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        淺談舊橋加固的原則和方法

        2015-12-31 00:00:00徐學靈
        基層建設(shè) 2015年15期

        佛山市高明區(qū)公路局管養(yǎng)中心 528500

        摘要:筆者長期從事有關(guān)舊橋加固類的工作,本文主要論述舊橋改造所利用設(shè)計的原則和加固的基本要求等內(nèi)容,旨在與同行探究學習共同進步。

        關(guān)鍵詞:舊橋加固;基本原則;加固方法

        1.舊橋加固的意義

        隨著我國高速公路的建設(shè)和發(fā)展,逐步建成全國干線和高速公路網(wǎng)絡(luò)。原有的公路將發(fā)揮干線到支線、到各地分散物流的重要作用。因此,研究延長既有橋梁使用壽命的方法,力求加以充分利用,使有限的建設(shè)資金用于當前急需的工程。為了解決舊橋的承載能力和通過能力不足的問題,提出有兩種方案可以選擇:一是拆除舊橋后重新建橋,或者采取加固措施。相對而言,采取維修加固,提高橋梁的承載能力和通過能力,是提高現(xiàn)有橋梁經(jīng)濟效益,減少人力、物理和投資的重要途徑。

        2.舊橋改造所利用設(shè)計的原則

        (1)在確定橋涵構(gòu)造物加寬加固方案的過程中,應(yīng)充分注重結(jié)構(gòu)的耐久性和可靠性要求,同時考慮施工的可實施性和方便性,降低后期養(yǎng)護成本。

        (2)對全線原有橋梁構(gòu)造物進行歸類分析和現(xiàn)場調(diào)查,進行必要的研究、論證,為選擇合理可行的建設(shè)方案提供充分依據(jù)。

        (3)橋梁的拼接加寬宜采用與原橋同跨徑、同結(jié)構(gòu)形式,力求標準化、裝配化、外觀一致性。

        (4)對現(xiàn)有老橋逐一進行檢測、驗算、分析歸類,合理確定加固利用方案,提高其承載能力。

        (5)橋涵構(gòu)造物的改擴建,本著“安全、適用、經(jīng)濟、美觀和有利環(huán)?!钡脑瓌t,因地制宜,盡量利用原有構(gòu)造物。

        (6)荷載標準。

        近年來,由于新的公路技術(shù)標準和設(shè)計規(guī)范的逐步頒布執(zhí)行,設(shè)計荷載較之前有了一定變化;新橋規(guī)對結(jié)構(gòu)在正常使用狀況下的各項應(yīng)力要求也有較大提高。而現(xiàn)有橋梁大部分是按舊橋規(guī)設(shè)計的,不可能全面滿足新橋規(guī)的要求。

        3.1.加固的基本要求

        加固的基本要求的有以下幾點:(1)經(jīng)濟費用。一般地說,加固費用比新建費用節(jié)省一半時,即應(yīng)優(yōu)先考慮加固。(2)不中斷交通或盡量少中斷交通。在加固與加寬同時進行的橋梁,可把加寬集中在一側(cè),往往可以將加寬與加固錯開,不搭便橋。(3)對已發(fā)現(xiàn)的缺陷,要一次加固好,不留后患。加固設(shè)計宜按規(guī)范進行。(4)對原有結(jié)構(gòu)的損傷盡可能減至最低。(5)技術(shù)可靠,耐久使用,養(yǎng)護方便。

        2.舊橋上部結(jié)構(gòu)加固、改造技術(shù)和方法

        (1)增大截面和配筋加固法當梁的強度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時,通常采用增大構(gòu)件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方法是在梁底面或側(cè)面加大尺寸,增配主筋,提高梁的有效高度和抗彎強度,從而提高橋梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋的加固。

        (2)橋面補強層加固法

        在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層,一般先鑿除舊橋面,使其與原有主梁形成整體,達到增大主梁有效高度和抗壓截面強度、改善橋梁荷載橫向分布能力,從而達到提高橋梁的承載能力的目的。

        (3)粘貼鋼板(筋)加固法

        當交通量增加,主梁出現(xiàn)承載力不足,或縱向主筋出現(xiàn)嚴重腐蝕的情況時,梁板橋的主梁會出現(xiàn)嚴重的橫向裂縫。采用粘結(jié)劑及錨栓,將鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位,使其與結(jié)構(gòu)形成整體,以鋼板代替增設(shè)的補強鋼筋,達到提高梁的承載能力的目的。

        (4)改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法

        這種加固、改造方法是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系,達到提高橋梁承載能力的目的。如:在簡支梁下增設(shè)支架或橋墩,或把簡支梁與簡支梁縱向加以連接,由簡支變連續(xù)梁,或在梁下增設(shè)鋼桁架等加勁或疊合梁等,以減少梁內(nèi)應(yīng)力,達到提高梁的承載力目的。改變結(jié)構(gòu)體系的方法有多種,但往往都需要在橋下操作,或設(shè)置永久設(shè)施,因而減少橋下凈空,或施工時會影響通航,所以必須考慮通航及橋梁排洪能力。用臨時支架加固時,改變了原簡支梁的受力體系,支點處將產(chǎn)生負彎矩,故必須進行受力驗算。

        (5)拱圈增設(shè)套拱加固法

        當拱式橋梁的主拱圈為等截面或變截面的磚、石或混凝土等實體板拱時,且下部構(gòu)造無病害,同時橋下凈空與泄水面積容許部分縮小時,可在原主拱圈腹面下增設(shè)一層新拱圈,即緊貼原拱圈底面上,澆筑或錨噴混凝土新拱圈,外形上就像是在原拱圈下套做了一個新拱圈。

        (6)增設(shè)縱梁加固法(拓寬改建)

        在墩臺地基安全性能好,并具有足夠承載能力的情況下,可采用增設(shè)承載力高和剛度大的新縱梁,新梁與舊梁相連接,共同受力。由于荷載在新增主梁后的橋梁結(jié)構(gòu)中重新分布,使原有梁中所受荷載得以減少,由此使加固后的橋梁承載能力和剛度得到提高。當增設(shè)的縱梁位于主梁的一側(cè)或兩側(cè)時,則兼有加寬的作用。為保證新舊混凝土共同工作,必須注意做好新舊梁之間的橫向連接。橫向的連接方法,如:企口鉸接、鏈槽聯(lián)接、焊接及鋼板鉸接等,使新增主梁與舊梁牢固聯(lián)接,可提高主梁之間的橫向連接剛度,有利于荷載的橫向分布。

        4.舊橋下部結(jié)構(gòu)加固、改造技術(shù)與方法

        (1)橋臺新建輔助擋土墻加固法

        由于橋臺臺背水平土壓力過大,引起橋臺傾斜,應(yīng)設(shè)法采取平衡橋臺后壁的土壓力處理,在臺背之后加建一擋墻,以抵御過大的土壓力。

        (2)增補樁基加固法

        當橋梁墩臺基底下有軟臥層,或墩臺基礎(chǔ)未下至堅硬巖層時,墩臺發(fā)生沉陷;當橋梁墩臺采用樁基礎(chǔ),而樁的深度不足,或由于水流沖刷等原因發(fā)生傾斜。這些病害都直接影響橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用和服務(wù)年限。因此,采用增補樁基加固法是一種常用而且有效的方法。這種加固方法是:在樁式基礎(chǔ)的周圍補加鉆孔樁,或打入鋼筋混凝土預(yù)制樁,擴大原承臺,以此提供基礎(chǔ)的承載力,增強基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

        (3)擴大基礎(chǔ)加固法

        橋梁基礎(chǔ)擴大底面積的加固,稱為擴大基礎(chǔ)加固法。此法適用于基礎(chǔ)承載力不足或埋深太淺,而墩臺又是磚石或混凝土剛性實體式基礎(chǔ)時的情況。擴大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基強度驗算確定。當?shù)鼗鶑姸葷M足要求而缺陷僅僅表現(xiàn)為不均勻沉降變形過大時,采用擴大基礎(chǔ)底面積的加固,主要由地基變形計算來加以確定。

        (4)鋼筋混凝土套箍或護套加固法

        當橋梁墩臺由于基礎(chǔ)埋置深度不夠,或因施工質(zhì)量控制不嚴等原因,導致墩臺開裂破損時,有時會出現(xiàn)貫通裂縫,可采用鋼筋混凝土圍帶或鋼箍進行加固。加固時一般在墩身上中下分設(shè)三道圍帶,其間距應(yīng)大致相當于橋墩側(cè)面的寬度。每個圍帶的寬度,則根據(jù)裂縫的情況和大小而定,一般約為墩臺高度的1/10,厚度采用10 ~20 cm。當墩臺損壞嚴重,如有嚴重裂縫及大面積表面破損、風化和剝落時,則可采用圍繞整個墩臺設(shè)置鋼筋混凝土護套的方法(穿褲子)進行加固。

        5.橋梁加固的方法

        目前橋梁加固的主要方法有增大構(gòu)件截面加固、粘貼加固、體外預(yù)應(yīng)力加固和改變結(jié)構(gòu)體系加固四種方法。而增大構(gòu)件截面加固技術(shù)又可分為橋面補強加固、增大構(gòu)件截面和配筋 和增焊主筋加固。粘貼加固是用化學黏結(jié)劑或錨栓將補強材料直接粘貼錨固于構(gòu)件薄弱部位的混凝土表面,使之與構(gòu)件形成受力整體,從而提高結(jié)構(gòu)的承載力和剛度。體外預(yù)應(yīng)力加固是通過增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力索(包括鋼絞線、高強鋼絲束和精扎螺紋鋼筋)對既有混凝土構(gòu)件主動施加外力,以改善原結(jié)構(gòu)的受力狀況的加固方法。改變結(jié)構(gòu)體系加固是采用一定技術(shù)措施改變原結(jié)構(gòu)受力體系,降低控制截面內(nèi)力,以提高橋梁結(jié)構(gòu)整體承載力,是一種變被動為主動的加固方法。

        6.總結(jié)

        隨著交通的發(fā)展,舊橋加固改造擴建有很大的實際需要。采用適當?shù)募庸碳夹g(shù)和拓寬措施,對恢復和提高舊危病橋的承載能力及通行能力,延長橋梁使用壽命以滿足現(xiàn)代化交通運輸?shù)男枰强尚械?。但是在正確檢測評估橋梁的病害與使用功能的前提下,在充分研究病害原因與加固要求的基礎(chǔ)上,結(jié)合具體情況通過計算慎重確定加固方案。

        參考文獻:

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