胡思雪
摘要:隨著精神文明、物質(zhì)建設(shè)不斷增強(qiáng),在路橋基礎(chǔ)建設(shè)需求增加的同時,對橋梁承載力提出了更高的要求;隨著時間推移以及工程自身特點,當(dāng)橋梁受到磨損時,必須對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)加固。本文結(jié)合我國橋梁施工加固技術(shù)以及設(shè)計方案,對橋梁加固技術(shù)、預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)、設(shè)計方案、碳纖維加固技術(shù)以及化學(xué)植根加固技術(shù)進(jìn)行了簡要的探究和闡述。
關(guān)鍵字:橋梁施工;加固技術(shù);設(shè)計方案
橋梁作為路橋工程的重要設(shè)施,施工質(zhì)量直接影響居民利益和交通質(zhì)量。在現(xiàn)階段橋梁施工中,橋梁加固技術(shù)主要包括:碳纖維加固、預(yù)應(yīng)力加固、化學(xué)植根加固以及噴射混凝土加固技術(shù)。當(dāng)橋梁出現(xiàn)磨損時,通過相關(guān)設(shè)計方案、加固技術(shù),不僅能增強(qiáng)橋梁承載力,延長使用年限,在有效控制資金、人力投入的同時,對滿足公共交通需求,充分發(fā)揮路橋工程效益具有重要作用。
一、橋梁施工加固技術(shù)以及預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)
(一)橋梁施工加固技術(shù)
為了保障橋梁結(jié)構(gòu)使用效益,采用科學(xué)合理的加固技術(shù)對橋梁進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng),不僅能提高橋梁使用年限,對橋梁承載力強(qiáng)度也有重要影響。從整體結(jié)構(gòu)來看,橋梁加固技術(shù)分為:上部和下部結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng),上部加固又分為改變以及不改變結(jié)構(gòu)受力體系兩種情況;從受力原理以及補(bǔ)強(qiáng)材料來看,分為主動加固和被動加固兩種情況。
在橋梁主動加固中,由于受拉區(qū)能夠增加粘貼鋼板、補(bǔ)焊鋼筋以及粘貼高強(qiáng)度纖維材料等補(bǔ)強(qiáng)材料;在設(shè)計過程中,必須結(jié)合階段受力特點,讓組合截面承擔(dān)工程活載,原梁承擔(dān)構(gòu)件恒載與自重。受原梁變形條件限制,補(bǔ)強(qiáng)材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮,為了提高補(bǔ)強(qiáng)材料利用率必須對后補(bǔ)材料進(jìn)行預(yù)應(yīng)力加固。當(dāng)后加補(bǔ)強(qiáng)材料主動受力,在改變原梁應(yīng)力情況的同時,提高原梁抗裂性和承載力。
(二)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)以及設(shè)計方案
1、加固原理以及優(yōu)勢
橋梁預(yù)應(yīng)力加固主要是指以鋼絞線、粗鋼筋以及高強(qiáng)鋼絲為材料,用梁身為錨固體,對橋梁構(gòu)件進(jìn)行加固;受張拉作用影響,梁體產(chǎn)生偏心應(yīng)力,讓梁體產(chǎn)生向上力,從而降低裂縫寬度以及結(jié)構(gòu)變形,抵消自身重力,讓結(jié)構(gòu)承載力增強(qiáng)。
在體外預(yù)應(yīng)力加固中,預(yù)應(yīng)力加固具有工序少、工藝簡單、工作量小、工期短、原結(jié)構(gòu)能繼續(xù)使用等優(yōu)點;在不降低原結(jié)構(gòu)使用功能的同時,無需占用結(jié)構(gòu)空間,就能保障工程質(zhì)量;由于體外預(yù)應(yīng)力是在工廠產(chǎn)生的,比現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力加工更加穩(wěn)定,在張拉過程中,施工人員根據(jù)鋼絞線應(yīng)力對體外預(yù)應(yīng)力進(jìn)行精確調(diào)整、控制。為了方便橋梁工程后期維護(hù)工作,當(dāng)項目投入使用后,相關(guān)人員必須根據(jù)實際情況對預(yù)應(yīng)力以及腐蝕情況進(jìn)行定期檢查,在掌握數(shù)據(jù)變化的過程中,對相關(guān)部分進(jìn)行更換。
2、體外預(yù)應(yīng)力加工技術(shù)設(shè)計方案
在外部預(yù)應(yīng)力鋼索加固中,通常采用鋼絲束沿梁肋側(cè)面以及鋼絞線預(yù)應(yīng)力的方式,進(jìn)行線性設(shè)置,用張拉的方式進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工。為了保障鋼索線性,通過在梁底設(shè)置定位裝置的形式,使用保護(hù)管對鋼索進(jìn)行保護(hù),避免鋼索銹蝕對工程造成的不良影響。在預(yù)應(yīng)力下?lián)问郊庸讨?,根?jù)具體形式采用折線式、直線式以及混合式進(jìn)行加固。通常直線式拉桿加適用于下弦桿承載力不足的現(xiàn)象;折線式拉桿加固,適合端腹桿、下弦桿承載力不足或者正斜截面承載力不足的現(xiàn)象;混合式拉桿加固,則用于正截面承載力不足、斜截面承載力不足等情況。
3、復(fù)合纖維強(qiáng)度很高的預(yù)應(yīng)力加固體系
在橋梁施工中,高強(qiáng)度復(fù)合纖維主要包括:FRP(碳纖維)以及芳綸纖維。為了增強(qiáng)碳纖維對原橋梁的加固效果以及使用效率,對碳纖維材料增加預(yù)應(yīng)力作為切實可行的方案,通過錨固碳纖維板條對梁體增加預(yù)應(yīng)力,改變橋梁受力狀況。由于FRP具有極強(qiáng)的物理性性能,在鋼筋混凝土加固修補(bǔ)中,通過很高的彈性模量,改變橋梁受力性能,增強(qiáng)混凝土構(gòu)件承載力和延性。由于混凝土膨脹系數(shù)相近,混凝土構(gòu)件和FRP在溫度變化時,也能協(xié)同工作。另外,它還具有很強(qiáng)的耐腐蝕性、耐久性,在不需要大型機(jī)械設(shè)備的同時,具有施工快捷,不增加構(gòu)件自重以及體積的特點。
4、粘性預(yù)應(yīng)力加固
在橋梁施工加固中,根據(jù)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力特點,噴射較高強(qiáng)度砂漿,讓梁體和預(yù)應(yīng)力鋼筋粘貼在一起,進(jìn)而獲得粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系。在實際應(yīng)用中,它能讓后補(bǔ)強(qiáng)材料充分運(yùn)用,在提高利用效率的同時,避免鋼筋侵蝕,增強(qiáng)橋梁耐久性以及使用周期;通過錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋,從根本上增強(qiáng)錨固工作可靠性、安全性。
二、碳纖維、化學(xué)植根加固技術(shù)以及設(shè)計方案
(一)碳纖維加固技術(shù)以及設(shè)計方案
在粘貼性樹脂配置中,碳纖維根據(jù)混凝土構(gòu)件特征,和原構(gòu)件形成綜合受力特點,從而改變力學(xué)性能。在粘貼性碳纖維加固設(shè)計中,通過面層處理,在項目開工前,先將混凝土風(fēng)化層進(jìn)行清理,在水洗干燥后,再對其底層進(jìn)行涂料。在濕度較大、氣溫較低的施工環(huán)境中,由于不能施工,做好底層涂料挑選工作,從根本上保障現(xiàn)場施工空氣流暢度。在碳纖維片材粘貼中,為了保障碳纖維溫度始終在60度以下,必須根據(jù)設(shè)計要求,將尺寸長度控制在兩米以內(nèi)。在這個過程中,為了保障施工面漆干燥程度,在橋梁施工結(jié)束后,必須用砂輪進(jìn)行磨平;根據(jù)環(huán)氧樹脂與硬化劑固定配合比,在拌合桶攪拌均勻后,再進(jìn)行施工涂抹。
(二)橋梁施工化學(xué)植根加固技術(shù)以及設(shè)計方案
化學(xué)植根加固技術(shù)在橋梁施工加固中,根據(jù)混凝土構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)、直徑,在進(jìn)行深度鉆孔的同時,根據(jù)鎖鍵原理相關(guān)特征,使用特殊植筋膠,將原混凝土與鋼筋進(jìn)行牢固粘結(jié),從而形成新的受力整體。在化學(xué)植根加固技術(shù)中,和其他加固技術(shù)相比,具有設(shè)計靈活、可靠性強(qiáng)、受力均勻、承載力大,高溫時業(yè)也能施工作業(yè)等優(yōu)勢,因此,常用于近距離施工焊接。在這個過程中,化學(xué)植根加固根據(jù)混凝土受力情況,確定橋梁植筋數(shù)量、規(guī)格,適用于大多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu);和預(yù)埋件相比,在橋梁加固中,植筋更具有靈活性,和預(yù)埋件有著極其相似的可靠度。在有效杜絕集中受力對橋梁加固質(zhì)量造成不良影響的同時,具有良好的抗疲勞性和施工工藝簡單等特點,根據(jù)橋梁加固標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算,一般鋼筋都能正常施工作業(yè);在縮短加固工期的同時,讓加固技術(shù)更加經(jīng)濟(jì)合理。
在化學(xué)植根加固設(shè)計方案中,通過對橋梁修補(bǔ)區(qū)域進(jìn)行認(rèn)真記錄、檢查,在埋嘴鉆眼中,機(jī)械工具必須根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn),選用適當(dāng)尺寸,從根本上降低自重,避免由于橋梁粘貼不牢,對橋梁加固造成的不良影響。同時,根據(jù)“寬縫少布嘴,窄縫多布嘴“的施工原則,在橋梁交錯斷縫區(qū)域,進(jìn)行埋嘴單設(shè)。在橋梁止?jié){嵌縫中,通過埋貼嘴子,將其他裂縫進(jìn)行封閉式處理;在壓水試驗中,通過檢查嘴子暢通情況,在網(wǎng)縫注入化學(xué)漿液,和施工條件、病態(tài)因素不同的是,必須選擇灌漿注射器或者手壓汞進(jìn)行灌注。
結(jié)束語:
橋梁加固技術(shù)作為21世紀(jì)公路橋梁用途最廣、發(fā)展最快的施工技術(shù),由于施工工藝復(fù)雜,在施工中,必須取長補(bǔ)短;在正確分析施工技術(shù)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益的同時,根據(jù)各種加固技術(shù)特點,選用最佳加固方案,增強(qiáng)原橋承載力和使用壽命。隨著各種新材料、加工工藝、設(shè)計方案不斷創(chuàng)新、完善,從根本上增強(qiáng)橋梁加固水平。
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