1、常见桥梁加固方式的分析比较与应用研究摘要:桥梁是公路交通的咽喉,其使用功能的好坏直接影响整体道路的畅通。随着我国公路建设的快速发展,各级公路的交通流量、运输车辆的吨位均有较大增加,这时就必须对桥梁进行必要的维修加固,使受损桥梁结构恢复其原有的技术功能,提高结构的承载能力,使桥梁能重新满足交通的需求。建国以来所修建的不少旧桥,由于受到当时的设计、材料、施工等方面的影响和局限,先天不足,加上不能适应目前交通量的迅猛增,使得旧桥的检测和加固技术显得非常迫切。现就这些问题进行分析,并提出一些有利的措施使我国的桥梁加固技术得以完善。 关键词:桥梁加固技术;应用 中图分类号: K928 文献标识码: A
2、引言 随着我国交通建设的快速发展,桥梁施工的对象也越来越复杂,技术也越来越高,人们对现代桥梁的质量和寿命也越来越重视。我国桥梁数量众多,桥梁技术发展较快,但桥梁养护、维修加固技术发展相对滞后。随着桥梁建设的发展,现桥梁的加固维修问题已引起人们的普遍关注。 一、桥梁加固需求 1、经济发展,交通需求量变大,旧式桥梁需要改良随着国民经济的发展,交通量和车辆载重不断加大,公路交通的负荷日趋增大,使部分早期设计修建的桥梁的既有损伤不断加重,加速了桥梁的老化、破损。同时,早年设计的指导思想注重于材料的节省,安全度低。一般来说造成断面单薄、安全储备低,其中最典型的就是双曲拱。 2、新式桥梁需要加固,延长寿命
3、近年修建的桥梁,因设计失当或者施工质量差,也存在着加固的问题。另外,非人为因素如大气腐蚀、温度、温度的变化、水流的冲刷和淤积等可引起结构损坏,因此也需要对桥梁进行加固。 二、桥梁加固原则 桥梁加固一般是通过对构件的补强和结构性能的改善来恢复或提高现有桥梁的承载能力,以延长使用年限,适应现代交通运输的要求。桥梁加固的方法有多种,对于具体的、不同的工程如何选用,应依照以下的原则: 1、经济适用原则 采用加固方案应考虑耗费少、功效快、不中断交通、技术上可行、有较好耐久性等方面的要求。 2、经济安全原则 建立桥梁维修、加固、重建的经济分析模型,选择技术可行、经济合理、对现有交通干扰较小的实施方案,以保
4、证改造后的桥梁能安全运营。加固设计方案选取要合适。加固设计及施工尽量不损坏原结构,并保留具有利用价值的构件,避免不必要的拆除。 三、桥梁加固技术应用 1、加大截面法 加大截面法是通过在梁顶(桥面)上加铺一层钢筋混凝土层,使其与原有主梁形成整体,从而达到增大主梁有效高度和抗压截面,增加桥面整体刚度,提高桥梁承受能力的一种方法。增大梁肋混凝土截面法,将结合部位的砼凿毛洗净后,每隔一定间距露出原主筋,增设箍筋将新、旧主筋牢固连接,再挂模浇筑新增梁肋马蹄形砼,适用于桥下净空较高,允许增加主梁高度的情况,将减小桥下净空,对于要求桥下净空的桥梁无法组织实施且对桥梁的外观影响较大,不适于城市桥梁。加厚桥面板
5、法,凿除原桥面铺装层,桥面板经凿毛洗净并每隔一定间距设置剪力槽或剪力键,再现浇一层新的钢筋砼铺装层,适用于允许中断交通的小跨径 T 梁或板梁桥。 2、粘贴钢板或碳纤维加固法 粘贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其它薄弱部位,使钢板与加固混凝土结构形成整体,以达到提高结构承载能力的目的。如上虞市人民西路桥加固。粘钢加固可用于补充原结构构件中的钢筋量的不足,增强构件的抗弯、抗剪、抗压能力,对所加固构件的刚度提高也具有一定的效果。在混凝土构件表面粘贴钢板时,增加抗剪螺栓效果更好。碳纤维加固技术是近几年内才由国外引进的一种新技术,因其强度高,耐腐蚀,且施工简便等优点,目前
6、已广泛应用于实际工程中。粘贴碳纤维加固技术是指采用高性能粘接剂将碳纤维布粘贴在建筑结构物表面,当结构荷载增加时,两者共同工作,提高构建承载力,从而达到加固补强的目的。然而,由于碳纤维本身的一些缺陷,如脆性、耐火性不好等使得这种材料的应用受到限制。碳纤维复合材料是一种新型的材料,可以取代钢板应用在桥梁的加固工程中,因此受到人们的广泛重视。这种材料在日本最受重视,应用也最为广泛。我国对这种新型的材料是在 1998 年开始实际应用的,目前对它的应用和研究正在深化和发展。 3、体外预应力加固法 预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆多结构构件或整体进行加固的方法,特点是通过预应力手段强迫后加部分拉杆或撑杆
7、受力,改变原结构内力分布并降低原结构应力水平,致使一般加固结构中所有的应力滞后现象得以完全消除。目前,常用下撑式预应力拉杆加固法和外部预应力钢丝束加固法两种。在合理安排施工流程的情况下,该方法可最大限度地减少对桥上交通的影响,甚至可以在有限开放交通的情况下组织施工,因此近年来国内工程实例较多。体外预应力体系由体外预应力孔管、浆体、锚固体系和转向块等部件组成。体外预应力技术能大大缩短施工工期,能降低被加固构件的应力水平,使结构整体承载力显著提高,但加固后对原结构外观有一定影响。 4、环氧树脂低压灌缝 先用钢丝刷清除裂缝表面的灰尘、浮碴及松散物,确定需要封闭的范围;用气压为 0.2MPa 的压缩空
8、气清除缝内浮尘,用工业丙酮将裂缝刷洗干净。沿清理好的缝涂一层环氧树脂胶,留出埋设灌浆底座的位置,待胶干后用树脂胶埋设灌浆底座。环氧树脂低压灌缝的特性有:优异的机械性能和粘合力;防化学侵蚀、防水;很强的渗透性,便于灌缝和涂敷施工;高耐冲击性,能很好抗震和抗冲,适应频繁交通荷载的要求。 5、钢纤维混凝土修复桥面铺装层 对于桥面铺装层的严重破损,可考虑采用钢纤维混凝土修复。这种材料具有高强度、抗裂能力强,抗冲击耐磨耗等性能,可延长桥面的使用寿命,在不增加桥梁荷载的情况下,改善桥梁的结构耐受性能。 6、改变结构体系法以及增设大边梁法 改变结构体系法,八字撑架加固在简支桥孔设置钢制或钢筋砼制八字撑架,为
9、原桥上部结构增设两个支承,使原一跨简支梁变为三跨连续梁,适用于建在不通航河道上的桥梁。上部结构对桥下净空影响非常大,极不适于城市桥梁的加固,当建筑高度较大时,其工程量较大。连续体系加固是将原多跨简支梁的梁端翼缘连接起来,使受力体系由原来的简支转变为连续,从而改善结构的受力性能。适用于原简支梁跨中截面抗弯能力明显不足的情况,虽不受净空限制,但对交通有影响。增设大边梁法是在原桥主梁的两侧增设抗弯、抗扭刚度相对较大的梁,并设置横隔梁使新旧结构成为整体,共同受力,使新增边梁能分担较多的荷载内力,从而减少原有结构承担的内力,适用于主体结构基本完好,具有一定承载潜力,同时需要加宽的桥梁新建部分与原有结构相
10、对独立,对交通的影响较小,也不受桥下净空的限制,但新建部分与原有结构之间必须采取可靠的联结措施,才能使其共同工作。 结束语 桥梁加固应及早发现、早期加固。在桥梁破损还不人严重时应及时进行加固,效果最好,也是最经济的。因为这时大部分原有钢筋及混凝十基本上仍处于弹性 T 作阶段,具有较高的强度,加固后这一部分能有效地与新加部分一起承受荷载,新加材料较少,既达到了提高承载力的目的,加固费用又较少,同时可以保持原桥的风貌。若等桥梁严重破损后刁进行加固,则原结构材料大部分己进入塑性,加固后这些老材料对结构承载力的贡献也极为有限。为了满足承载力要求,势必大量增加新材料,既不经济,而且会造成桥梁在外观尺寸上的不协调,失去原有的风貌。 参考文献 1黄文,胡慧敏.对公路桥梁加固施工技术的有限分析J 建材发展导向,2012.3 2韩光文.高速公路桥梁加固施工技术与质量控制J 民营科技,2011.1 3张晶越,梁杰.浅谈公路桥梁加固施工技术与质量控制J 大观周刊,2010.12