淺談橋梁維修與加固的方法
2015-07-20
橋梁維修加固一般是針對三、四類橋梁而言的,對有缺陷的橋梁主要承重構(gòu)件進行補強,改善結(jié)構(gòu)性能,恢復(fù)和提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全度,提高其承載能力,使整個橋梁結(jié)構(gòu)能滿足規(guī)定的承重力要求,以延長橋梁的使用壽命。它與新建橋梁不同,維修加固需要綜合考慮橋梁自身的結(jié)構(gòu)形式,病害特點、橋梁所處環(huán)境、資金投入等多方因素,從某種意義上說,橋梁的維修加固比新建難度還要大。研究表明,加固改造舊橋的投資一般低于新建橋梁投資的40%左右,在低投資的情況下又要保證高的社會效益并不是件容易的事。
橋梁的維修加固工作主要從橋梁的上部承重結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)及橋梁附屬構(gòu)筑物等方面著手進行,現(xiàn)結(jié)合個人實際工作經(jīng)驗分別從這幾個方面進行簡單介紹。
1橋梁的上部承重結(jié)構(gòu)維修加固的方法
(1)粘鋼加固法。粘貼鋼板加固法是采用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其他薄弱部位,使鋼板與加固混凝土結(jié)構(gòu)形成整體,以提高構(gòu)件的抗彎、抗剪能力,提高原結(jié)構(gòu)的剛度,限制裂縫的開展,改善鋼筋與混凝土的應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)粘貼鋼板擬提高梁的抗彎強度時,鋼板粘貼在梁的底面。此時將鋼板和混凝土作為整體考慮,對鋼板與混凝土的局部剪切強度進行控制設(shè)計;當(dāng)擬提高梁的抗剪強度時,鋼板可粘貼在構(gòu)件側(cè)面,并與原構(gòu)件內(nèi)抗剪鋼筋方向一致。粘貼鋼板補強加固的合理設(shè)計應(yīng)控制在鋼板發(fā)生屈服之前,以保證混凝土不出現(xiàn)剪切破壞。
(2)橋面補強層加固法。橋面補強層加固法是通過在梁頂(橋面)上加鋪一層鋼筋混凝土層,使其與原有主梁形成整體,從而達到增大主梁有效高度和抗壓截面,增加橋面整體剛度,提高橋梁承載能力的一種常用且有效的方法。為了減小補強層增加的恒載,常將原有橋面鋪裝層鑿除,而且能使新老結(jié)合良好,共同受力。
(3)增大梁截面積加固法。鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)往往由于原結(jié)構(gòu)或由于施工質(zhì)量不佳等原因?qū)е略陂L期運營過程中出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象從而使結(jié)構(gòu)的承載能力降低,通常采用增大構(gòu)件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方法是增大梁底面或側(cè)面的尺寸,增配主筋,提高梁的有效高度和抗彎強度,從而提高橋梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋的加固。
(4)錨噴混凝土加固法。該法是借助高速噴射機械,將新混凝土混合材料連續(xù)地噴射到已錨鋼筋網(wǎng)的受噴面上,凝結(jié)硬化而形成鋼筋混凝土,從而增大橋梁的受力斷面,增加補強鋼筋,加強結(jié)構(gòu)的整體性,使其能承受更大的外荷載作用。這種錨噴加固法主要用于拱式橋梁,施工工藝簡單而且加固效果好。
2橋梁的下部結(jié)構(gòu)維修加固的方法
(1)擴大基礎(chǔ)加固法。由于橋梁的基礎(chǔ)承擔(dān)著橋梁的全部自重及橋面上的可變作用,因而橋梁基礎(chǔ)的加固成為橋梁加固工程中的重點。對于原基礎(chǔ)為擴大基礎(chǔ)的橋梁,如果因基礎(chǔ)的病害導(dǎo)致基礎(chǔ)承載力不足、基礎(chǔ)產(chǎn)生沉降或不均勻沉降、基礎(chǔ)產(chǎn)生滑移和傾斜、基礎(chǔ)局部掏空或損壞的情況下,可采用擴大橋梁基礎(chǔ)底面積的加固方法進行加固,該方法因受力明確、施工簡單、造價低廉而在實際加固工程中廣泛采用。
(2)增補樁基加固法。在樁式基礎(chǔ)的周圍補加鉆孔樁或打入鋼筋混凝土預(yù)制樁,并擴大原承臺,以此提高基礎(chǔ)承載力、增加基礎(chǔ)穩(wěn)定性,這種方法的優(yōu)點在于不需要抽水筑壩等水下施工作業(yè)。
(3)橋墩套箍加固法。對于樁柱式橋梁,當(dāng)橋墩由于基礎(chǔ)沖刷嚴(yán)重、埋置深度不夠,施工質(zhì)量控制不嚴(yán)等因素導(dǎo)致墩臺露筋及破損時,一般可對受損的墩臺采用鋼筋混凝土套箍進行補強加固。套箍可以沿墩臺身或樁身外側(cè)布設(shè),做成圈梁形式。
3橋梁附屬構(gòu)筑物維修的方法
(1)橋面鋪裝的維修。橋面鋪裝指的是為保護橋面板和分布車輪的集中荷載,用瀝青混凝土、水泥混凝土、高分子聚合物等材料鋪筑在橋面板上的保護層。其作用是保護橋面板防止車輪或履帶直接磨耗面,保護主梁免受雨水侵蝕,并借以分散車輪的集中荷載。橋面鋪裝的病害主要為原鋪裝層過薄、鋪裝中未設(shè)鋼筋網(wǎng)或含筋量過小、鋪裝與橋板間存在夾層、混凝土澆筑不密實引起的。
橋面鋪裝主要有瀝青混凝土和水泥混凝土鋪裝兩種形式。對于瀝青混凝土鋪裝病害形式,可以采用灌縫和挖補等日常手段進行維修,而對于水泥混凝土鋪裝的病害形式除采用上述修補方式處理外,最有效的就是對其進行徹底翻修。
(2)橋面伸縮縫的維修。橋面伸縮縫主要由傳力支承體系和位移控制體系組成,它的主要功能是將車輛垂直和水平荷載通過支承結(jié)構(gòu)傳遞到梁體,并適應(yīng)橋梁縱橫位移的變化和梁端翹曲發(fā)生的轉(zhuǎn)角變化。由于它設(shè)置在梁端構(gòu)造比較薄弱的部位,直接承擔(dān)車輛反復(fù)荷載作用,又大多暴露在大自然中,受到各種自然環(huán)境的影響。加之其裝置的性能及連接件等不盡完善,因而可以說伸縮縫是易損壞,難修補的部位,經(jīng)常會發(fā)生各種不同程度的缺陷。橋面伸縮縫的損壞,不僅影響著橋梁的正常使用,而且增大了養(yǎng)護維修的工程量,造成了一定的經(jīng)濟損失和不良社會影響,因此,必須對橋面伸縮縫進行經(jīng)常性的維修整治,以保證橋梁的正常使用。
伸縮縫的維修必須注意的重要問題:(1)當(dāng)原伸縮縫裝置的錨固鋼筋等損壞、松動或無錨固鋼筋需增設(shè)時,應(yīng)先鑿出錨孔后再安設(shè)鋼筋等錨固件。(2)在鑿除原有混凝土鋪裝時,不要損傷伸縮縫兩側(cè)橋面板混凝土及鋼筋。(3)對于橋面鋪裝層上容易產(chǎn)生車轍的凸凹不平處,要特別注意鋪筑后鋪筑材料時不應(yīng)產(chǎn)生高低差。
在實際生活中,橋梁的養(yǎng)護維修工作越來越重要。只有認(rèn)真地、不間斷地進行養(yǎng)護維修,才能保持橋梁的各組成部分均處于健康狀態(tài),確保橋梁抵抗自然災(zāi)害的能力,在保證安全運營的同時,最大限度地實現(xiàn)使用壽命。
