吳成新
(廣西壯族自治區(qū)江州公路管理局,廣西 崇左 532200)
隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,地域間的交通往來日益緊密,從而促使我國橋梁事業(yè)飛躍發(fā)展。橋梁作為交通運輸線路重要的組成部分,發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但在橋梁設(shè)計、施工及使用過程中,通常會由于結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、機械設(shè)備不齊全以及外界自然條件因素的影響導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生破壞,無法滿足正常的使用要求,嚴重影響橋梁使用的安全性和適用性。為了合理利用社會資源,實現(xiàn)社會資源的合理配置,應(yīng)采取相應(yīng)的維修加固措施對部分老化的橋梁進行處理,保證橋梁使用的安全性、穩(wěn)定性及適用性。
目前,我國部分橋梁的建設(shè)完成時間距今已有20~30年,由于受當時經(jīng)濟技術(shù)水平、施工機械設(shè)備以及材料等諸多因素影響,導(dǎo)致橋梁設(shè)計標準較低、承載力有限。同時在多年的橋梁使用過程中,會導(dǎo)致氯離子、酸侵蝕到橋梁內(nèi)部,造成鋼筋銹蝕,降低結(jié)構(gòu)的承載能力。車輛反復(fù)行駛,外部荷載同樣會對橋梁的結(jié)構(gòu)安全性造成一定影響,因此對橋梁進行維修加固具有十分重要的現(xiàn)實意義。
橋梁維修加固應(yīng)根據(jù)橋梁實體質(zhì)量、氣候狀況及受損程度進行綜合分析和考慮。其應(yīng)遵循的基本原則如下:(1)所選用的維修加固方法必須滿足具有一定的經(jīng)濟性、施工速度快、最大程度減少交通占用時間等特點;(2)所選擇的維修加固材料應(yīng)符合施工需要,具有良好的耐久性和耐腐蝕性;(3)橋梁維修加固應(yīng)考慮橋梁的使用現(xiàn)狀、承載能力以及維修加固后的交通流量等因素,應(yīng)借鑒同類橋梁維修加固的成功經(jīng)驗,優(yōu)質(zhì)高效地完成橋梁加固維修工作。
橋梁維修加固方法主要包括:橋面補強層加固法、外包混凝土加固法、鋼板粘貼加固法、噴錨混凝土加固法、結(jié)構(gòu)受力體系加固法以及體外預(yù)應(yīng)力加固法。
橋面補強層加固法主要作用的部位是橋梁的頂梁處,其施工的具體步驟為:首先將原有橋面的混凝土去除,并對清除部位進行澆水清理。然后進行鋼筋骨架綁扎,在進行鋼筋骨架綁扎的過程中要注意與原橋梁的連接,使其形成統(tǒng)一的整體。最后進行橋面混凝土的澆筑,澆筑時混凝土強度等級的選用原則上不得低于原有橋面混凝土的強度等級。采用橋面補強層加固法能夠增加原有橋梁主梁的有效高度,提高抗壓強度,進而有利于更好地分散橋梁所受的橫向荷載,提高橋梁的承載能力。
外包混凝土加固法主要是對梁橋、墩臺及橋基的截面和配筋進行外包混凝土加固,進而增加構(gòu)件強度、剛度、穩(wěn)定性。外包混凝土加固法可以有效減小橋梁的裂縫寬度,但其會增加橋梁的整體重量。采用外包混凝土加固法對橋梁進行維修加固時需滿足表1要求。
采用鋼板粘貼加固法對橋梁進行維修加固主要解決的是橋梁的受拉問題,通過使用特用的粘接劑將鋼板粘貼在橋梁混凝土受拉部位,進而提高橋梁抗拉強度、承載力及耐久性。鋼板粘貼加固法具有不損傷原建筑結(jié)構(gòu)、施工簡單方便及經(jīng)濟高效等特點。
表1 外包混凝土加固法注意事項表
采用噴錨混凝土加固法對橋梁進行維修加固首先要明確補強位置,將錨筋植入需補強位置且進行鋼筋網(wǎng)的綁扎安裝。在鋼筋網(wǎng)綁扎完畢后對其進行噴射混凝土,混凝土凝結(jié)硬化后會與原結(jié)構(gòu)形成統(tǒng)一整體,共同承擔荷載。采用噴射混凝土施工的方法可以使新澆筑混凝土與原混凝土結(jié)合更密實,極大促進橋梁的整體性。
結(jié)構(gòu)受力體系加固法是以橋梁結(jié)構(gòu)中的受力構(gòu)件為主要維修加固對象,通過減少其構(gòu)件結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力從而改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系,提高橋梁結(jié)構(gòu)承載力。使用結(jié)構(gòu)受力體系加固法對拱橋進行維修加固時,應(yīng)借助體系轉(zhuǎn)換法將單拱受力模式轉(zhuǎn)換為多拱受力模式,分散橋梁結(jié)構(gòu)所受的集中荷載。常用的結(jié)構(gòu)受力體系加固方法主要包括:簡支梁轉(zhuǎn)連續(xù)梁、拱橋下設(shè)鋼梁以及簡支梁設(shè)支架等。
體外預(yù)應(yīng)力加固法是以鋼桿為主要連接方式,將被加固結(jié)構(gòu)用錨件進行連接并施加預(yù)應(yīng)力,從而使其受力,進而實現(xiàn)對原橋梁結(jié)構(gòu)所受內(nèi)應(yīng)力進行改變。體外預(yù)應(yīng)力加固法可以大幅提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力,減少橋梁結(jié)構(gòu)的受力變形及裂縫寬度。
崇左大橋位于廣西壯族自治區(qū)崇左市內(nèi)省道213線K187+629處,于1967年10月建成,橋梁跨越左江,全長256.85 m,橋面寬9.00 m,橋梁上部構(gòu)造為1×16.80 m鋼筋混凝土T梁+7×33.00 m鋼筋混凝土T梁,橋下凈空27.50 m,支座為鋼板支座,下部結(jié)構(gòu)采用混凝土U型橋臺、混凝土重力式橋墩,明挖擴大基礎(chǔ)。伸縮縫為型鋼伸縮縫,橋面鋪裝層為瀝青表面處理,并設(shè)鋼筋混凝土欄桿。
該橋的主要技術(shù)標準:
設(shè)計荷載等級:汽車-15級;
橋面寬度:凈7.00 m(行車道)+2×1.00 m(護欄)。
根據(jù)相關(guān)檢測報告及現(xiàn)場實地調(diào)查核實,崇左大橋主要存在以下病害:
T梁腹板地面縱、橫向開裂,側(cè)面豎向、斜向、網(wǎng)狀開裂,另有部分混凝土脫落,露筋且銹蝕,骨料裸露,水跡污染,麻面以及蜂窩現(xiàn)象產(chǎn)生。人行道板、橫隔板混凝土脫落,露鋼板且銹蝕、開裂、滲水。挑梁混凝土剝落、露筋且銹蝕,碎裂、開裂,滋生植物、雜草。第六跨2#梁與3#梁間處鉸縫脫落。支座銹蝕、泥土覆蓋。墩臺及梁帽混凝土剝落、露筋且銹蝕、開裂。錐坡網(wǎng)狀開裂、外傾、雜草滋生。橋面鋪裝層坑槽、麻面。伸縮縫堵塞人行道板鋪裝層混凝土脫落。欄桿混凝土開裂、剝落、露筋且銹蝕。
根據(jù)國家相關(guān)標準及檢測報告對崇左大橋的現(xiàn)狀進行評定,其評定等級為四類,處于差的狀態(tài),應(yīng)采取相應(yīng)的措施對崇左大橋進行維修加固。
通過對崇左大橋的橋體質(zhì)量進行分析,最終選擇對其T梁、橋臺、橋墩、基礎(chǔ)以及橋面進行維修加固。
大橋維修加固材料及規(guī)格見表2。
表2 維修加固材料及規(guī)格表
4.2.1 T梁加固、提載
(1)采用化學灌漿法對T梁中寬度≥0.15 mm的裂縫進行修補,用環(huán)氧砂漿對寬度<0.15 mm的裂縫進行修補,對T梁中的裂縫進行修補能大幅增強T梁的整體性和承載能力。
(2)采用外包混凝土加固法對第1跨T梁梁底外包混凝土處理,增加構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定性,提高其承載能力。采用鋼板粘貼加固法對T梁的梁側(cè)進行加固,提高橋梁的抗拉強度、承載力及耐久性。
(3)采用鋼板粘貼加固法對2~8跨T梁梁底進行粘貼抗剪鋼板,進而提高橋體的抗剪強度。
(4)對橋墩、臺帽上的泥土及垃圾進行清除,將支座更換為橡膠支座。
4.2.2 橋臺、橋墩及基礎(chǔ)加固
(1)橋臺、橋墩處的裂縫處理方法同T梁裂縫處理方法相同,均采用化學灌漿法。除銹工作則采用環(huán)氧砂漿法進行。
(2)橋墩及基礎(chǔ)的加固采用外包混凝土加固法進行,最大程度增加橋墩及基礎(chǔ)的承載能力。
4.2.3 橋面維修加固
(1)橋面維修主要采用的是補強層加固法。首先將橋面的混凝土去除,然后在T梁翼板鉸縫處增設(shè)幫焊鋼筋,進行鋼筋骨架綁扎,最后在橋面上澆筑強度等級為C40的防水混凝土。
(2)對于破損的欄桿、扶手、挑梁及人行道板均采用拆除處理,重新建立人行道系。在人行道系施工的過程中應(yīng)注意排水管道的鋪設(shè),保證橋梁的排水系統(tǒng)正常運行。
本文首先對橋梁維修加固的原因及原則進行闡述,然后對橋梁維修加固的幾種施工技術(shù)進行詳細介紹,最后基于實例對橋梁維修加固施工技術(shù)進行研究,為橋梁維修加固技術(shù)在類似工程實例上的運用提供借鑒。
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