現(xiàn)代橋梁加固技術(shù)淺談

王　舉

[摘要]由于施工質(zhì)量和橋梁設(shè)計(jì)等各方面原因，使得橋梁加固成為必要，所以有必要對(duì)現(xiàn)有橋梁的加固問題進(jìn)行研究和探討。論述橋梁加固的概念和原因，介紹幾種常用的加固技術(shù)，并對(duì)新技術(shù)加以探討。

[關(guān)鍵詞]橋梁 加固技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0520085－01

一、橋梁加固的概念和原因

橋梁加固也就是通過有效的措施，使受損橋梁結(jié)構(gòu)恢復(fù)其原有的技術(shù)功能，或通過改變結(jié)構(gòu)的傳力途徑而減少構(gòu)件的荷載效應(yīng)，或在已有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提高結(jié)構(gòu)的承載能力，以滿足新的承載條件和使用功能的要求。主要來講自橋梁建成之始，不久就會(huì)產(chǎn)生維修、改造和加固的需求，也就是要針對(duì)橋梁所發(fā)生的不能滿足繼續(xù)使用的狀況進(jìn)行處理。不能滿足繼續(xù)使用以下3種情況。（1）橋梁使用一定年限之后，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)陳舊老化、破損影響到它原有設(shè)計(jì)能力而危及運(yùn)行的，必須予以修補(bǔ)，使之恢復(fù)到原有設(shè)計(jì)的承載能力。（2）橋梁基本完好，但當(dāng)初設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，經(jīng)過一段時(shí)間的交通發(fā)展，荷載標(biāo)準(zhǔn)或橋上、橋下的凈空不能滿足新交通的需要，需對(duì)其加強(qiáng)才能適宜新的交通。（3）橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)合理，結(jié)構(gòu)基本完好，但橋梁遇到某種特殊需要，是原設(shè)計(jì)所沒有包括在內(nèi)的荷載或結(jié)構(gòu)變化的添加，而需要臨時(shí)加強(qiáng)的。其次另外兩個(gè)問題在近幾年來也逐漸引起了大家的重視：一是在以往某些施工和管理水平較低的情況下，缺漏鋼筋、構(gòu)件偏位、構(gòu)件尺寸不符合圖紙要求甚至偷工減料、以爛充好等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。這些問題對(duì)橋梁的正常運(yùn)營造成了極大的隱患，不得不通過檢測和相應(yīng)加固來消除。二是目前嚴(yán)重的汽車超載現(xiàn)象。橋梁的超載一方面可能引發(fā)疲勞問題。超載會(huì)使橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加劇，甚至?xí)霈F(xiàn)一些超載引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。

總的來講橋梁加固，可以延長橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁重新能滿足交通的需求，還可以緩和

橋梁投資的集中性。加固橋梁不是新建項(xiàng)目，一般來講不是領(lǐng)導(dǎo)人的政績。但加固橋梁卻是預(yù)防和避免橋梁的坍塌造成物資損失和人身傷亡的必要手段。

二、傳統(tǒng)橋梁加固技術(shù)

（一）增大混凝土截面加固技術(shù)。增大混凝土截面加固技術(shù)時(shí)在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再澆筑一定厚度的鋼筋混凝土，這是對(duì)鋼筋混凝土橋加固的一種常用的改造技術(shù)。增大混凝土截面一般采用兩種方式，一種是加厚橋面板；另一種是加大主梁肋的高度和寬度。加厚橋面板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，先將原橋面鋪裝層鑿除，在橋面板上澆筑一層新的混凝土補(bǔ)強(qiáng)層，使其與原T梁形成組合斷面，用以提高抗彎剛度以達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)的效果。后者則使梁肋下緣采用鋼筋混凝土加寬加高，通常存加大的下緣混凝土截面中加設(shè)主筋，用以提高截面的承載力，達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)加固的效果，該方法僅適用于具有梁肋的橋梁加固，對(duì)于板梁、箱梁不宜實(shí)施。但是此方法只對(duì)較小跨徑的T梁橋或板橋較為適用。一般采用此法加固后橋梁剛度明顯提高，承載能力也能取得較好的效果。

（二）塞縫灌漿技術(shù)。塞縫灌漿一般用于處理橋梁上、下部結(jié)構(gòu)裂縫，灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧樹脂漿、環(huán)氧樹脂、砂漿等，具體采用哪一種，應(yīng)視實(shí)際情況而定。通常水泥漿用于石砌墩、臺(tái)和拱圈裂縫，由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂，采用水泥漿造價(jià)低、效果好。環(huán)氧樹脂漿一般用于鋼筋土混凝土結(jié)構(gòu)物，因?yàn)殇摻罨炷翗?gòu)件產(chǎn)生的裂縫較小，易灌滿，粘結(jié)性好；環(huán)氧樹脂砂漿多用于橋面裂縫。塞縫灌漿技術(shù)的通常做法是：先用1：1水泥砂漿勾縫，勾縫時(shí)須預(yù)留直徑約6-8mm的灌漿孔，孔距視裂縫寬度而定，縫寬處孔距為0.6－1.0m，縫小處孔距為0.4－0.6m。待勾縫砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后即可灌漿。鋼筋混凝土梁的裂縫較小，用環(huán)氧樹脂勾縫，同時(shí)要留孔灌漿，孔距一般為0.25－0．3m，灌漿方法與灌水泥漿大致相同。在公路舊橋加固中，塞縫灌漿是綜合處治的方法之一，用得比較普遍，通過試載及使用觀察，效果較好。

三、橋梁加固新技術(shù)的探討

（一）復(fù)合材料加固技術(shù)（FRP）。復(fù)合材料FRP由纖維及網(wǎng)型樹脂兩部分構(gòu)成。目前常用的復(fù)合材料有E一玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維三種，其中又以碳纖維（CFRP）材料應(yīng)用得最為廣泛，這里作為代表著重介紹。碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）復(fù)合材料是由碳纖維及其聚合物基質(zhì)（如聚醋、乙烯基醋、環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂）組合而成。碳纖維主要是增加剛度和強(qiáng)度，而聚合物基質(zhì)是增強(qiáng)彈性和韌性。與傳統(tǒng)的粘貼鋼板或加大混凝土截面等加固技術(shù)相比，碳纖維布具有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐性、柔韌性好、電磁呈中性等諸多優(yōu)點(diǎn)。利用此項(xiàng)技術(shù)加固土木工程結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)耐久性強(qiáng)、施工周期短、加固成本低等顯著特點(diǎn)。

（二）SRAP加固方法。SRAP加固方法是一種新的導(dǎo)入預(yù)應(yīng)力概念的橋梁加固方法。其利用SR增強(qiáng)材料的高強(qiáng)特性和AP樹脂砂漿防腐防水、粘合力強(qiáng)的特點(diǎn)，通過特殊的方法對(duì)SR高強(qiáng)材料施加預(yù)應(yīng)力，從而達(dá)到對(duì)橋梁的加固。預(yù)應(yīng)力的施加：把膨脹螺栓錨固于粱底兩端，軟鋼絲的兩端用螺旋扣環(huán)固定于膨脹螺栓上，通過把絲扣反向的螺旋扣環(huán)旋緊施加預(yù)應(yīng)力。SRAP加固方法的特點(diǎn)主要是：AP樹脂砂漿可以同時(shí)對(duì)混凝土建筑物進(jìn)行修補(bǔ)和加固，粘結(jié)可靠；AP樹脂砂漿與原混凝土構(gòu)件的機(jī)械性能（彈性系數(shù)、熱膨脹系數(shù)）類似，力學(xué)性能相同，采用了氧化鋁粉混凝土，增加了耐化學(xué)性能，提高了收縮補(bǔ)償效果，采用了聚糖增粘劑，提高了黏著力和結(jié)合力，使施工性能得到提高，對(duì)硬化材料給予保濕性，具有保濕砂漿的優(yōu)秀性能；AP樹脂砂漿可噴射，也可涂抹，施工方便；對(duì)加固平面沒有特殊的平整性要求；自重增加很少；具有較高的疲勞荷載抵抗力。

（三）植筋加固橋面技術(shù)。在橋面破壞修復(fù)中，通常是先完全鑿除舊橋面再換鋪新橋面，這樣一是費(fèi)工費(fèi)時(shí)，二是經(jīng)濟(jì)效益也不理想。對(duì)此，有人提出采用植筋技術(shù)。在舊橋面上直接加一層新橋面，這樣不僅充分利用了舊橋面，而且縮短施工時(shí)間，經(jīng)濟(jì)效益也很顯著。采用植筋技術(shù)，對(duì)舊橋面進(jìn)行簡單的清潔處理，然后平行舊橋面鋼筋，按計(jì)算深度和規(guī)定間距鉆孔，再將鋼筋植入孔內(nèi)，再采用同級(jí)別的混凝土填孔，并澆筑新的橋面層。在這種橋面加固技術(shù)中，新舊橋面的連接是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，尤其是界面的抗剪強(qiáng)度。該方法的缺點(diǎn)是計(jì)算比較復(fù)雜，不僅要計(jì)算新橋面層的厚度以滿足承載要求，而且剪力植筋應(yīng)有適當(dāng)?shù)穆裆?，需?jīng)過計(jì)算確定。另外，植筋點(diǎn)的選擇也是一個(gè)問題，既要避開原鋼筋，還要與原鋼筋保持一定的距離，以滿足鉆孔操作要求。最后，就是植筋后要往孔內(nèi)注入混凝土，雖然混凝土量比較少，但是混凝土的膨脹和收縮也是一個(gè)不得不考慮的問題。

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