白 海 斌

(山西省交通建設(shè)工程監(jiān)理總公司，山西 太原 030012)

0 引言

進(jìn)行橋梁加固能夠有效提升橋梁載重能力、抗彎能力等多方面能力，能夠有效延長橋梁的使用壽命。相對于重修等其他措施，方法簡單、成本較低，且適應(yīng)性強(qiáng)。根據(jù)實(shí)際情況選擇科學(xué)的加固方案有利于提升橋梁質(zhì)量。

1 橋梁加固改造的技術(shù)途徑以及設(shè)計原理

橋梁加固有一些基本的技術(shù)方法，能通過一定的設(shè)計原理發(fā)揮其作用。

1.1 主要技術(shù)途徑

可以通過橋梁加固來對橋梁構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，從而加強(qiáng)橋梁承載性能[1]。也可以通過加固來對橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)性改善，以提高橋梁總體承載力，延長橋梁的使用年限?，F(xiàn)代生活對于交通的需求量大，對于橋梁運(yùn)輸也有較高的要求。為了提升橋梁承載的綜合能力，可以加強(qiáng)其中薄弱構(gòu)件，補(bǔ)齊橋梁中的短板；可以增加一些輔助性的構(gòu)件，對主要承載物起到幫助作用；可以改變橋梁整體結(jié)構(gòu)體系，從結(jié)構(gòu)上提升橋梁的承載力。

1.2 加固方案確定原則

在橋梁加固正式實(shí)施之前需要先擬定出一定的橋梁加固方案，方案需要滿足一些基本原則。比如加固過程中的投資和材料耗費(fèi)應(yīng)該比重建的需求量要少，這樣才能夠體現(xiàn)橋梁加固在成本節(jié)約方面的優(yōu)勢[2]；橋梁在經(jīng)過加固后，其各方面性能應(yīng)該得到提升并且能夠達(dá)到可使用標(biāo)準(zhǔn)。這是對于橋梁加固的硬性要求，也是進(jìn)行加固的最終目的。

2 橋梁加固的新技術(shù)新方法

在橋梁加固的實(shí)踐中一直在進(jìn)行新技術(shù)和新方法的探索。

2.1 加大截面的加固法

該方法使用配筋和混凝土等原料對橋梁的橫截面結(jié)構(gòu)物進(jìn)行加強(qiáng)，通過增加橋梁厚度來增加橋梁的承重力。通常使用該方法來加寬大主梁的梁肋寬。該方法對橋梁下部的承重能力有一定要求，需要橋梁下部能夠承受除去自身重量外更多的重量，以免因?yàn)榈撞砍惺苣芰τ邢拊诩庸讨蠓炊鴮?dǎo)致橋梁穩(wěn)定性下降。

2.2 預(yù)應(yīng)力加固法

該方法是使用銅拉桿對橋梁進(jìn)行加固，該銅拉桿需要外加預(yù)應(yīng)力。使用該方法能減少加固對橋梁空間的占有量。對于需要提高承載力和剛度的橋梁有很強(qiáng)的適應(yīng)性。也適用于需要提升抗裂性的橋梁。該預(yù)應(yīng)力拉桿以梁身為錨固體，能有效提高其穩(wěn)定性，主要應(yīng)用于受彎構(gòu)件，能夠有效利用橋梁本身的預(yù)應(yīng)力對橋梁上的受拉區(qū)施加張拉力，并且能夠通過這一力度抵消掉結(jié)構(gòu)自重，能夠?yàn)闃蛄簻p少負(fù)重，能夠有效減少橋梁在使用過程中荷載下的應(yīng)力，提升橋梁實(shí)際荷載重量，進(jìn)而減少由于應(yīng)力過大產(chǎn)生的橋梁裂縫，預(yù)防和減輕已有裂縫繼續(xù)增寬。能夠減少橋梁遭受的損壞，延長橋梁的使用年限[3]。該方法中預(yù)應(yīng)力撐桿主要用于橋梁下部，以增加其軸心受壓墩的承壓能力。但一般橋梁建筑極少出現(xiàn)這樣的問題，因此極少使用該方法。

2.3 外部粘鋼加固法

該方法是使用粘結(jié)劑將加固材料直接粘在橋梁構(gòu)件表面，一般多使用鋼板作為加固材料。該方法能夠使鋼板和構(gòu)件形成完整的整體，共同提升承載力、增加整體剛度。但由于該方法使用化學(xué)粘結(jié)劑，對于一些化學(xué)性橋面破壞的抗性較差。需要注意橋面情況，根據(jù)具體條件選擇是否使用該方法。

2.4 粘貼FRP加固法

該方法類似于上一種加固方法，但是加固材料的選擇不同[4]。該方法使用高強(qiáng)度或高彈性產(chǎn)品作為加固材料，一般使用纖維復(fù)合材料，在各方面都有更好的性能。對該材料使用粘貼樹脂貼于構(gòu)件表面，或者使用浸漬樹脂來進(jìn)行粘貼，能夠使該材料與橋梁混凝土面緊密貼合。與上一種加固方法相同，該方法的目的也是使加固材料與橋梁構(gòu)件結(jié)合成同一個受力整體。

該加固材料具有良好的性能，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于橋梁加固實(shí)踐中。該材料具體分為很多種類，其中碳纖維材料使用面最廣。

碳纖維布在具體使用過程中因?yàn)槔w維方向的不同而有不同的應(yīng)用方向。該材料具有強(qiáng)度重量比高、抗疲勞性能強(qiáng)等特點(diǎn)，集合了多種加固材料的優(yōu)勢。

根據(jù)被加固橋梁機(jī)構(gòu)所處環(huán)境的不同，可以選擇不同的防護(hù)材料進(jìn)行加固。對于相同的加固方法還可以輔之以不同的細(xì)節(jié)處理，比如，對于橋梁使用碳纖維布粘貼的方法進(jìn)行加固以后，還可以根據(jù)實(shí)際情況使用裂縫灌漿等方法對細(xì)節(jié)部位作補(bǔ)充。

比起其他幾種加固方法，碳纖維布粘貼加固法具有明顯的優(yōu)勢。該材料可設(shè)計性更強(qiáng)，相比起使用鋼板進(jìn)行粘貼，該材料更方便剪裁尺寸以及根據(jù)需要進(jìn)行更貼合的設(shè)計；該加固法基本不改變原建筑的外觀，更能貼合原建筑，同時，對于原建筑的結(jié)構(gòu)不會造成損害?？梢杂糜诠沤ㄖ男拚约皩τ诟挥性O(shè)計感、審美性的橋梁進(jìn)行加固，能最大限度保留原建筑的外觀，維持其原有美感；該材料質(zhì)地輕便，便于運(yùn)輸、儲存，對于遠(yuǎn)程施工以及工期較長的施工有更強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠降低保存成本，減少不必要的損失。由于該材料的耐腐蝕等優(yōu)越性能，還能夠減少后期維護(hù)所需的人力和材料成本；該材料化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在特殊環(huán)境下也不易腐蝕，更加耐疲勞。這一點(diǎn)大大的增強(qiáng)了該材料的適應(yīng)性，使該材料可以被廣泛應(yīng)用于多種環(huán)境。

但在該材料的具體使用過程中應(yīng)該詳細(xì)考察橋梁情況，根據(jù)材料特性合理安排布局，充分利用材料的纖維方向來增強(qiáng)粘貼效果。還應(yīng)考慮到粘貼面所需要的連接尺寸以及具體的粘貼形狀，最大限度發(fā)揮該材料的優(yōu)越性。另外，對于該材料的施工過程應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，以免影響最終加固效果。

3 應(yīng)用實(shí)例

筆者找到一個具體實(shí)例，某一建造于20世紀(jì)60年代的橋梁上部分構(gòu)造的鋼筋混凝土部分為工字梁，整體無橫梁，該橋梁的下部構(gòu)造為傳統(tǒng)的雙柱式橋臺，底部構(gòu)造較為堅(jiān)固。

該橋梁附有相關(guān)設(shè)計圖紙，設(shè)計荷載為汽—13，荷載能力較低。對于目前使用量以及車流量明顯承載力不足。

3.1 加固前病害調(diào)查

在進(jìn)行正式加固前需要對橋梁使用情況以及損毀情況進(jìn)行實(shí)地探查，對以前加固情況也應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)查。詳細(xì)了解其損毀原因和損毀程度，為后期加固圖紙的設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

通過此次勘察，發(fā)現(xiàn)橋梁主梁以及橋墩等多處有裂縫。

3.2 具體損毀情況

由于最初施工情況較差，主梁發(fā)現(xiàn)裂縫有46條，最寬裂縫達(dá)3.5 mm，裂縫分布在主梁各處，分為不同方向，嚴(yán)重影響橋梁承重力。

微彎板同樣施工質(zhì)量差，銹蝕情況嚴(yán)重。支座附近有壓碎現(xiàn)象。

3.3 加固設(shè)計

通過對以上情況的分析，決定使用CYMAXL300-C碳纖維片作為加固材料，其設(shè)計厚度為0.167 mm，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為4 108 MPa。在設(shè)計過程中需要考慮通過適當(dāng)剪裁來提升該材料的貼合性，更適用于主梁損毀面。

3.4 加固要點(diǎn)

1)裂縫處理。

對于不同寬度的裂縫使用不同方法。使用表面涂抹法來修復(fù)較窄裂縫，使用化學(xué)灌漿法來修復(fù)較寬裂縫。

2)支座更換。

要更換橋梁支座需要先將孔梁一端頂起，此次加固根據(jù)橋身重量通過計算確定需要使用6個液壓千斤頂來支撐孔梁一端[5]。在去掉銹蝕支座后清理梁底面。最后將新支座墊在承墊石上。

4 結(jié)語

橋梁加固對于提高橋梁承載力、延長橋梁使用壽命有重要作用。可以通過多種新技術(shù)新方法對不同類型的橋梁破損進(jìn)行加固。但對于以上技術(shù)的運(yùn)用還需要具體探查和討論橋梁損壞和開裂的原因，并且需要了解此類問題解決的以往經(jīng)驗(yàn)，綜合各方面因素決定最終需要使用的加固方法，最大限度發(fā)揮加固的作用。

[1] 杜陽陽.公路橋梁加固補(bǔ)強(qiáng)新技術(shù)研究[J].交通世界(建養(yǎng)·機(jī)械),2013(9):200-201.

[2] 何 芳,胡曉惠.淺析公路橋梁加固新技術(shù)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2012(11):123.

[3] 石維城.公路橋梁加固中的新技術(shù)探討[J].交通世界(建養(yǎng)·機(jī)械),2011(9):205-206.

[4] 許尚江,袁志英.碳纖維加固橋梁新技術(shù)[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2003(5):4，30-31.

[5] 肖賢德,王福敏,連啟濱.橋梁加固改建新方法及其試驗(yàn)研究[J].公路交通技術(shù),2003(2):30-35.