淺談公路橋梁加固技術
2016-12-19
橋梁是公路的重要組成部分，隨著交通運輸量大幅度提高，行車密度及車輛載重越來越大，跨河橋梁和高架橋梁在交通工程中的重要性與日俱增。我們發(fā)現(xiàn)橋梁的混凝土開裂、剝落、衰變及鋼筋的銹蝕(管道灌漿不飽滿普遍存在)對橋梁的損害問題非常嚴重，已需要大量的資金和技術來維護或改建，再加上出現(xiàn)隱患時不可能過長時間的重新徹底的重建，這樣就需要在產(chǎn)生隱患時進行一番加固。解決橋梁加固中存在的問題，運用方法對舊橋進行維修加固，提高承載能力，確保交通運輸安全是目前乃至今后面臨的主要任務。
1 公路橋梁存在的常見病害
1.1 預應力空心板梁底面縱向裂縫
裂縫主要分布在空心板底面中央及兩側，位置為預應力鋼筋(束)所在處，裂縫形態(tài)為沿預應力鋼筋分布縱向通長或斷續(xù)通長裂縫。
1.2 T梁翼板底面縱向裂縫
裂縫分布在翼板與腹板交接部位或翼板底面中央，呈順橋向縱向分布。
1.3 T梁腹板豎向裂縫
裂縫分布在T梁腹板側面，部分裂縫延伸到T梁底面及翼板，發(fā)生的部位從1/4跨開始到3/4跨附近都存在，支點附近為裂縫為斜向裂縫，跨中附近為豎向裂縫，底面及翼板裂縫為橫向裂縫。
1.4 連續(xù)箱梁的大量裂縫
連續(xù)箱梁的裂縫主要有翼板底面的橫向裂縫，箱梁底面的橫向裂縫及箱梁腹板的豎向裂縫。
1.5 連續(xù)箱梁的縱向裂縫
連續(xù)箱梁的沿預應力走向的縱向裂縫：裂縫形態(tài)為箱梁腹板側面，沿預應力束的位置，縱向裂縫分布與預應力位置對應。
1.6 鋼筋銹蝕病害
鋼筋發(fā)生銹蝕，銹蝕部分的體積可膨脹至原體積的10倍，容易擠壓周圍混凝土，導致混凝土開裂、剝蝕，也會縮小截面的有效尺寸，影響結構的承載能力。銹蝕的直接后果是鋼筋斷面面積減小，鋼筋銹蝕還會降低混凝土對鋼筋的握裹力，銹蝕物外流，在結構表面形成銹跡，影響結構美觀。
1.7 墩臺基礎病害
橋梁墩臺基礎在長期使用過程中，要承受上部構造產(chǎn)生的荷載，而且風力、浮力、流水壓力、冰壓力和土壓力等外力作用也會對其產(chǎn)生影響。加之自然界中多種因素對其造成的壓力和大部分重型車輛通行的壓力，墩臺基礎常因此承受過多的重荷載，這就不可避免的影響了橋墩臺的安全使用。
2 公路橋梁加固的方法
2.1 預應力加固技術
這是一種改變體系的方法，對簡支架采用下?lián)问嚼瓧U體外預應力加固，即可視為改簡支梁為上承式桁架梁。通過預加力來抵消超過恒載作用力。在車輛通過時，這些體外拉桿是上部結構的組成部分并與原有梁體共同受力形成超靜定體系，各拉桿的張拉力將自動增加，進一步起到加強作用。
2.2 錨噴混凝土加固法
錨噴混凝土加固法指的是先將錨桿錨入補強部位結構內(nèi)，掛設補強鋼筋網(wǎng)，再噴射一定厚度的混凝土，使其與原結構共同承受外力的組合結構。此種加固法在漿砌片石板拱橋加固中運用較多。
2.3 橋面鋪裝加固法
2.3.1 局部修復鑿補法。鑿毛處理水泥混凝土鋪裝層的表面，直至露出骨料為止；用清水徹底沖洗斷面使其潤濕，然后用同一種類的水泥砂漿或其他粘結材料涂刷斷面，再將一層厚度為1～5厘米厚的水泥混凝土鋪筑在上面。
2.3.2 重新澆筑混凝土面板。橋面板破裂或出現(xiàn)其他嚴重損壞的部位，施工情況及混凝土質量都較差，也找不出合理的修補措施，在這種情況下，就要重新澆筑新的混凝土橋面板來加固橋面。澆筑過程中，必須拆掉原有的行車道鋪裝，并徹底清理車道表面，情況嚴重是還要鋪設短鋼筋，配置一層或兩層的鋼筋網(wǎng)，整體澆筑混凝土。
2.3.3 橋面補強層加固法。這種方法實際是重新在舊橋面上加鋪一層混凝土（或鋼筋混凝土補強層）進行橋面加固。采用該措施加固舊橋面，能修補存在剝離、裂縫等損壞現(xiàn)象的橋面板，同時也可以提高原梁板的有效高度，增強梁板的抗彎能力，使鉸結梁板的荷載橫向分布情況得到改善，進而增強橋梁的承載力。
2.3.4 其他方法。如再鋪設一層瀝青混凝土，利用混凝土粘結劑，或采用聚合物混凝土罩面法、環(huán)氧樹脂材料修補法和鋼纖維混土修補法等進行舊橋的修補和加固。
2.4 外包混凝土加固法
這種加固方法是通過擴大混凝土結構物的截面面積及配筋進行舊橋加固。該法主要通過以下兩種方式進行加固處理：一是增加橋面板厚度，二是加高或加寬主梁梁肋。通過外包混凝土加固法加固橋梁，便于施工操作，施工設計成熟，且有很多加固經(jīng)驗可循，常被用在跨徑小的板橋、T梁橋的加固施工中。實踐證明，加固后大大提升了橋梁的剛度，橋梁的承載能力也符合設計要求。但施工時要經(jīng)過很長一段時間的濕作業(yè)，而且加固后會縮小建筑物凈空。
2.5 粘貼碳纖維布加固法
碳纖維是一種耐腐蝕、高強、質輕的新型材料，施工操作方便，施工單位常用這種材料進行舊橋加固。對混凝土構件進行加固時，每個構件的受力特點都存在一定的差異，將碳纖維布用粘結材料鋪貼在構件的表面，一方面能防止構件的變形程度擴大，另一方面能使構件的承載能力得以改善。在增強構件抗彎剛度、減少構件撓度和約束混凝土裂縫擴展方面常用到這種加固方法。補強結構外形復雜，若通過粘貼鋼板或外包混凝土加固法加固，難度系數(shù)較高，操作起來比較困難，而且原構造極易被粘貼鋼板損壞。而碳纖維布可根據(jù)結構外形的變化而靈活變化，易于施工，也可避免使用難度系數(shù)過高的施工技術。
2.6 橋下部結構加固法
橋臺尤其是有一定高度的橋臺，在行車荷載和土壓力的影響下，多會出現(xiàn)橋臺開裂錯位、翼墻外崩、凸肚等病害。有的石拱橋的跨徑和水流都比較小，可將鋼筋混凝土框架安裝在橋跨內(nèi)加固。
2.7 灌縫膠灌注法
如果梁體嚴重變形或出現(xiàn)結構裂縫，應加強實地觀測和試驗檢測，根據(jù)觀測現(xiàn)象對裂縫或變形的成因進行分析，同時采取相應的施工措施進行加固。如果梁體的剛度和承載能力都無法達到設計要求，則最好采用灌縫膠灌注處理裂縫，進而采用體外預應力加固法、粘貼碳纖維加固法、新澆注混凝土增大梁體截面加固法、種植或粘貼鋼筋加固法等補強措施，改善梁體的抗彎承載力。
3 總結
世界上很多國家不但興建新橋，而且也相當看重舊橋的利用價值，也在舊橋的研究上投入了大部分時間和精力。國內(nèi)在這個時期很重視基礎設施建設，更應該注重新的科學技術的自主研發(fā)，同時也要適當引進舊橋加固方面的材料設備和加固技術，制定合理的加固方案，從而充分利用建設資金，使我國橋梁建設真正步入“建養(yǎng)并重”的可持續(xù)發(fā)展道路。
