論市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計加固方法

唐仁偉

（浙江西城工程設(shè)計有限公司海南分公司， 海南 ?？?570100）

0 引言

橋梁工程對于一個城市的樣貌規(guī)劃與交通規(guī)劃來說都是十分重要的。主要表現(xiàn)在：橋梁連接了四通八達(dá)，交錯復(fù)雜的公路，有些甚至成為了連接兩個城市之間的唯一路徑，極大的方便了交通的進(jìn)行和不同地方之間的交流與溝通。同時，規(guī)整漂亮的橋梁建設(shè)也優(yōu)化了市容市貌，將整個城市的良好面貌狀態(tài)展現(xiàn)給人們。所以，一個優(yōu)秀的橋梁工程對于整個城市的發(fā)展來說都是極為重要的。但是，就目前橋梁建設(shè)工程而言，仍然存在著許多的問題和弊端。有些橋梁的質(zhì)量問題甚至對當(dāng)?shù)氐娜藗冊斐闪素敭a(chǎn)與安全問題。所以為了保障橋梁的實際質(zhì)量與使用壽命，橋梁加固就顯得十分重要。對此，相關(guān)工作人員應(yīng)就橋梁加固這一問題進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計與研究，采取有效的工程方法對其進(jìn)行加固。以此來提高橋梁工程的質(zhì)量，保證人們的財產(chǎn)與人身安全。

1 案例分析

某市政道路橋梁改造工程運行過程中，主要進(jìn)行主干道橋梁加固改造項目，項目位于東坪大道附近，橋梁全長66.0m，橋梁上部結(jié)構(gòu)主要采用的是，基本運行方式是現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱形梁，橋梁的下部結(jié)構(gòu)應(yīng)用了柱式墩和柱式臺，主要是鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。另外，該橋平面結(jié)構(gòu)位于的圓曲線上，其中，4%的超高橫坡是橋面上的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，縱面位于的豎曲線上。橋梁整體結(jié)構(gòu)分為左右兩幅，并進(jìn)行分區(qū)設(shè)置，單幅橋箱梁寬16.7 米，梁高1.3 米。

2 市政道路橋梁加固的基本原則

近些年來，隨著工程技術(shù)水平的提高以及我國整體經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的帶動下，橋梁工程建設(shè)也日新月異的變化著。但無論技術(shù)水平怎樣提高，結(jié)構(gòu)設(shè)置怎樣變化，我們還是應(yīng)將橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全作為首要。對此，為了保證整個橋梁建設(shè)的工程質(zhì)量，提高橋梁使用的整體壽命，我們進(jìn)行橋梁加固這一必要舉措。同時嚴(yán)格按照市政道路橋梁加固的基本原則來進(jìn)行加固。

橋梁加固原則具體包括以下幾個方面。首先無論是任何建筑工程的開始，我們都應(yīng)該對工程現(xiàn)場進(jìn)行事先的勘測與了解。橋梁加固工程當(dāng)然也是一樣，只有對現(xiàn)場進(jìn)行了有效的了解，我們才能根據(jù)它的基本情況來設(shè)計加固方案，切不可省略對現(xiàn)場的勘查工作。在結(jié)束勘察工作后，下一原則則是設(shè)計加固方案，但我們應(yīng)注意的是在進(jìn)行方案設(shè)計時一定要考慮各種情況的產(chǎn)生，包括對技術(shù)水平和費用的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考量，在種種問題的考量下選擇最優(yōu)的設(shè)計方案。還有一點重要的原則是，我們是對原有橋梁工程進(jìn)行加固，而不是設(shè)計改變一個全新的橋梁結(jié)構(gòu)。所以我們應(yīng)該在保證工程質(zhì)量的前提下少去改變原有的橋梁結(jié)構(gòu)，以免影響到原有的工程設(shè)計，盡量減少對橋梁整體結(jié)構(gòu)的破壞。

3 市政路橋的常見病害問題

3.1 混凝土碳化及鋼筋銹蝕

混凝土碳化和鋼筋腐蝕是市政路橋最常見的問題之一。一般是在施工時，空氣里的二氧化碳滲透到混凝土中并且與其中的堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而使混凝土中的堿性降低，甚至出現(xiàn)了碳化現(xiàn)象。同時混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋出現(xiàn)銹蝕，鋼筋的銹蝕導(dǎo)致其有效面積減小和體積增大，從而使得混凝土膨脹、剝落。并且鋼筋和混凝土的承載力以及它們之間的握裹力降低，使得市政路面出現(xiàn)裂縫甚至橋面斷裂，不僅會影響路橋正常的交通運輸，甚至還會造成交通系統(tǒng)的癱瘓，帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 裂縫問題

大多數(shù)市政路橋項目由于超載運行、環(huán)境溫度變化大、混凝土收縮徐變以及年久失修等原因存在不同程度的裂縫，進(jìn)而影響到它們的承載能力甚至服務(wù)壽命，同時給交通帶來嚴(yán)重的安全風(fēng)險，給經(jīng)濟(jì)造成不可估量的破壞。因此應(yīng)該正確對待市政路橋的裂縫問題，定期進(jìn)行巡檢，一旦發(fā)現(xiàn)裂縫，及時進(jìn)行原因分析、對癥下藥，并采取有效的、針對性的補救措施，以阻止裂縫的進(jìn)一步發(fā)展，保障市政路橋的承載能力，進(jìn)而延長它們的壽命，如圖1所示。

圖1 橋梁裂縫

3.3 失穩(wěn)危害

由于超載運行，橋梁局部偏載過大，橋梁設(shè)計存在缺陷等多種因素的影響之下，單一支撐的橋夸體系容易發(fā)生失穩(wěn)垮塌，所以在橋梁設(shè)計中，不僅要考慮結(jié)構(gòu)的強度問題，更要考慮穩(wěn)定問題。而且，橋梁失穩(wěn)危害非常大，失穩(wěn)之前其變形一般非常小，而失穩(wěn)發(fā)生時，幾何形狀會迅速改變，結(jié)構(gòu)物快速喪失抵抗能力，橋梁即發(fā)生坍塌。

4 市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計加固方法

4.1 市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計加固方法之上部結(jié)構(gòu)改造

（1）截面加固法

我們這里所講的橫截面加固法是指通過增大橋梁的截面來到達(dá)橋梁加固的目的。對于某些已建橋梁來說，由于其受力的橫截面面積較小，或者橋梁內(nèi)部的支撐鋼筋數(shù)量較小無法穩(wěn)定的承受住較大的受力，而導(dǎo)致橋梁的整體承重能力較差。所以，我們在這里采用增大橋梁截面的寬度，厚度和面積來增大整體的受力面。同時，增加橋梁內(nèi)部鋼筋數(shù)目，來穩(wěn)定住橋梁的整體結(jié)構(gòu)，以此來達(dá)到加固目的。具體的操作方法是：把橋梁截面的下緣加大加寬，同時鑿開原本橋梁內(nèi)部的保護(hù)層，增加支撐鋼筋的數(shù)目，并將新加的鋼筋材料與原有的鋼筋進(jìn)行有效的捆定與連接，最后填充恢復(fù)破壞的保護(hù)層。以此來通過增加受力截面和受力鋼筋的方法，達(dá)到橋梁加固的目的。

（2）粘貼加固法

我們這里所使用的粘貼加固法是將加固材料粘貼在那些易于彎曲，拉變的區(qū)域結(jié)構(gòu)上。由于這些區(qū)域在橋梁整體結(jié)構(gòu)屬于穩(wěn)定性與堅實性較差的區(qū)域，所以我們通過加強這些區(qū)域結(jié)構(gòu)的厚實度來提高其穩(wěn)定性。這里所使用的粘貼材料是建筑工程中常見建筑結(jié)構(gòu)膠和環(huán)氧樹脂，它們能夠良好的將受力鋼筋粘貼在所需的部分，讓鋼筋來加強受力區(qū)域的整體穩(wěn)定性。粘貼加固法不僅能夠通過簡單的粘貼方法來達(dá)到加固目的，同時它所消耗的材料較少，工作的區(qū)域范圍較小，不會很大程度的影響橋梁的整體外觀結(jié)構(gòu)。但是由于其技術(shù)水平較高，操作實施起來需要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真。

（3）縱梁加固法

縱梁加固法主要是對橋梁結(jié)構(gòu)中的墩臺地基處進(jìn)行加固處理。具體操作方法為：為橋梁增設(shè)一些新的縱梁結(jié)構(gòu)來分擔(dān)承重與受力。主要是對原有的縱梁設(shè)計與新增的縱梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的連接，來保證二者形成一個新的受力整體。增大承重性的同時，減少了橋梁單位面積的荷載力，提高了橋梁的受力穩(wěn)定性，也對橋梁進(jìn)行了加寬處理，優(yōu)化了整體的受力結(jié)構(gòu)。

（4）拱肋加固法

拱肋加固法適用于各種情況下的橋梁加固。它主要是通過為橋梁增加新的拱肋，使其與原有的拱肋，拱板和拱波相結(jié)合形成一個新的受力體。新形成的受力體相比原來而言有了更好的穩(wěn)定性。由于加固位置處于拱圈處，所以橋梁的橫向承重力大大增加，內(nèi)部剛性有了極大的提高。不僅可以更好的抵抗橋梁下方水流的沖擊，也加大了結(jié)構(gòu)堅實程度，防止橋梁輕易破損，碎裂。而且這種加固方法施工簡單，工程效率高。

4.2 市政道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計加固方法之下部結(jié)構(gòu)改造

在對上部進(jìn)行綜合處理后，也要對下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析和集中處理。第一，可利用擴(kuò)大基礎(chǔ)加固機制。主要是針對基礎(chǔ)承載力并不穩(wěn)定的舊建筑，利用有效的處理機制進(jìn)行整合和集中加固，一般而言，舊道路橋梁會出現(xiàn)承載力不足以及埋深較淺的問題，或者是墩臺利用磚石，也有一些工程項目中，墩臺利用的是鋼筋較差的實體式混凝土，都會導(dǎo)致其實際處理情況不符合具體情況。需要技術(shù)人員結(jié)合管理要求進(jìn)行綜合分析，并且積極應(yīng)用管理穩(wěn)定性，擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積，并對地基強度進(jìn)行集中驗算。第二，可利用增補樁基加固機制。主要是針對發(fā)生坍塌的墩臺進(jìn)行綜合處理和集中管控，當(dāng)其發(fā)生沉陷問題，或者是樁基的深度較低，都需要提高樁基的有效性，要對增補樁進(jìn)行系統(tǒng)化處理，利用集中加固的方式，能有效提升其整體效果，保證管理效果和控制要求之間的貼合度。第三，可利用鋼筋混凝土套箍或護(hù)套加固機制。利用套箍或護(hù)套加固方式，主要是針對梁墩臺效果并不好的道路橋梁建筑，由于基礎(chǔ)的埋深并不深，就會導(dǎo)致昂鋼筋混凝土圍帶以及鋼箍結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，因此，在實際加固機制建立過程中，主要是針對深度和加固問題進(jìn)行綜合分析，確保管理效果和應(yīng)用模型能有效升級，提高整體運行效果。

5 結(jié)束語

在經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的帶動下，我國社會高速發(fā)展。城市道路整體結(jié)構(gòu)越來越顯現(xiàn)出先進(jìn)化。而橋梁結(jié)構(gòu)作為市政道路結(jié)構(gòu)的重要組成部分，起到了交通連接的重要作用。為了更好的讓橋梁建設(shè)適用于城市的交通結(jié)構(gòu)中，我們不僅應(yīng)大力發(fā)展它的結(jié)構(gòu)多樣化，更應(yīng)該將主要重點放在它的安全與質(zhì)量上。對此，我們應(yīng)嚴(yán)格遵循橋梁施工的準(zhǔn)則，同時做好后期的加固與穩(wěn)定工作，讓橋梁工程更好的發(fā)揮其在城市道路中的作用。