莫澤洪
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橋梁檢測與加固技術(shù)應(yīng)用
莫澤洪
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橋梁檢測能夠?qū)蛄簩嶋H承載能力實施有效評定,進而為創(chuàng)建橋梁數(shù)據(jù)庫、使用及加固維護提供科學(xué)的依據(jù)。橋梁結(jié)構(gòu)經(jīng)過長時間的使用以及受到不同原因的影響,勢必會受到不同程度的傷害。只有有效提升并優(yōu)化橋梁檢測加固技術(shù),才能提高公路橋梁承載能力,使橋梁發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
橋梁檢測;加固技術(shù)
對橋梁健康狀況實施科學(xué)檢測及評價,對于保證橋梁安全運營以及延長橋梁使用時間具有非常重要的意義。
橋梁檢測通過檢測與荷載實驗,對橋梁的工作性能、橋梁結(jié)構(gòu)承載能力以及實際工作狀態(tài)實施直接測試,進而為橋梁加固提供科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
(一)橋梁檢測常用方法
橋梁結(jié)構(gòu)經(jīng)過長時間的使用以及受到不同原因的影響,勢必會受到不同程度的傷害。在橋梁檢測方法中,無破損、半破損檢測方法以及半破損與無破損相結(jié)合檢測方法主要針對混凝土強度以及內(nèi)部缺陷等。同時,靜力與動力兩種荷載試驗也屬于橋梁檢測常用方法。
(二)橋梁檢測實例分析
以1971年3月建造的全長554米、橋?qū)?5.6米,單個孔長30米的某17孔雙曲公路拱橋為例,對其實施檢測。建造該橋時,依據(jù)1967年版的《公路橋涵車輛荷載及凈空標(biāo)準(zhǔn)暫行規(guī)定》,對其荷載等級予以設(shè)計。隨著運輸車輛荷載級別的變化、超載車輛的碾壓以及經(jīng)過幾十年的使用,該橋荷載能力已經(jīng)顯著偏低。同時,該橋已經(jīng)遭到不同程度的損壞,承載能力受到了嚴(yán)重影響。只有對其狀況以及實際承載能力進行有效檢測,并采取相應(yīng)措施進行加固,才能夠保證該橋的正常使用。
1、檢測內(nèi)容及方法
首先,常規(guī)檢測。該檢測內(nèi)容與方法有:橋梁主要結(jié)構(gòu)的混凝土強度(超聲回彈法檢測)、碳化深度、裂縫情況。同時,還有混凝土鋼筋銹蝕情況(鋼筋銹蝕測定儀檢測)與保護層厚度(鋼筋定位儀檢測)等。其次,對橋梁承載能力進行檢測。檢測內(nèi)容是:實測荷載與測點布置。
2、檢測結(jié)果
首先,橋梁外觀及裂縫檢查情況。該橋梁主拱有混凝土剝落、鋼筋外露、拱頂有橫向裂縫等現(xiàn)象;蓋梁與立柱有混凝土剝落與鋼筋外露等現(xiàn)象;橋面混凝土也有局部損壞現(xiàn)象。其次,混凝土強度。未破損部位混凝土強度基本符合設(shè)計要求。第三,保護層厚度。保護層厚度基本符合設(shè)計要求。某些保護層部位因鋼筋銹蝕而漲裂。第四,碳化深度。該橋梁混凝土碳化比較嚴(yán)重,極易引起結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋銹蝕與損壞。
3、結(jié)論
首先,該橋梁設(shè)計荷載相對較低。超載車輛長期碾壓,致使拱頂開裂,橋梁主拱受壓體系已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重改變。其次,橋梁橫向剛度較弱,橋梁整體性已經(jīng)受到影響。第三,內(nèi)部鋼筋已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重銹蝕與破壞。
對發(fā)生老化的原有橋梁進行有效加固,不僅能夠最大程度利用現(xiàn)有資源,發(fā)揮其固有的使用功能,而且能夠確保安全運營,有效保障運營車輛以及行人的安全。因此,借助橋梁加固技術(shù)對舊橋加固具有非常重要的現(xiàn)實意義。
(一)橋梁加固常用方法
1、橋面補強層加固法。該方法能夠有效提高橋梁荷載橫向分布能力與橋梁的承載能力。具體是先對原有橋面實施鑿除,再在梁頂上加鋪鋼筋,澆筑混凝土,進而與原有橋梁成為一個整體。
2、外包混凝土加固法。對橋梁的構(gòu)件截面與配筋合理增大,進而提高構(gòu)件的強度、剛度以及穩(wěn)定性。同時,該方法還能夠有效減少橋梁的裂縫寬度。在條件許可的情況下,可以借助該方法對梁橋、拱橋、剛架橋、墩臺以及橋梁基礎(chǔ)等進行加固。
3、鋼板粘貼加固法。在混凝土結(jié)構(gòu)薄弱部位,借助粘結(jié)劑與錨栓將鋼板予以有效固定,使鋼板起到鋼筋的作用,與橋梁成為一個整體。該方法不會對橋梁原結(jié)構(gòu)造成破壞、資金費用較低、便于控制施工質(zhì)量,能夠有效提高橋梁承載能力與耐久性。
4、噴錨混凝土加固法。首先借助植筋法,把錨筋植入需要補強的位置,并設(shè)置補強鋼筋網(wǎng)。其次,噴射相當(dāng)?shù)幕炷?,使補強鋼筋網(wǎng)與橋梁原有結(jié)構(gòu)成為一個整體。同時,摻入鋼纖維后不僅提高了混凝土的抗拉強度,而且有效提高了混凝土的韌性。
5、拱橋拱圈與拱肋加固方法。該方法包括噴射水泥砂漿、增設(shè)鋼筋混凝土拱圈、鋼板箍與螺栓錨固、擴大雙曲拱橋拱肋截面、粘貼鋼板或鋼筋加固拱肋、增設(shè)拱肋、增加橫系梁等加固法。
6、其他方法。改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法能夠有效提高橋梁的承載能力;體外預(yù)應(yīng)力加固法能夠有效減少或消除裂縫,能夠有效改善橋梁結(jié)構(gòu)不同截面的應(yīng)力狀態(tài);減輕拱上自重加固法是調(diào)整拱上恒載分布,進而恢復(fù)與提高原橋承載能力。
(二)橋梁加固實例
以建造于1969年8月設(shè)計荷載汽-13、拖-60的某雙曲公路拱橋為例。該公路橋主拱圈出現(xiàn)裂縫、橋面出現(xiàn)變形及破碎、腹孔與立墻也出現(xiàn)病害。加固后的橋梁跨徑、寬度及橋長設(shè)計與原來一樣,荷載等級設(shè)計為汽車-超20級、掛-1200。加固設(shè)計以該橋竣工圖紙為依據(jù)。
1、橋梁加固設(shè)計
首先,實施加固前主拱圈驗算。對該橋梁的恒載、活載內(nèi)力以及降溫與收縮徐變內(nèi)力予以計算。其次,實施加固后主拱圈驗算。加固后,對該橋梁主拱圈各截面應(yīng)力予以計算,對主拱圈截面拉應(yīng)力超限予以處理。第三,主拱圈加固設(shè)計。由于主拱圈受力大、裂縫多,為提高該橋梁整體剛度與承載力,將拱頂部分三根橫系梁改為橫隔板。第四,橋面系改建。拆除原來填充的砂礫,改為混凝土與改性瀝青混合料。第五,運用環(huán)氧樹脂砂漿對立墻腹拱上的裂縫予以抹面。
2、施工要點
首先,對受噴面予以清理與鑿毛。對受噴面雜物予以有效清理,增加混凝土粘結(jié)力。其次,鉆孔并插入錨桿。第三,掛設(shè)鋼筋網(wǎng)。第四,噴射混凝土施工。先借助高壓水泵對受噴面予以沖洗。受噴面無積水后,從垂直于受噴面的角度噴射混凝土,并使噴嘴與受噴面保持0.6--1.2米的距離。
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,公路橋梁工程也進入了快速發(fā)展階段。公路承受的壓力也在逐漸增加,很多運營中的橋梁承載能力已經(jīng)與現(xiàn)實社會發(fā)展不相匹配。只有有效提升并優(yōu)化橋梁檢測加固技術(shù),才能提高公路橋梁承載能力,使橋梁發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
[1]周晉超,田槐湘.既有雙曲拱橋的病害檢測與處理方案研究[J].公路與汽運,2010,04:200-203.
[2]李金奎,唐德金,房嘉銘.某雙曲拱橋靜載試驗研究分析[J].水利與建筑工程學(xué)報,2016,01:60-64.