探析公路橋梁的加固技術(shù)

1、探析公路橋梁的加固技術(shù)摘要：由于自然壞境各種因素的影響、施工質(zhì)量和實(shí)際交通組成變 化及超載車輛的作用，已建的混凝土橋梁結(jié)構(gòu)可能會(huì)出現(xiàn)承載能力不足、 混凝土表面裂縫等問題。加zih橋部分老化、破損或受原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的限制, 己不能適應(yīng)現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)囊?。這些混凝土橋梁中絕大部分可以通過加 固改造來提高或改善結(jié)構(gòu)受力性能，重新投入使用。關(guān)鍵詞：公路橋梁；加固；施工技術(shù)中圖分類號(hào)：u415.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào):1橋梁需耍加固的原因橋梁是公路的咽喉，其使用功能的好壞直接影響整條線路的暢通，既 有公路中設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低的橋梁嚴(yán)重制約了公路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展。我國公路 橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不斷提高

2、:設(shè)計(jì)荷載由汽- 6、汽 - 8、汽- 10、汽- 13發(fā)展到汽-15、汽- 20及汽-超20級(jí);驗(yàn)算荷載 也由拖- 30、拖- 60、拖- 80發(fā)展到掛- 100和掛-120o據(jù)調(diào)查，全國 在20世紀(jì)80年代前建成的國道、省道和縣級(jí)公路中永久性大、中型橋 梁的設(shè)計(jì)荷載達(dá)到汽- 20級(jí)、掛- 100標(biāo)準(zhǔn)的僅占6. 53 % ,汽-10、 履-50及以下荷載標(biāo)準(zhǔn)的橋梁占9. 17 %，其余84. 3 %的橋梁基本上是 汽- 13級(jí)和汽- 15級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，既有橋梁已不能適應(yīng)當(dāng)前的設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通量和車輛載重不斷加大，公路 交通的負(fù)荷日趨增大，使部分早期設(shè)計(jì)修建的

3、橋梁的既有損傷不斷加重, 加速了橋梁的老化、破損。特別是修建年代早、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低的橋梁，病害 嚴(yán)重，己不能維持正常使用，而只能限速限載通行，甚至不得不關(guān)閉交通, 嚴(yán)重影響和制約了交通運(yùn)輸和地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。受資金和材料資源的限制，上述橋梁不可能全部拆除重建，而期望盡 量利用既有橋梁,通過技術(shù)手段對(duì)舊橋進(jìn)行技術(shù)改造，恢復(fù)和提高其承載 能力。2梁式橋上部結(jié)構(gòu)改造技術(shù)梁式橋上部結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)主要有以下幾種：一是擴(kuò)大和增加原 結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，以提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度；二是以新的結(jié)構(gòu)代替原抗力 不足的結(jié)構(gòu)；三是改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力體系，使原結(jié)構(gòu)受力減少；四是對(duì)原 結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，改善原結(jié)構(gòu)的受力性能。2. 1預(yù)

4、應(yīng)力技術(shù)。隨著荷載等級(jí)的不斷提高，橋梁工程逐漸向輕型、大跨度方向發(fā)展，預(yù) 應(yīng)力碗結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛，在今后的橋梁加固中，現(xiàn)有加固技術(shù)可能 在很大程度上受到限制，因此，有必要開發(fā)和研究預(yù)應(yīng)力技術(shù)在i口橋改造 中的應(yīng)用。用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固主要是通過后張法中的體外預(yù)應(yīng)力來 實(shí)現(xiàn)的，其施工工藝:體外預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)于磴構(gòu)件的外側(cè),鋼束穿 過設(shè)在構(gòu)件端部的擋塊和中部適當(dāng)位置的轉(zhuǎn)向塊進(jìn)行張拉，從而使栓構(gòu)件 獲得預(yù)壓應(yīng)力。此法的主要目的是簡化預(yù)應(yīng)力工藝，但結(jié)構(gòu)的受力i考試- 大i特性比常規(guī)的粘結(jié)預(yù)應(yīng)力輪差，鋼材用量也較大，目前主要用于較大跨 度的橋梁工程或維修加固工程屮。22下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿法

5、。當(dāng)橋下凈空能夠滿足通車、通航要求時(shí),可采用在梁下設(shè)置預(yù)應(yīng)力拉 桿的方法進(jìn)行加固。設(shè)計(jì)時(shí)一般采用粗鋼筋作為拉桿，兩端錨固在梁端，中 間采用單柱或多柱支撐，使梁受到預(yù)應(yīng)力的作用。施加預(yù)應(yīng)力的主要方法: 橫向收緊法。將拉桿分兩層布置于梁底兩側(cè)，在靠近梁的支座附近向上 彎起，與固定在梁端的錨固板焊接。在拉桿的彎起處用短柱支撐，在縱向每 隔一定距離設(shè)置一道撐棍和緊鎖螺栓，再通過收緊器將拉桿橫向收攏而 產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。 縱向張拉法。將預(yù)應(yīng)力拉桿沿梁底布置，兩端向上彎起, 錨固于梁端，然后直接張拉梁底的水平拉桿，使拉桿產(chǎn)生預(yù)拉力，梁體因 此受到預(yù)應(yīng)力的作用。2. 3預(yù)應(yīng)力鋼絲束法。沿梁腹側(cè)血按拋物線形敷設(shè)預(yù)應(yīng)

6、力鋼絲朿，在梁底每隔一定距離 (50-100 cm)設(shè)置一根定位箍，用以固定鋼絲束的形狀，鋼絲束的兩端穿 過梁端翼緣板伸至梁頂錨固。張拉預(yù)應(yīng)力鋼絲束，通過定位篩使梁獲得預(yù) 應(yīng)力；再通過噴射殮使預(yù)應(yīng)力鋼絲束及定位箍與梁體形成整體。這種加固 方法的受力明確，效果明顯，但箍圈的構(gòu)造較復(fù)雜。2.4橋路面層補(bǔ)強(qiáng)加固法。橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法是通過在梁頂(橋面) 上加鋪一層鋼筋混凝土層，使其與原有主梁形成整體，從而達(dá)到增大主梁 有效高度和抗床截面，增加橋面整體剛度，提高橋梁承載能力的一種常用 且有效的方法。為了減小補(bǔ)強(qiáng)層增加的恒載，常將原有橋面鋪裝層鑿除， 而且能使新老結(jié)合良好，共同受力。2.5粘貼鋼板加固法。

7、交通量增加，主梁出現(xiàn)承載力不足，或縱向主 筋出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕的情況下，梁板橋的主梁會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的橫向裂縫。粘貼鋼 板法是公路混凝土橋梁常用的加固方法，一般是采用環(huán)氧樹脂或?qū)ｉT結(jié)構(gòu) 膠將鋼板直接粘貼在混凝土構(gòu)件表面，使之與構(gòu)件形成受力整體。土木工 程中的新技術(shù)往往來自新材料的應(yīng)用。自上世紀(jì)七十年代末初期，歐洲進(jìn) 行纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（frp）在土木工程應(yīng)用研究以來，具有極好的比強(qiáng) 度和比剛度、優(yōu)秀耐腐蝕性的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料已廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)的 粘貼加固工程，形成了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)加固己有混凝土橋梁的新技 術(shù)，其中碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（cfrp）應(yīng)用更多。本文根據(jù)國內(nèi)外關(guān)于碳 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)加固

8、的工程研究，介紹這一新技術(shù)的材料特性、施 工方法和技術(shù)措施。粘貼鋼板加固是對(duì)粘貼部位栓和粘貼用鋼板進(jìn)行衣面 處理后，用環(huán)氧樹脂膠漿將鋼板粘貼在栓表面，并加壓成型，使鋼板密貼 妊表面，以提高梁的抗彎、抗剪能力的一種加固方法。采用粘接及幾錨栓, 將鋼板粘貼錨固在混凝i：結(jié)構(gòu)的受拉或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體， 以鋼板代替增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，以達(dá)到提高梁的承載能力的h的。該方法還 具冇施工簡便，快速，不影響結(jié)構(gòu)外形，加固費(fèi)用低，不減小橋梁凈空以 及增加荷載不多等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是粘貼鋼板加工成型較困難，需要一定 的支護(hù)設(shè)備，而且在長期使用過程中維修保養(yǎng)工作量大，粘結(jié)材料的耐久 性能也值得重視。2.6增加

9、主梁加固法。增加主梁加固法足在新增主梁位置將原橋面鑿 開，切斷原橫隔梁，利用原結(jié)構(gòu)掛設(shè)模板，現(xiàn)澆鋼筋殮主梁，并連通原橫 隔梁，保證新舊結(jié)構(gòu)成為整體，共同受力。這種方法適用于主體結(jié)構(gòu)基本 完好、而承載力不能滿足要求的情況。但是，在加固過程屮必須屮斷交通, 且工藝復(fù)雜，工程量大，對(duì)原結(jié)構(gòu)的損傷較大。2.7錨噴混凝土加固法。借助高速噴射機(jī)械，將新混凝土混合料連續(xù) 地噴射到以錨固好鋼筋網(wǎng)的受噴面上，凝結(jié)硬化而成鋼筋混凝土，從而增 大橋梁的受力斷面和補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，使其能承受更大的外 部荷載作用，提高橋梁承載能力。2.8碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)。由于自然環(huán)境各種因素的影 響施工質(zhì)量和實(shí)際交通組成變化及超載車輛的作用，已建的混凝土橋梁結(jié) 構(gòu)可能會(huì)出現(xiàn)承載能力不足、混凝土表面裂縫等問題。這些混凝土橋梁中 絕大部分可以通過加固改造就能提高或改善結(jié)構(gòu)受力性能，重新投入使 用。3結(jié)語公路橋梁的加固維修技術(shù)是最近興起的一門新技術(shù)，是二十一世紀(jì)公 路橋梁施工領(lǐng)域發(fā)展速度最快、用途最廣的一門科學(xué)技術(shù)，加速我國舊 橋加固或改造技術(shù)的研究，不僅能更好地、及時(shí)地為現(xiàn)代交通運(yùn)輸服務(wù)， 而且能為國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。然而加固施工工藝相對(duì)較 復(fù)雜，要求橋梁加固工程取長補(bǔ)短，不僅延長了原橋的使用壽命，同時(shí)還 增強(qiáng)了原橋的承載能力。