摘 要:橋梁在公路交通運輸中具有十分重要的作用,其使用功能對于道路的整體暢通將產生直接影響。隨著橋梁建設規(guī)模的逐漸增大,在橋梁工程建設中加固技術已逐漸成為一個新的研究熱點,確保橋梁質量及加固效果的一個重要前提就是采用科學合理的加固方法。本文基于對橋梁加固技術現狀的初步探討,有針對性地提出橋梁加固技術措施,對于不斷提高橋梁加固技術水平具有十分重要的作用。
關鍵詞:橋梁加固技術;橋梁施工;施工質量
1. 橋梁加固技術的研究現狀
經濟的快速發(fā)展也促進了交通運輸事業(yè)的發(fā)展,橋梁工程建設也日趨復雜,施工技術需求也不斷提高,人們日益關注橋梁建設質量與使用壽命。尤其是不斷增加的行車密度及噸位,明顯增大了橋梁載重負荷,而且一些舊有橋梁逐漸老化、破損或受限于原橋梁設計標準,很多橋梁因達不到足夠的耐久性而引起一些質量問題,為數不少的橋梁已發(fā)生比較嚴重的損壞或長期處于超期應用狀態(tài)。舊橋加固技術主要是針對原橋達不到足夠的承載能力或橋梁結構病害對其使用壽命產生影響而采取技術措施進一定的修復。結合國內外實踐經驗與國內具體應用情況,一般可采取補強加固舊橋使其荷載等級得到提高來實現道路橋梁所面臨的橋梁承載問題。
2. 橋梁工程需要進行加固的主要原因
2.1 以前未達到足夠的設計荷載等級和標準
近年來,經濟社會的快速發(fā)展有力促進了交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展,車輛逐漸增大了行駛密度,也增加了荷載噸位等實際情況,使預期設計荷載等級明顯超出,在一定程度上也嚴重損壞了橋梁的正常使用。另一方面原因是因對橋梁使用壽命嚴重超限,橋梁設計壽命在一般情況下只有50年左右,而橋梁難免日曬及雨水侵蝕等不利因素的影響,已投入運營中各類橋梁都會發(fā)生不同程度的老化和損壞,靜而降低了橋梁的剛度、承受力、穩(wěn)定性及延性。
2.2 非人為因素導致的橋梁結構損壞
如溫濕度變化、水大氣腐蝕、河流沖刷和淤積等非人為因素也容易造成橋梁結構發(fā)生不同程度的損壞。橋梁施工過程中也存在的一些不足之處,比如簡陋的施工技術裝備及簡單施工工藝等都將導致底板預應力鋼絲混凝土保護層到不到所需厚度要求,外露銹蝕的預應力鋼絲,梁底沒有達到光滑的外觀效果;部分橋梁采用普通鋼筋混凝土板梁結構,橋梁底產生裂縫而造成的滲水;存在橫縱向裂縫及腹板斜裂縫,嚴重的腹板斜裂縫已可能造成腹板裂通后果等。
3. 橋梁加固的常見技術方法
橋梁經過較長時間的使用會對其質量及承載力產生一定影響,可從總體上對存在的問題進行分析研究,對橋梁加固主要可采用以下幾種常見的技術方法:
3.1 截面加大法
截面加大法主要是將鋼筋混凝土層加鋪到橋梁梁頂也就是橋梁橋面上,使鋼筋混凝土層與原有橋梁主梁構成統(tǒng)一的整體,進而實現橋梁增大有效高度與抗壓截面,提高橋面的整體剛度,同時使橋梁承受能力得到明顯提高的一種施工技術方法。鋼筋混凝土在加鋪的混凝土現澆層對彎構件受壓區(qū)產生壓力的情況下,能夠使截面有效高度明顯增加,使截面擴大了面積,進而使橋梁構件明顯提高正截面抗彎度,同時橋梁斜截面也提高抗剪能力和截面剛度,從而實現對橋梁的加固補強效果。該方法的適用性較廣,主要適用于橋梁具有較大的橋下凈空,可明顯提高橋梁主梁高度。優(yōu)勢主要在于可顯著提高加固效果,但該方法需要較為復雜的施工工藝,需要較高的技術要求。不足之處主要在于限制橋下凈空的橋梁不太適合應用。
3.2 碳纖維加固方法
粘貼碳纖維加固技術主要是在橋梁結構的表面應用高性能粘接劑粘貼碳纖維布,在橋梁結構增加荷載時,可實現共同工作,對于橋梁構建而言可明顯提高其承載力,進而實現對橋梁結構的加固補強作用。不具有完全彈性的應力應變量,屈服點與塑性區(qū)不存在等都是纖維復合材料的力學特點,因纖維復合材料的物理性能優(yōu)勢明顯,主要表現在輕質、高強、耐疲勞、耐腐蝕等方面,利于在現場進行施工應用,所以可作為舊橋結構加固補強的一種十分理想的施工材料。確保纖維復合材料與混凝土共同工作的關鍵在于碳纖維加固法的優(yōu)異性能,這正是雙方傳力過程中的一個比較薄弱的方面,所以粘結材料要具備較高的剛度和強度,才能確保纖維復合材料與混凝土之間傳遞作用力,并達到施工所需的韌性,不能因混凝土開裂而破壞脆性粘結,進而影響橋梁的加固質量及承載力。
3.3 粘貼鋼板加固方法
粘貼鋼板加固方法主要是將鋼板利用粘接劑在鋼筋混凝土結構物的邊緣或薄弱受拉力部位進行粘貼,使其與建筑結構物構成統(tǒng)一整體,進而使橋梁結構承載力得到提高的一種加固技術方法。粘貼鋼板加固方法施工便捷,對于橋梁結構外形不產生任何影響,加固只需要較低的經費投入,對橋梁凈空不減小及荷載增加較小等明顯優(yōu)勢,不足之處主要在于加固效果受粘結劑質量及耐久性等因素的影響,對橋梁的承載力會產生一定程度的影響。
3.4 預應力加固法
預應力加固法主要是對橋加固采用外加預應力鋼拉桿多結構構件或整體的方法,該方法的特點較多,是通過對后加部分拉桿或撐桿受力利用預應力手段產生強迫作用,對橋梁原結構內力分布進行改變并使橋梁原結構降低應力水平,造成一般加固結構中完全消除所有的應力滯后現象。所以原橋梁結構與后加部分可實現協(xié)調工作,明顯提高橋梁總體結構的承載力。 預應力加固法的效果主要表現在加固、卸載及結構內力改變,對大跨結構橋梁的加固比較適合,而采用常規(guī)施工無法對橋梁進行加固無法獲得理想效果且應力狀態(tài)較高情況下的加固,只需要比較簡單的施工設備,能夠使橋梁的抗彎剛度明顯提高,進而提高橋梁的承載力。
3.5 基礎加固擴大
基礎加固擴大方法的主要技術要點是通過對橋梁基礎受力面積增大來實現橋梁基礎承載力的明顯提高,以防橋梁基礎產生更明顯的沉降狀態(tài)。該施工方法對于基礎未達到足夠承載力或埋置不深的橋梁比較適合,而橋梁墩臺采用混凝土剛性實體、磚石或基礎時,因橋梁原基礎通常不會受到擴大基礎加固的影響,在施工過程中具有較高的安全性,因而使橋梁加固獲得較好的效果。
4. 結語
綜上所述,我國橋梁建設目前已經由主要以大規(guī)模興建時期向同時進行建設養(yǎng)護維修時期逐步轉變。有關實踐經驗表明,采用適宜的橋梁加固技術,對于舊橋恢復及提高承載與通行能力都具有十分重要的作用,可使橋梁正常使用年限得到明顯延長,充分滿足交通運輸的實際需要。這不僅可明顯降低大量經費投入,還能利用對舊橋的加固和改造消除一些安全隱患??傊?,隨著橋梁加固技術的不斷發(fā)展和進步,應基于現有技術并加強學習,對實踐經驗進行總結并改進優(yōu)化現有技術。在應用橋梁加固新技術的過程中,應不斷改進應用中的常見技術問題,使其為橋梁加固技術中的常見問題提供更好的技術支持,通過橋梁加固技術改造以確保存在各類質量的橋梁可安全應用,為促進我國交通事業(yè)的發(fā)展發(fā)揮積極的作用。
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作者簡介:
吳玉富,男,籍貫:青岡縣青崗鎮(zhèn),學歷:大專,研究方向:道路橋梁。