公路橋梁施工加固技術(shù)的探討
2015-09-07
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和交通事業(yè)的快速進步，交通量日益加大，原先修建的橋梁擔(dān)負著日益沉重的交通負荷，使得有些公路橋梁已經(jīng)顯露出安全隱患。因此，對舊橋進行加固不但有利于完善公路網(wǎng)絡(luò)，而且可以充分發(fā)揮原有交通設(shè)施的作用，促進經(jīng)濟快速發(fā)展。
1公路橋梁加固的必要性
與其他類型建筑物一樣，橋梁的“生命周期”要經(jīng)歷動工建造、使用運營和壽命老化三個階段。大橋是建造于土地之上造型特殊的建筑物，除了一般建筑物都要遭受到的風(fēng)雨侵蝕、熱脹冷縮等自然的環(huán)境破壞作用外，還會受到橋梁使用環(huán)境的不利影響，不可避免地產(chǎn)生各種形式的破壞。當(dāng)破壞影響積累到一定程度，就會對橋梁結(jié)構(gòu)的安全帶來威脅。因此，就必須針對橋梁的受損部位進行維修、加固和改造。
?。?）公路橋梁加固可以節(jié)省大量建設(shè)資金和社會資源。從經(jīng)濟角度上分析，適當(dāng)?shù)墓窐蛄杭庸淌┕た梢詾閲夜?jié)省大量建設(shè)投資，收到良好的社會效益和經(jīng)濟效益。通過采取適當(dāng)技術(shù)措施對舊橋進行加固和拓寬改造，一方面可節(jié)省舊橋拆除后又重建的大筆工程投資；另一方面，可恢復(fù)和提高舊橋原有的承載能力和交通運輸能力，盡量延長橋梁的生命周期，滿足現(xiàn)代運輸業(yè)發(fā)展需要。
?。?）公路橋梁加固確保橋梁的質(zhì)量。在原有公路橋梁的基礎(chǔ)上所進行的加固，除了大大提高公路橋梁通行能力和服務(wù)水平，最重要的是確保了橋梁的質(zhì)量，消除了運營中的安全隱患。
?。?）公路橋梁加固利于推動可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展成為人們的共識。所謂可持續(xù)發(fā)展是指不僅滿足現(xiàn)代社會人們不斷增長的需求，又不以傷害子孫后代的發(fā)展空間為代價。這是一種經(jīng)濟發(fā)展、社會進步、環(huán)境資源各方面密切聯(lián)系而又統(tǒng)籌兼顧的模式?？沙掷m(xù)發(fā)展要在達到經(jīng)濟發(fā)展目標(biāo)的前提下，保護人類生存的自然資源，讓我們的后代能夠在一個更好的環(huán)境中生活和工作。
2公路橋梁加固的基本要求
加固設(shè)計以原橋為基礎(chǔ)，在不改變原橋結(jié)構(gòu)型式的前提下，對原橋主要受力構(gòu)件進行加固，加固設(shè)計必須考慮以下幾個重點要求：
?、傧虏拷Y(jié)構(gòu)具有足夠的潛力。
?、诩庸毯蟊仨氁_到能通過重噸的單車的要求。
?、垡驗橄虏渴呛降?，所以在跨中腹板和斜腿加固過程中，應(yīng)盡量保持原有凈空，不得使下部空間削減過多。
?、軐Ω鏖_裂構(gòu)件的表面進行修補，保證構(gòu)件表面光滑而連續(xù)。
?、菰谘a強的同時，應(yīng)注意加固物本身自重對原橋的影響。
⑥加固后保持橋梁的整體美觀。
3公路橋梁施工加固技術(shù)
3.1增大截面法
增大截面法是一種增大構(gòu)件截面面積和配筋的傳統(tǒng)加固方法。廣泛應(yīng)用于混凝土梁、板、柱的加固。這種方法的主要優(yōu)點有;施工技術(shù)難度小，對施工的條件和人員要求都不高，幾乎不需要特殊的技術(shù)和加固設(shè)備;可廣泛用于一般梁、柱、板、墻等混凝土結(jié)構(gòu);在結(jié)構(gòu)允許的情況下，增大截面法可以大幅度地提高構(gòu)件的承載力以滿足設(shè)計要求。但其缺點也是相當(dāng)明顯的，主要有增加構(gòu)件的自重，尤其是加固梁的時候，自重的增加對梁影響非常大;工作量相對較大，加固周期太長，而且還需要濕作業(yè)，養(yǎng)護起來比較麻煩;需要較大的作業(yè)空間，甚至需要完全清空建筑物，加固后對外觀影響較大。
3.2粘貼鋼板加固法
外部粘貼鋼板加固法是一種把鋼板粘貼在構(gòu)件表面的常用的加固方法，通過外粘的鋼板提高構(gòu)件的承載力、剛度。該方法的主要優(yōu)點有施工速度較快，一般花二天左右的時間即可把粘貼的鋼板加壓固化。和增大截面法相比，它占用的空間很小，鋼板的粘貼位置比較靈活，除了在梁底粘貼可以提高受彎承載力外，在兩側(cè)粘貼也能提高受剪承載力，這些位置的粘貼不但可以提高承載力還可以封閉及限制結(jié)構(gòu)的裂縫。粘貼鋼板的缺點主要為對施工人員的素質(zhì)要求比較高，施工需要由專業(yè)隊伍施工，材料費用及施工用費用較高。另外耐腐蝕、耐火性和耐久性差也是限制該方法使用的重要因素。
3.3粘貼纖維復(fù)合材料加固法
粘貼纖維復(fù)合材料加同方法是一種把纖維復(fù)合材料粘貼在構(gòu)件表面的常用的加固方法。纖維復(fù)合材料最早主要用于航空航天等高科技領(lǐng)域，隨著技術(shù)的進步和工藝的成熟，才逐步應(yīng)用于船舶、汽車等領(lǐng)域。該方法的優(yōu)點有：據(jù)自然和加速暴露試驗表明，50年的時間內(nèi)，復(fù)合纖維材料的抗拉強度以及與混凝土粘結(jié)強度相當(dāng)于不發(fā)生改變;施工速度快，不用使用大型機械;合纖維材料自身重量很輕，幾乎不增加構(gòu)件的自重，能廣泛應(yīng)用于橋梁，廠房、梁柱的加固;碳纖維的強度是普通鋼材十倍以上，加固同一構(gòu)件，所需的材料就大大降低。粘貼纖維復(fù)合材料加固也不是十全十美，它自身也有一些缺點;粘貼纖維復(fù)合材料幾乎不提高結(jié)構(gòu)的剛度，對于要控制結(jié)構(gòu)撓度的結(jié)構(gòu)，該方法不能得到很好的效果;復(fù)合材料的表面需要涂上保護漆，防止樹脂在高溫下軟化失去強度，對復(fù)合材料的防火保護措施較麻煩，而且需要花費大量的金錢;復(fù)合材料的延性較差，使得該材料容易發(fā)生脆性破壞，這也表明了粘貼纖維復(fù)合材料加固并不是簡單地用復(fù)合材料代替鋼筋，復(fù)合材料缺乏鋼筋的延性。
3.4體外預(yù)應(yīng)力加固法
體外預(yù)應(yīng)力體系由體外預(yù)應(yīng)力孔管、漿體、錨固體系和轉(zhuǎn)向塊等部件組成。根據(jù)被加固結(jié)構(gòu)受力要求不同，預(yù)應(yīng)力拉桿又分為三種，即水平拉桿、下?lián)卫瓧U和組合式拉桿。水平拉桿使用在正截面受彎承載力不足的加固，同時可減小梁的撓度，縮小原構(gòu)件的裂縫寬度。下?lián)问嚼瓧U適用于斜截面受剪承載力、正截面受彎承載力均不足的受彎構(gòu)件加固同時又可減小梁的撓度，縮小原構(gòu)件的裂縫的寬度。組合式拉桿一般用兩根水平拉桿，兩根下?lián)问嚼瓧U，使用于正截面受彎承載力嚴重不足而斜截面受剪承載力略為不足的加固，同時也可減小受彎構(gòu)件的撓度、縮小裂縫的寬度。體外預(yù)應(yīng)力法具有以下優(yōu)點;預(yù)應(yīng)力索布置在混凝土外，便于檢查、養(yǎng)護、更換，梁體截面削弱小，索力可檢測、能夠多次張拉，可以充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力索的效益;應(yīng)力變化幅度小，疲勞影響小。由于其與混凝土截面變形不協(xié)調(diào)，索力增量均勻，體外索因軸向應(yīng)力變化引起的疲勞較小;在自重增加很小的情況下，能大幅度改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的受力，提高承重結(jié)構(gòu)的強度和抗裂性;可以在不限制通行的情況下進行加固施工，對橋梁營運影響小;簡化了預(yù)應(yīng)力筋曲線，體外索僅在轉(zhuǎn)向、錨固塊處設(shè)置預(yù)埋管道，減小了摩阻損失;體外預(yù)應(yīng)力法既可作為重車過橋的臨時加固手段，又可作為永久性提高橋梁荷載等級的措施。
3.5高強鋼絞線網(wǎng)一聚合物砂槳法
高強鋼絞線網(wǎng)一聚合物砂漿法加固技術(shù)主要是采用高強鋼絞線作為受力鋼筋，提高原有加固梁的配筋率，從而提高原有構(gòu)件的剛度和承載力，以聚合物砂漿作為粘結(jié)劑和鋼絞線網(wǎng)的保護層，利用其自身良好的性能達到粘結(jié)良好、抗腐蝕、耐高溫等優(yōu)良性能。高強鋼絞線網(wǎng)一聚合物砂漿法加固技術(shù)有些類似于加大截面加固法，但是其加固面積很小，用高強鋼絞線代替鋼筋達到更加良好的加固效果，從承載力提高的角度來說，復(fù)合砂漿的貢獻并不大，主要是對鋼絞線提供一系列保護。
結(jié)語
實踐表明，采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)，對恢復(fù)和提高舊橋的承載能力和通行能力，延長橋梁的使用年限，以滿足現(xiàn)代化交通運輸?shù)男枰强尚械摹?br />
