺(tái)身和基礎(chǔ)則不需予以加固。
2.上部結(jié)構(gòu)處加固方法
?。ㄒ唬蛎嫜a(bǔ)強(qiáng)層加固法
通常使用先鑿除舊橋面使其與原有主梁合二為一的方法來(lái)增大橋梁的有效高度，再在梁項(xiàng)土加鋪一層鋼筋混凝十層，以有效提高橋梁荷載橫向分布的能力;以便提高整體橋梁的承載能力。
?。ǘ┘哟蠼孛婷娣e和配筋補(bǔ)強(qiáng)加固法
通常采用加大構(gòu)件截面面積、提高配筋率等加固方法來(lái)解決橋梁剛、強(qiáng)度不足，穩(wěn)定性及抗裂性較差等問(wèn)題。這種方法通過(guò)增大橋梁側(cè)面或底面尺寸，增加梁的有效抗壓和抗彎強(qiáng)度來(lái)達(dá)到增加橋梁承載力的目的是被廣泛適用于橋梁和拱橋加固的方法。
?。ㄈ╁^噴漿混凝土加固法
通過(guò)高速?lài)娚錂C(jī)器的引入。新的混凝土混合物將被連續(xù)噴涂到錨鋼絲網(wǎng)面上，其硬化凝結(jié)后的表面將形成一個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這將加大橋梁的受力面積，從而使整體結(jié)構(gòu)變得更加完整，進(jìn)而能夠承受較大的外部負(fù)載。
?。ㄋ模┱迟N鋼板或碳纖維加固法
當(dāng)交通流量增加時(shí)，梁板的主梁承載能力小于負(fù)載壓力或受到嚴(yán)重銹蝕時(shí)，將極易產(chǎn)生嚴(yán)重的橫向裂縫。使用錨桂、粘結(jié)鋼板或碳纖維固定于混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱部位或受拉邊緣，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以鋼板或碳纖維代替額外的加強(qiáng)型鋼筋，從而實(shí)現(xiàn)增加橋梁承載力的目的。這種加固方法的特點(diǎn)是:不需要破壞被加固的原結(jié)構(gòu);施工工藝簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量較容易控制，施工工期短。
（五）體外預(yù)應(yīng)力加固法
此法實(shí)質(zhì)是作為施力工具用鋼絞線(xiàn)、高強(qiáng)度鋼絲或粗鋼筋等鋼材,施加體外預(yù)應(yīng)力對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu),抵消部分外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力用預(yù)加力產(chǎn)生的反彎矩,從而達(dá)到其極限承載力提高并舊橋使用性能改善的目的。該法顯著加固效果,有較強(qiáng)的適應(yīng)性, 經(jīng)濟(jì)效益明顯,橋梁加固正在被廣泛的應(yīng)用。
3.增設(shè)額外的縱梁加固法
當(dāng)橋墩基礎(chǔ)的安全性能良好，并具有足夠的承載能力時(shí)，可以使用一個(gè)額外的具有高承載能力的新的縱梁，以便使其與老梁連接成為個(gè)整體共同受力。在新的橋梁結(jié)構(gòu)下的主梁原來(lái)所承受的負(fù)載將進(jìn)行再次分配，從而加固了橋梁，改進(jìn)了其荷載能力和剛度。當(dāng)在主梁一側(cè)或兩側(cè)增設(shè)縱梁時(shí)，將同時(shí)具有加寬擴(kuò)大的作用。為確保新老混凝土能夠在-起共同發(fā)揮效用，一定要注意!舊梁和新梁之間的橫向聯(lián)系。
五、結(jié)束語(yǔ)
交通運(yùn)輸領(lǐng)域是我國(guó)關(guān)系到經(jīng)濟(jì)發(fā)展安全命脈的關(guān)鍵領(lǐng)域，交通運(yùn)輸?shù)陌踩P(guān)系到千萬(wàn)出行者的生命財(cái)產(chǎn)安全，關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)文化交流，因此，采取各種措施，將整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)中的安全隱患消除，我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展要求，是保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)政治安全的必然要求，路橋是我國(guó)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中的重要部分，在設(shè)計(jì)施工以及維修過(guò)程中實(shí)施加固技術(shù)，實(shí)施科學(xué)合理，符合實(shí)際情況的加固設(shè)計(jì)，做出嚴(yán)密穩(wěn)妥的技術(shù)施工，不斷加強(qiáng)施工設(shè)計(jì)質(zhì)量的監(jiān)督，是保證加固質(zhì)量，保證路橋功能完整，促進(jìn)我國(guó)道路交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的完善的客觀要求，必須嚴(yán)格科學(xué)實(shí)施，保證運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量與安全。
