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武大巨成結(jié)構(gòu)股份有限公司（430200）

在役橋梁加固施工技術(shù)分析

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根據(jù)某高速混凝土箱梁橋維修加固實(shí)例，將施工的安全性、實(shí)用性、耐久性和加固方案相融合，借助基于模糊識別的分級優(yōu)選法，提出最優(yōu)方案，此方案能為同類工程提供借鑒和參考。

橋梁工程；橋梁加固；裂縫；植筋

近年來，橋梁坍塌事件時(shí)有發(fā)生，除材料老化及病害等原因外，車輛超載也是重要的因素，因此，對危橋進(jìn)行加固改造勢在必行。具體應(yīng)用中，宜依據(jù)橋梁加固工程的特點(diǎn)及要求，借助數(shù)學(xué)優(yōu)化方法，提出最優(yōu)的橋梁加固方案，使得加固方案最優(yōu)化。

1 在役橋梁施工前應(yīng)考慮的因素

主體結(jié)構(gòu)的完整性：在對橋梁進(jìn)行加固時(shí)，要盡可能確保其主體原結(jié)構(gòu)完整性，除了損壞到無法修復(fù)的程度，盡可能地不更換其原有的構(gòu)件。

施工的方便性，什么樣的施工方案決定什么樣的施工難度。在進(jìn)行橋梁加固施工時(shí)，要選擇施工較為簡便、方便機(jī)械施工的施工方案。

加固方案的可行性，在進(jìn)行橋梁加固方案選擇時(shí)要充分考慮其所處的環(huán)境，還要確保加固技術(shù)適用于損壞橋梁的結(jié)構(gòu)，要選用較為完善的加固方案。

對橋梁制訂加固方案前，應(yīng)優(yōu)先選擇對交通影響較小、技術(shù)先進(jìn)，修復(fù)后橋梁耐久性良好的加固方案。

2 橋梁加固的分級選擇法

2.1 在役橋梁綜合指標(biāo)的評價(jià)與處理

舊橋維護(hù)技術(shù)選擇過程涉及到較多評價(jià)指標(biāo)，指標(biāo)因素所涉及的范圍較為廣泛，而評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)較為模糊，定量性的工作不甚充分。為了保證舊橋維護(hù)加固過程中的指標(biāo)評價(jià)需要，要借助工程學(xué)上的相關(guān)理論，對其進(jìn)行分析、定級，根據(jù)所定級別給出相應(yīng)數(shù)值，科學(xué)、量化地處理舊橋綜合評價(jià)問題。

2.2 在役橋梁施工加固維護(hù)優(yōu)選技術(shù)方案

在役橋梁的評價(jià)體系中，各個(gè)因素在維護(hù)方案中所起的作用不同，要根據(jù)分級理論，通過幾個(gè)類別的指標(biāo)進(jìn)行比較來決定其主次影響效果。根據(jù)相關(guān)研究成果，一般通過權(quán)重矩陣來判斷[1]。影響方案優(yōu)選的常見指標(biāo)，需要根據(jù)實(shí)際工程進(jìn)行選取，包括：強(qiáng)度要求，剛度要求，穩(wěn)定性要求，耐久性要求（溫度、腐蝕、凍融、潮濕等），動(dòng)力性能要求，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)（造價(jià)、加固改造后的維護(hù)費(fèi)用），工期要求，施工工藝成熟度等。針對工程實(shí)際，借助模糊模式識別方法[2]，得到不同方案對應(yīng)的權(quán)重矩陣。根據(jù)矩陣中的各權(quán)重因素指標(biāo)進(jìn)行排序，得出矩陣的特征根以及特征向量，所得的特征向量值順序即為各因素重要性順序。

3 工程實(shí)例

某大橋上部結(jié)構(gòu)為采用預(yù)應(yīng)力混凝土的變截面箱梁，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，大橋中部的箱梁存在以下問題：梁體混凝土表面出現(xiàn)裂縫，鋼筋銹蝕問題嚴(yán)重；計(jì)算主梁控制斷面的主應(yīng)力，發(fā)現(xiàn)混凝土的主應(yīng)力不滿足承載力需求。根據(jù)層次選擇法，初步擬訂了四種加固方案，具體如下：對混凝土剝落部位進(jìn)行表面處理及植筋補(bǔ)強(qiáng)；整體粘貼鋼板加固；用預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行體外加固;部分梁體采用鋼纖維加固。

該橋梁對工期要求寬松,對造價(jià)控制嚴(yán)格，沒有特別耐久性要求，根據(jù)模糊矩陣計(jì)算各權(quán)重，得到各特征向量以及特征值，按照數(shù)學(xué)中的隸屬原則，得到最優(yōu)方案為對混凝土剝落部位進(jìn)行表面處理及局部植筋加固補(bǔ)強(qiáng)方案。

依據(jù)此方案，為了保證新舊混凝土性能符合要求，強(qiáng)度達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，要對原混凝土表面進(jìn)行表面處理，從而保證其能共同作用。目前，提高混凝土修補(bǔ)截面抗剪能力的方式主要有鑿毛、植筋兩種，該大橋兩種方式都有應(yīng)用，根據(jù)技術(shù)要求，對原表面進(jìn)行了相關(guān)處理。

3.1 原混凝土鑿毛處理

為了保證結(jié)構(gòu)的抗剪強(qiáng)度，需要對新舊混凝土截面做增加粗糙度處理。一般需要將附著在表面的細(xì)小浮塵去除，使原混凝土中的粗粒式材料得以外露。施工時(shí)要盡量采用頻率小的施工設(shè)備，以防止振動(dòng)強(qiáng)度過大，影響橋梁強(qiáng)度。一般施工深度要保證在7～10 mm，碎屑去除干凈以后，會(huì)出現(xiàn)粗糙的表面，利于新混凝土黏結(jié)。

表面鑿毛措施一般有電動(dòng)鋼纖鑿毛、高壓射水鑿毛、手錘鑿毛、風(fēng)動(dòng)鑿毛等，其中最為常見的是電動(dòng)鑿毛。該大橋在進(jìn)行面層處理時(shí)使用的是高壓射水和電動(dòng)兩種鑿毛方式。在新舊混凝土的交接處，對表面存在的灰塵進(jìn)行噴水清除。事實(shí)表明，在經(jīng)濟(jì)條件許可下，使用高壓噴水鑿毛方式的效果較為顯著，不僅效率比較高，而且基本上不影響混凝土的強(qiáng)度，對人力的消耗也比較少。

在實(shí)施鑿毛時(shí)，要確?；炷帘砻娴馁|(zhì)量達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，使其表面沒有孔洞、松散和脫落等現(xiàn)象。對存在混凝土變形的地方，如凹陷、錯(cuò)臺(tái)等，在經(jīng)過鑿毛后要進(jìn)一步檢查其平整度，可以借助標(biāo)尺進(jìn)行檢查。

3.2植筋補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)

為有效保障加固后橋梁鋼筋的作用，要進(jìn)行植筋處理。植筋的對象為原混凝土梁，這樣做的目的就是為有效增加混凝土梁的抗剪性能，強(qiáng)化其連接性能。施工程序如下：表面處理→施工放樣→確定鉆孔位置→鉆孔→清孔→注入植筋膠→植入鋼筋→鋼筋抗拔力抽檢。

[1]劉麗妲.鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)承載力評估與加固技術(shù)研究[D].蘭州：蘭州交通大學(xué),2015.

[2]崔建龍.體外預(yù)應(yīng)力加固鐵路蓋板涵力學(xué)性能研究[D].蘭州：蘭州交通大學(xué),2015.