師 玲 鳳

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

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高速公路隧道橋梁加固技術(shù)研究

師 玲 鳳

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

分析了隧道施工對(duì)高速公路橋梁的影響，從粘貼加固法、改變結(jié)構(gòu)體系法、增設(shè)縱梁加固法等方面，闡述了常見的橋梁加固技術(shù)，為橋梁加固改造方法的選擇提供了依據(jù)。

高速公路，橋梁，加固技術(shù)

高速公路的覆蓋給人們的出行帶來(lái)了極大的便利，也大大的加快了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐。但如果高速公路的施工不合理或者質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，將會(huì)帶來(lái)很多安全隱患，對(duì)人們的生命安全造成威脅。而在整個(gè)施工過(guò)程中，隧道橋梁的施工和加固是重中之重。

1 隧道施工對(duì)高速公路橋梁的影響

本文以廣深高速公路橋梁為例，調(diào)查了這段高速公路的設(shè)計(jì)圖紙、車流量以及荷載等因素。得出了隧道施工對(duì)這條高速公路橋梁產(chǎn)生影響的一些數(shù)據(jù)，見表1～表4。

表1 墩頂活載作用力

表2 單幅橋恒載作用力 kN

表3 墩頂摩阻力 kN

表4 隧道施工開挖導(dǎo)致單根舊樁承載力損失表

通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，可以得出隧道施工對(duì)高速公路橋梁所產(chǎn)生的影響是不可忽視的，倘若該條高速公路的施工不合理或者質(zhì)量不達(dá)標(biāo)則很有可能對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。

2 常見的橋梁加固技術(shù)

1)擴(kuò)大梁截面以及增多配筋加固法。在實(shí)際施工中常常會(huì)遇到梁在某些方面性能顯得不足，比如強(qiáng)度、剛度以及抗裂等性能，在這種情況下一般會(huì)使用加大其截面或者提升配筋率的方法來(lái)加固橋梁。該加固法的原理是提高梁受拉面以及側(cè)面的鋼筋混凝土截面，增加了梁的抗彎截面，也提高了梁的有效高度，最終使梁的承載力得到很大的提升。這種加固法應(yīng)用較為廣泛，主要應(yīng)用在拱橋拱肋以及梁橋的工程中。該方法的示意圖見圖1。

2)粘貼加固法。將強(qiáng)度足夠高的抗拉型材料用特殊的粘貼劑粘貼在橋梁中的各個(gè)薄弱、容易破壞的部位，這也能起到整合薄弱部位與整體的作用，對(duì)于結(jié)構(gòu)中薄弱部位的抗彎以及抗剪能力有著顯著的提高，并且能夠延緩裂縫的發(fā)展。由于粘貼加固法施工較為簡(jiǎn)便，對(duì)交通沒(méi)有影響，所以常常應(yīng)用于實(shí)際施工過(guò)程中。在我國(guó)目前應(yīng)用最為廣泛的粘貼加固法是粘貼鋼板以及粘貼纖維的加固法(見圖2)。

3)改變結(jié)構(gòu)體系法。在現(xiàn)在的實(shí)際施工中，改變結(jié)構(gòu)體系加固法應(yīng)用在簡(jiǎn)支梁板中，通過(guò)增加簡(jiǎn)支梁下的橋墩或是支架來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者是在縱向連接各簡(jiǎn)支梁，把簡(jiǎn)支梁轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁，也可以在施工中增加梁下的疊合梁等，起著削減梁內(nèi)應(yīng)力的作用，實(shí)現(xiàn)提升橋梁承載力的目標(biāo)。這種方法的主要原理如圖3所示。

4)增設(shè)縱梁加固法(拓寬改建)。在某些情況下墩臺(tái)地基的安全性能比較好，而且在滿足承載能力要求時(shí)，使用增加新縱梁的方法比較合適；增加的新縱梁要求滿足高承載力以及剛度大等要求，將舊梁與新梁相互連接起來(lái)，一起受力，互相傳遞。使得橋梁結(jié)構(gòu)中的各種荷載將會(huì)改變分布規(guī)律，較為明顯的減少了橋梁結(jié)構(gòu)中舊梁所受的荷載，以這種方法加固，增強(qiáng)了橋梁的剛度，也提升了橋梁的承載能力。如果新增加的縱梁位置在全梁的一側(cè)或是兩側(cè)時(shí)，就也有加寬橋梁的作用。需要注意的是必須做好舊梁與新梁的橫向連接，保證新舊混凝土共同工作。

5)體外預(yù)應(yīng)力加固法。在實(shí)際施工中，

對(duì)于鋼筋混凝土梁和板，應(yīng)用體外預(yù)應(yīng)力對(duì)受拉區(qū)進(jìn)行加固，這樣可以得到卸載的效果，抵消了一部分自重的應(yīng)力，較大程度地增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的承載能力。這種加固法的優(yōu)點(diǎn)有：自重增加的很少、明顯增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的剛度以及抗裂性能、幾乎不影響橋梁結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)以及墩臺(tái)、對(duì)于橋梁本身的營(yíng)運(yùn)影響也很小。

3 改造項(xiàng)目中采用的主要橋梁加固方法

由于在實(shí)際工程中常常遇到各種結(jié)構(gòu)形式不同的橋梁，它們各自的結(jié)構(gòu)承載力不同、橋梁結(jié)構(gòu)中需要加固的部位也不同，因而首先需要明確橋梁承載力評(píng)估體系，然后視情況選取下列加固的方法。

3.1 簡(jiǎn)支空心板橋

當(dāng)加固20 m及以下的簡(jiǎn)支空心板橋時(shí)，首先要把修復(fù)主梁損傷作為主要內(nèi)容，選取的加固方法為橋面增厚補(bǔ)強(qiáng)法。這種加固方法的主要內(nèi)容是打破原來(lái)結(jié)構(gòu)中的鉸縫構(gòu)造以及整體化層，提升配筋率及橋面鋼筋網(wǎng)的承載能力，重新澆筑混凝土并超過(guò)原有結(jié)構(gòu)橋面混凝土的厚度。

當(dāng)加固20 m以上的簡(jiǎn)支空心板橋時(shí)，本文主要針對(duì)的是沒(méi)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力且材料為混凝土的橋梁，最合理的是選取減梁增肋的方法對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體加固，拆除某些主梁，其他主梁平均的分布在初始結(jié)構(gòu)的寬度范圍之中，并且在主梁間增加新的梁肋，將舊梁與新肋相互連接起來(lái)，讓它們?cè)谠黾拥臉蛎嫔限D(zhuǎn)換為橫向剛度，以此來(lái)改善原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)，這樣的加固法達(dá)到了調(diào)整結(jié)構(gòu)的橫向分布以及提升剛度的效果，實(shí)現(xiàn)了提升橋梁承載力的目標(biāo)。通過(guò)荷載試驗(yàn)，我們檢驗(yàn)了這種加固法的成效，該加固法可以較為顯著的增強(qiáng)橋梁的承載能力、橋梁的整體剛度，還調(diào)整了橋梁原有結(jié)構(gòu)的受力，從而使得橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性得到了提升，可靠性也隨之提高。

3.2 工字組合梁

在現(xiàn)有高速公路的全路段中，工字組合梁出現(xiàn)的頻率較高，經(jīng)過(guò)調(diào)查檢測(cè)工字組合梁后發(fā)現(xiàn)其梁肋并未檢測(cè)出嚴(yán)重的病害，它的損傷大多集中在橋面中。這些損傷大多是因?yàn)闃蛎鎸?shí)際投入使用后產(chǎn)生的荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了橋梁設(shè)計(jì)時(shí)的荷載標(biāo)準(zhǔn)而形成的。后來(lái)進(jìn)行的檢測(cè)評(píng)估中也顯示出，當(dāng)合理的加強(qiáng)或改造橋面板之后，橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力將可以達(dá)到加固后的荷載標(biāo)準(zhǔn)。所以得出結(jié)論，對(duì)于工字組合梁橋適宜選取替換橋面板的加固法進(jìn)行加固，以實(shí)現(xiàn)提升橋梁承載力的目標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)高速公路事業(yè)的不斷發(fā)展，公眾對(duì)于高速公路的質(zhì)量要求也日益提高，所以采用科學(xué)有效的舊橋的加固目標(biāo)及加固方法已成為時(shí)代的要求，本文主要闡述的各類加固技術(shù)以及施工工藝對(duì)于相關(guān)人員有一定的借鑒作用。

[1] 涂俊曙.關(guān)于高速公路加固邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[J].科技展望,2014(15):120.

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On bridge reinforcement technique of tunnels on expressways

Shi Lingfeng

(Shanxi No.2 Road and Bridge Engineering Co., Ltd, Linfen 041000, China)

The paper analyzes the influence of the tunnel construction on bridges of expressways, and illustrates the common bridge reinforcement technique from the strengthening with external bonding, alteration structural system method, and additions of longitudinal beam reinforcement method, so as to provide some reference for the selection of the reinforcement reconstruction methods of bridges.

expressway, bridge, reinforcement technique

1009-6825(2016)12-0179-02

2016-02-19

師玲鳳(1981- )，女，助理工程師

U457.3

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