淺談橋梁加固技術(shù)

黃強(qiáng)

摘 要：橋梁是公路的重要組成部分，隨著交通運(yùn)輸量大幅度提高，行車(chē)密度及車(chē)輛載重越來(lái)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(kāi)裂、剝落、衰變及鋼筋的銹蝕對(duì)橋梁的損害問(wèn)題非常嚴(yán)重，已成為迫切需要解決的問(wèn)題。解決橋梁加固中存在的問(wèn)題，運(yùn)用方法對(duì)舊橋進(jìn)行維修加固，提高承載能力，確保交通運(yùn)輸安全是目前乃至今后面臨的主要任務(wù)。本文主要對(duì)我國(guó)現(xiàn)有橋梁現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對(duì)橋梁加固方法進(jìn)行了深入研究和探討。

關(guān)鍵詞：橋梁加固 原因 現(xiàn)狀 要點(diǎn)

引言：

所謂橋梁加固是指采取有效措施促使橋梁構(gòu)件和整個(gè)結(jié)構(gòu)承載能力以及使用性能得以提高，進(jìn)而達(dá)到公路交通發(fā)展所需。換言之，也就是橋梁施工人員根據(jù)橋梁存在的不足之處進(jìn)一步改善并加以利用。當(dāng)前我國(guó)各地都有大量舊橋需要處理，受其過(guò)去設(shè)計(jì)水平以及施工工藝本身的局限性限制，急需在施工設(shè)計(jì)使用的年限里采取有效加固和補(bǔ)強(qiáng)方法。在加固補(bǔ)強(qiáng)或者改造翻新舊橋時(shí)，必須最大程度的將現(xiàn)有資源利用起來(lái)，只有這樣才能確保它的使用安全，延長(zhǎng)它的使用壽命。

1、我國(guó)老、舊橋梁工程現(xiàn)狀

近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，汽車(chē)保有量增大，交通運(yùn)輸量大幅度增長(zhǎng)。許多前期修建的橋梁，由于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)及實(shí)際需求限制，設(shè)計(jì)承載能力低，車(chē)流少、橋體狹窄。

隨著車(chē)流增大，大型車(chē)輛載重大，我國(guó)橋梁工程負(fù)荷環(huán)境惡劣，前期修建的大批橋梁出現(xiàn)一定的損傷。常規(guī)橋梁中以梁橋、拱橋?yàn)橹?，普通梁橋的上部結(jié)構(gòu)常常伴有裂縫、露筋、局部破損等，且梁板受汽車(chē)震動(dòng)沖擊變形量大；下部結(jié)構(gòu)受風(fēng)蝕、水蝕作用，常常伴有墩柱混凝土麻面、剝落、露筋等。圬工拱橋更是存在抗震性能差，拱肋、拱波裂縫超限等問(wèn)題。橋梁的承載能力明顯下降，有相當(dāng)一部分成為危橋，嚴(yán)重影響影響了交通行駛安全、橋梁安全狀況迫待加以改善。

對(duì)于上述不能滿(mǎn)足現(xiàn)代交通運(yùn)輸要求的舊橋，如果拆除重建，將耗費(fèi)巨大的人力、物力、財(cái)力。因此，如果能在原橋基礎(chǔ)上采取有效的加固改造措施，提高它們的承載能力，將給國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。所以世界各國(guó)都把舊橋視為寶貴的財(cái)富，力求充分的利用舊橋價(jià)值，進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S修和加固，延長(zhǎng)其使用壽命，以滿(mǎn)足交通運(yùn)輸發(fā)展的需要，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，舊橋加固所需的費(fèi)用僅是新建橋梁的10%左右，由此可見(jiàn)舊橋加固經(jīng)濟(jì)效果十分顯著。

2、加固原則

加固工程實(shí)施前，首先要對(duì)舊橋進(jìn)行勘察，根據(jù)橋梁的使用現(xiàn)狀、病害以及未來(lái)周邊路網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)加固的必要性和可行性進(jìn)行評(píng)估，然后對(duì)各種加固方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行比較，選擇合理的加固方案。一般應(yīng)符合下列要求：

①與重建新橋相比，費(fèi)用節(jié)約60—70%以上才更能突顯改造價(jià)值。包括因加固橋梁中斷交通造成的經(jīng)濟(jì)損失。

②橋梁經(jīng)加固后，其承載力和繼續(xù)使用年限方面都滿(mǎn)足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

③經(jīng)勘測(cè)計(jì)算，橋梁下部地基基礎(chǔ)承載能力能滿(mǎn)足加固后所需提供的承載力。

④對(duì)加固技術(shù)是否安全可行及經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行全面評(píng)估，采用合理的加固措施。

3、橋梁加固方法

按照不同的加固部位劃分，橋梁加固可分為上部結(jié)構(gòu)加固、下部結(jié)構(gòu)加固。加固方法應(yīng)根據(jù)橋梁本身實(shí)際情況和環(huán)境來(lái)選擇，在橋梁上、下部加固前，應(yīng)先將橋梁的裂縫、麻面等病害處理完之后方才能實(shí)施。目前圬工拱橋的加固方法較為簡(jiǎn)單，無(wú)外乎拱圈加貼鋼板、加大不利構(gòu)件受力面積等。而對(duì)于雙曲拱橋，由于其受力特點(diǎn)本身存在不合理，在基本地震烈度大于7度地區(qū)不建議再做加固處理（建議拆除新建）。下面僅對(duì)常規(guī)梁橋的加固方法進(jìn)行簡(jiǎn)單探究。

3.1普通梁橋上部加固

涉及梁橋結(jié)構(gòu)問(wèn)題，經(jīng)常是梁板長(zhǎng)期受荷載作用導(dǎo)致的撓度過(guò)大、以及長(zhǎng)期的外部環(huán)境導(dǎo)致的混凝土老化、混凝土開(kāi)裂、鋼筋銹蝕等，是結(jié)構(gòu)承載力降低主因。加固設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)不同的病害特征采用相對(duì)應(yīng)的加固方法。

針對(duì)以上病害，常規(guī)做法是重做橋面鋪裝及修補(bǔ)梁板間橫向聯(lián)系。為了提高主梁承載能力，在修補(bǔ)外觀混凝土后，梁底貼鋼板或是碳纖維布、碳纖維板也是常見(jiàn)做法。體外預(yù)應(yīng)力加固法由于施工相對(duì)復(fù)雜，要求控制因素較多，一般采用較少，但在提高主梁承載力方面，其優(yōu)勢(shì)非常明顯，在車(chē)輛荷載不斷增加及材料進(jìn)步的背景下，其未來(lái)應(yīng)用空間會(huì)更加廣闊。

橋底抗彎能力不足或主梁撓度過(guò)大時(shí)，可在梁外施加預(yù)應(yīng)力。外部預(yù)應(yīng)力鋼索加固一般采用預(yù)應(yīng)力鋼絲束或鋼絞線，沿梁肋側(cè)面按某種線形設(shè)置，通過(guò)張拉實(shí)現(xiàn)體外預(yù)應(yīng)力。梁底設(shè)置若干定位裝置，以保證鋼索線形并固定其位置。鋼索錨固于梁兩端。預(yù)應(yīng)力鋼索通常套以保護(hù)管，或待張拉錨固后用混凝土包裹，以防銹蝕。

①體外預(yù)應(yīng)力加固的優(yōu)缺點(diǎn)

體外預(yù)應(yīng)力加固方法的優(yōu)點(diǎn)是：可在不改變橋梁結(jié)構(gòu)的情況下平衡橋梁所受的外力；能夠較大幅度地提高結(jié)構(gòu)的承載能力和結(jié)構(gòu)剛度；便于維修及更換體外力筋；能夠有效的控制原結(jié)構(gòu)的裂縫和撓度，使撓度大幅度減小，提高原梁的整體性；體外預(yù)應(yīng)力可調(diào)節(jié)；橋梁加固期間不中斷交通，對(duì)交通影響??；所需的設(shè)備簡(jiǎn)單，施工工期短，節(jié)約施工成本。同時(shí)，體外預(yù)應(yīng)力加固法也有不足，預(yù)應(yīng)力筋易損壞，由于預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下伸長(zhǎng)率小可能失去了橋梁的危險(xiǎn)預(yù)警。

②體外預(yù)應(yīng)力加固方法

首先將高強(qiáng)鋼絲錨固于被加固梁體上，用支承角鋼固定，原梁鋼筋布置形式確定支承角鋼與被加固梁體的錨固方式，通常用植入膨脹螺栓（或植筋），亦可采用膨脹螺栓與膠結(jié)（或焊接）相結(jié)合的方式。采用螺旋扣環(huán)拉緊器或測(cè)力扳手扭進(jìn)螺帽進(jìn)行張拉，對(duì)梁體施加預(yù)加力，然后噴注具有較高抗拉強(qiáng)度的復(fù)合砂漿，將預(yù)加力筋與被加固梁體粘結(jié)為一體，構(gòu)成有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系。復(fù)合砂漿粘結(jié)強(qiáng)度高，使橋梁與后加預(yù)應(yīng)力筋共同工作，抵抗外部荷載。復(fù)合砂漿的高強(qiáng)度性能是保證結(jié)構(gòu)承載力，提高抗裂性，保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋避免銹蝕的重要前提。

3.2橋梁下部結(jié)構(gòu)加固方法

①蓋梁可采用施加體外預(yù)應(yīng)力、增大截面、粘貼鋼板或纖維復(fù)合材料等方法進(jìn)行加固。

②墩柱可采用增大截面尺寸、鋼套管內(nèi)灌注混凝土、粘貼纖維復(fù)合材料或鋼板等方法加固。

③臺(tái)身可采用外包鋼筋混凝土套箍、更換臺(tái)后填土、增設(shè)輔助擋土墻、框架梁加注漿錨桿等方法加固。

④基礎(chǔ)可采用擴(kuò)大基礎(chǔ)受力面積、或增加基樁數(shù)量、設(shè)縱橫向支撐梁等方法加固。地基可采用高壓旋噴注漿、土體注漿等方法加固。墩臺(tái)基礎(chǔ)水蝕沖刷，可用石塊回填、砌石防護(hù)、石籠、板樁防護(hù)、上游設(shè)導(dǎo)流壩、下游設(shè)攔砂壩等方法加固。

⑤橋梁抗震方面：現(xiàn)使用中橋梁的鋼筋混凝土橋墩通常剛性大，但是在抵抗彎曲和剪切破壞的能力不足，現(xiàn)加固方法中應(yīng)用比較多的有增大橋墩尺寸、外包鋼管或粘貼碳纖維布加固方法等。

結(jié)束語(yǔ)：了解既有橋梁現(xiàn)狀，并根據(jù)具體病害深入研究選擇合理的加固措施，使舊橋、危橋繼續(xù)創(chuàng)造價(jià)值，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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