橋梁加固設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)探討

摘 要：橋梁工程是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要組成部分，其在經(jīng)過一段時(shí)間的使用之后，由于受到多種因素的影響，其會出現(xiàn)裂縫、鋼筋銹蝕和混凝土碳化等病害，對橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性會產(chǎn)生不同程度的影響，因此要對其進(jìn)行必要的評估檢測，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行加固處理。對于橋梁加固工作而言，如果盲目的進(jìn)行，則會造成更加嚴(yán)重破損。文章首先對橋梁常見病害問題進(jìn)行了簡要分析，然后對橋梁加固設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)的探究，以促進(jìn)我國橋梁工程可持續(xù)健康的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；加固設(shè)計(jì)；關(guān)鍵技術(shù)

在我國國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的現(xiàn)階段，城市化建設(shè)進(jìn)程的逐漸深入使得我國的交通量和車載量都呈現(xiàn)出迅速增長的趨勢，橋梁作為城市發(fā)展中重要的一項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施，其所承受的負(fù)荷也隨之呈現(xiàn)出逐年增大的態(tài)勢，特別是在交通行業(yè)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的當(dāng)下，對橋梁結(jié)構(gòu)的安全性產(chǎn)生了不同程度的影響，一些老舊橋梁的損害情況最為顯著。據(jù)相關(guān)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國每年因橋梁事故所造成的損失十分巨大，對橋梁加固工作也提出了越來越高的要求。橋梁加固設(shè)計(jì)對于延長橋梁的使用壽命和保護(hù)通行安全等方面具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，因此要對橋梁加固設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)予以掌握。

1 橋梁常見的病害

1.1 裂縫

裂縫是橋梁使用過程中最為常見的一種病害。當(dāng)橋梁出現(xiàn)裂縫問題之后，會對橋梁的實(shí)際承載力產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響，對于橋梁的正常使用會產(chǎn)生較大程度的不利影響，因此設(shè)計(jì)人員要對裂縫的類型和出現(xiàn)原因進(jìn)行及時(shí)的分析和準(zhǔn)確的判斷，對裂縫會產(chǎn)生的危害程度進(jìn)行科學(xué)的評估，對其采取針對性的加固處理措施，保證施工工藝選擇的合理性和可靠性。

1.2 鋼筋銹蝕

對于橋梁工程而言，其結(jié)構(gòu)形式大多數(shù)都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由于長期受到外部因素的影響，使得氧氣通過混凝土縫隙進(jìn)入到內(nèi)部當(dāng)中，并通過一些介質(zhì)實(shí)現(xiàn)迅速的擴(kuò)散，使得其內(nèi)部的鋼筋會不可避免的出現(xiàn)銹蝕的問題。當(dāng)鋼筋出現(xiàn)銹蝕問題之后，其體積會膨脹至原來的2倍以上，受到較大擠壓力的影響，對鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力受到破壞，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫或脫落的問題，其承載力的減小對橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性埋下了嚴(yán)重的安全隱患。

1.3 混凝土碳化

混凝土是一種復(fù)合材料，其主要的構(gòu)成原材料為水泥砂漿和骨料，而水泥砂漿的主要構(gòu)成成分則是CHS凝膠，其呈現(xiàn)出網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，存在一定的縫隙，使得骨料和水泥砂漿之間也存在著微小的裂紋，因此混凝土具有較好的滲透性。當(dāng)空氣中的二氧化碳進(jìn)入到混凝土當(dāng)中的時(shí)候，其會形成碳酸，經(jīng)過一系列的反應(yīng)之后使得混凝土出現(xiàn)碳化現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼筋表面上的薄膜脫落，甚至造成鋼筋的直接崩裂，對于橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性構(gòu)成了嚴(yán)重的影響。

2 橋梁加固設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 主梁和基礎(chǔ)墩臺的加固技術(shù)

2.1.1 增大截面法

增大截面法實(shí)際上就是在橋梁原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上重新澆筑一定厚度的鋼筋混凝土，主要包括了兩種常見的方式，其一是加厚橋面板，其二是增加主梁肋和高度和寬度。在橋梁結(jié)構(gòu)的下方增設(shè)一定數(shù)量的主筋能夠較好地提高橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載力，通常適用于具有梁肋的橋梁，特別是對小跨徑的T型梁橋更加適合。

2.1.2 擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法

擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法實(shí)際上就是對橋梁基礎(chǔ)的底面積進(jìn)行增加，以此來提高橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在地基的土質(zhì)結(jié)構(gòu)較為堅(jiān)硬的情況之下，當(dāng)橋梁基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降的狀態(tài)時(shí)，可以選用擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法進(jìn)行加固。當(dāng)橋梁基礎(chǔ)底部的地基承載力無法滿足實(shí)際要求的時(shí)候，可以在其底部打入樁基，一般情況下適用于基礎(chǔ)埋深過淺和基礎(chǔ)承載力不足的橋梁。

2.2 橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，實(shí)際上是對混凝土界面外部的預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，利用轉(zhuǎn)向塊和體外筋端部錨具將預(yù)應(yīng)力傳遞到混凝土的構(gòu)件當(dāng)中；其技術(shù)具有施工周期短、應(yīng)力變化幅度小和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在混凝土舊橋結(jié)構(gòu)的加固處理工程中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較為廣泛的應(yīng)用。在采用橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的過程中應(yīng)對以下幾方面加以注意：（1）與其他加固技術(shù)相比較而言，橋梁體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的施工操作較為簡單，可以較大程度地對施工作業(yè)予以簡化，在梁肋中不需要額外設(shè)置管道，對于體外受力筋也可以進(jìn)行更換，為后期維修和養(yǎng)護(hù)提供了便利。（2）對于體外預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)計(jì)來說，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)位或者更換。（3）為了提高預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際利用效率，需要對鋼筋的摩阻損失進(jìn)行有效的控制。

2.3 錨噴混凝土加固技術(shù)

錨噴混凝土加固技術(shù)的應(yīng)用實(shí)際上是利用高壓噴射設(shè)備將混凝土組合物以高速在修復(fù)面上進(jìn)行噴灑和覆蓋，首先需要將錨桿在需要加固的部位處實(shí)現(xiàn)錨入，其次再對加固鋼筋進(jìn)行架設(shè)，盡可能選擇水灰比較小的混凝土，這種加固技術(shù)具有施工速度快、質(zhì)量可靠等優(yōu)勢。按照混凝土的組成進(jìn)行劃分，可將其分為一般混凝土錨噴和增加纖維混凝土錨噴；以混凝土為標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行劃分，錨噴混凝土加固法主要包括了濕式錨噴、干式錨噴、SEC錨噴和潮式錨噴幾種類型。對于濕式錨噴而言，其水泥水灰比應(yīng)控制在0.5左右；干式錨噴的水泥水灰比應(yīng)不大于0.25；潮式錨噴的水泥水灰比則要控制在0.25-0.35的范圍當(dāng)中。

2.4 橋梁碳纖維加固技術(shù)

碳纖維材料具有較高的強(qiáng)度和彈性，使用粘貼劑將其粘貼在橋梁表面之上，能夠與橋梁結(jié)構(gòu)對荷載實(shí)現(xiàn)共同的承擔(dān)，使得橋梁的抗壓和抗拉剪能力實(shí)現(xiàn)較大程度的提升。橋梁碳纖維加固技術(shù)的具體施工步驟包括了以下幾方面的內(nèi)容：（1）要對橋梁中需要加固處理部位中混凝土出現(xiàn)風(fēng)化的表層進(jìn)行及時(shí)的清理，鑿毛使其露出新茬。（2）在施工面上均勻的涂抹樹脂，確認(rèn)沒有出現(xiàn)被遺漏的部分；當(dāng)其達(dá)到不粘手的效果的時(shí)候，利用修平樹脂對其表面予以修平，之后在其表面上涂刷一層厚度為3-5mm的浸漬樹脂，保證其均勻的覆蓋在施工基面之上。（3）在浸漬樹脂的表面上鋪設(shè)碳纖維布，利用棍子將其中存在的空氣擠壓出來，使得碳纖維布能夠較好的融于浸漬樹脂，然后再涂抹一層厚度為1-2mm的浸漬樹脂。（4）為了保證其與周圍建筑物具有一致性，還需要進(jìn)行必要的表層裝飾。

3 結(jié)束語

綜上所述，橋梁加固改造工程是一項(xiàng)復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，對于橋梁結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性、實(shí)際使用壽命和人們的通行安全等方面具有十分重要的意義。由于受到多種因素的影響，橋梁在經(jīng)過一段時(shí)間的使用之后會出現(xiàn)裂縫、鋼筋銹蝕和混凝土碳化等病害問題，在對橋梁進(jìn)行加固設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，應(yīng)該對橋梁的實(shí)際情況進(jìn)行充分的分析，對加固技術(shù)進(jìn)行合理的選擇，如錨噴混凝土法、構(gòu)件截面增大法、基礎(chǔ)擴(kuò)大加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)以及碳纖維加固技術(shù)等，在提高橋梁安全性和耐久性的基礎(chǔ)之上，進(jìn)而對我們經(jīng)濟(jì)效益和社會效益做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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