橋梁維修與加固方法及應(yīng)用

1、橋梁維修與加固方法及應(yīng)用加固，容易來說，就是通過一定的措施使構(gòu)件乃至囫圇結(jié)構(gòu)的承載能力及其使用性能得到提高，以滿意新的要求。這些措施包括直接針對(duì)囫圇結(jié)構(gòu)的，如體外預(yù)應(yīng)力，轉(zhuǎn)變了結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)，使其回到原設(shè)計(jì)狀態(tài)或者更適應(yīng)新的要求；有些措施是針對(duì)截面的，即通過提高截面某一方面的承載力強(qiáng)度（如抗剪強(qiáng)度），從而改善囫圇結(jié)構(gòu)的承載力水平。按照橋梁的加固緣由、加固部位以及現(xiàn)有橋梁本身橋型方案的不同，應(yīng)采用不同的加固方法。目前，橋梁上部結(jié)構(gòu)常用的加固方法有：體外預(yù)應(yīng)力加固法、體系轉(zhuǎn)換加固法、增強(qiáng)構(gòu)件加固法、粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法、橋面層補(bǔ)強(qiáng)加固法等；橋梁下部結(jié)構(gòu)常用的加固方法有擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法、高壓旋

2、噴注漿加固法等。一、橋梁修理與加固總體概況1、橋梁加固的步驟與基本原則橋梁的加固與橋梁的設(shè)計(jì)一樣，除了應(yīng)滿意設(shè)計(jì)規(guī)范，符合技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、結(jié)構(gòu)平安的原則外，還務(wù)必經(jīng)過一定的程序和步驟，這就是所謂的加固概念設(shè)計(jì)。1.1橋梁結(jié)構(gòu)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)失效或損傷經(jīng)評(píng)估不能滿意結(jié)構(gòu)平安或正常使用要求時(shí)，務(wù)必舉行加固。加固設(shè)計(jì)的內(nèi)容及范圍，應(yīng)按照評(píng)估結(jié)論和托付方提出的要求決定，可以包括整體橋梁，也可以是指定的區(qū)段或特定的構(gòu)件；1.2建立既有橋梁修理、加固、重建的經(jīng)濟(jì)分析模型，通過分析比較，抉擇技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、對(duì)現(xiàn)有交通干擾較小的方案實(shí)施，以保證改造后的橋梁能平安運(yùn)營(yíng)；1.3按照需要改造橋梁的評(píng)估結(jié)論及經(jīng)濟(jì)分析

3、，當(dāng)?shù)弥F(xiàn)有橋梁可以通過加固、修理達(dá)到使用要求的結(jié)論后，再提出橋梁加固的設(shè)計(jì)方案；1.4對(duì)于大橋、特大橋，其主要承重構(gòu)件需要加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，加固設(shè)計(jì)方案應(yīng)2個(gè)，舉行方案比選和經(jīng)濟(jì)評(píng)估，抉擇最佳加固方案；1.5加固設(shè)計(jì)及施工盡量不損壞原結(jié)構(gòu)，并保留具有利用價(jià)值的構(gòu)件，避開不須要的拆除或更換；加固設(shè)計(jì)應(yīng)與施工方法緊密結(jié)合，并實(shí)行有效措施，保證新老結(jié)構(gòu)銜接牢靠、協(xié)同工作；加固設(shè)計(jì)應(yīng)按結(jié)構(gòu)實(shí)際損壞狀況舉行計(jì)算；1.6在加固施工中，應(yīng)盡可能削減對(duì)橋上和橋下的通行車輛及行人的干擾，實(shí)行須要的措施，削減對(duì)四周環(huán)境的污染；在施工過程中，若發(fā)覺原結(jié)構(gòu)或相關(guān)工程隱藏部位的構(gòu)造有嚴(yán)峻缺陷時(shí)，應(yīng)立刻停止施工，會(huì)同加固方案

4、設(shè)計(jì)者舉行研究，待實(shí)行有效措施處理后，方能連續(xù)施工；加固施工中，應(yīng)實(shí)行平安監(jiān)測(cè)措施，確保人員及結(jié)構(gòu)平安。橋梁加固的方法2.1橋梁上部結(jié)構(gòu)加固2.1.1體外預(yù)應(yīng)力加固法體外預(yù)應(yīng)力法的加固原理是在梁的下緣受拉區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力材料，通過張拉對(duì)梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力，在此偏心壓力作用下，使梁體發(fā)生上拱，抵消部分自重應(yīng)力，減小了結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度、改善了結(jié)構(gòu)受力，能夠較大幅度的提高結(jié)構(gòu)承載力。與通常的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相比，力筋與原結(jié)構(gòu)只在錨固點(diǎn)與梁銜接，類似于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。這種方法在自重增強(qiáng)很小的狀況下可大幅度的改善和調(diào)節(jié)原結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，提高結(jié)構(gòu)剛度、抗裂性。此法既適用于通行重車時(shí)的暫時(shí)加固，也可作為提高橋梁

5、承載力的永遠(yuǎn)加固措施。該方法主要適用狀況有：當(dāng)混凝土梁中預(yù)應(yīng)力筋或平凡鋼筋嚴(yán)峻銹蝕及其它病害造成結(jié)構(gòu)承載力下降；需要提高橋梁的荷載等級(jí)；用于控制梁體裂縫及鋼筋疲憊應(yīng)力幅度；適用于高應(yīng)力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，尤其是大型結(jié)構(gòu)的加固等狀況。2.1.2體系轉(zhuǎn)換加固法轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)體系加固舊橋通常是指增設(shè)附加構(gòu)件或舉行技術(shù)改造，使橋梁的受力體系和受力情況發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而起到減小承重構(gòu)件的應(yīng)力，改善橋梁性能，達(dá)到提高承載能力的目的。這種技術(shù)具有提高結(jié)構(gòu)承載力，增大結(jié)構(gòu)剛度，減小撓度等優(yōu)點(diǎn)。常使用的方法有：拱橋轉(zhuǎn)換為梁拱式拱上建造法；梁橋轉(zhuǎn)換為梁拱組合體系法；簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)繼續(xù)法；多跨簡(jiǎn)支梁轉(zhuǎn)為先簡(jiǎn)支后橋面繼續(xù)體系法；增強(qiáng)輔助墩法

6、等。2.1.3增強(qiáng)構(gòu)件加固法增強(qiáng)構(gòu)件加固法主要是指增設(shè)縱梁提高承載能力或拓寬改建，增強(qiáng)橫隔板加強(qiáng)橫向聯(lián)系。當(dāng)墩臺(tái)地基平安性能好，并具有承載能力，上部結(jié)構(gòu)也基本完好，但其承載能力不能滿意要求，同時(shí)要求加寬橋面時(shí)，一般采用增強(qiáng)承載能力高和剛度大的新縱梁使新舊梁相互聯(lián)結(jié)共同受力。對(duì)于要舉行拓寬改造的則還需要對(duì)墩臺(tái)舉行拓寬。2.1.4粘貼鋼板加固法粘貼鋼板加固是采用粘結(jié)劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的受拉邊緣或薄弱部位，使之與結(jié)構(gòu)物形成整體，從而提高梁的承載能力是一種加固方法。若使用錨栓將鋼板錨固在梁體上，則又稱錨栓鋼板法，這時(shí)鋼板可適當(dāng)厚一些。鋼板固定于受拉混凝土表面可以增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)抗彎剛度，使結(jié)

7、構(gòu)撓度減小，限制了裂縫的進(jìn)展。并且施工時(shí)可以按照設(shè)計(jì)需要舉行裁切鋼板，有效的發(fā)揮粘鋼構(gòu)件的抗彎、抗壓和抗剪的性能，受力勻稱，不會(huì)在混凝土中產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，除此以外，該方法還具有施工簡(jiǎn)便，迅速，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強(qiáng)荷載不多等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是粘結(jié)劑的質(zhì)量及耐久性是影響加固效果的主要因素。2.1.5碳纖維加固法粘貼碳纖維加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建造結(jié)構(gòu)物表面，當(dāng)結(jié)構(gòu)荷載增強(qiáng)時(shí)，兩者共同工作，提高構(gòu)件承載力，從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。纖維復(fù)合材料的力學(xué)特點(diǎn)是其應(yīng)力應(yīng)變量徹低線彈性，不存在屈服點(diǎn)或塑性區(qū)。因?yàn)樘祭w維具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲憊等優(yōu)異物理

8、力學(xué)性能，以及施工速度快，施工工期短，粘貼質(zhì)量簡(jiǎn)單得到保證等優(yōu)點(diǎn)，因此是舊橋加固補(bǔ)強(qiáng)的抱負(fù)材料。碳纖維加固法中粘結(jié)材料的性能是保證碳纖維與混凝土共同工作的關(guān)鍵，也是兩者傳力途徑的薄弱環(huán)節(jié)，因此粘結(jié)材料應(yīng)有足夠的剛度與強(qiáng)度保證碳纖維與混凝土間剪力的傳遞，同時(shí)應(yīng)有足夠的韌性，不會(huì)因混凝土開裂導(dǎo)致脆性粘結(jié)破壞。與其它加固方法相比，采用碳纖維加固舊橋能最小程度的轉(zhuǎn)變?cè)薪Y(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，保證在設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共同受力。2.1.6橋面層補(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壓截面，增強(qiáng)橋面整體剛度，提高橋梁承載能力的

9、一種常用且有效的方法。為了減小補(bǔ)強(qiáng)層增強(qiáng)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。2.2橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)加固2.2.1擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法橋梁基礎(chǔ)擴(kuò)大底面積的加固方法，稱為擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法。此法適應(yīng)于基礎(chǔ)承載力不足或埋置太淺，而墩臺(tái)又是磚石或混凝土剛性實(shí)體或基礎(chǔ)時(shí)的狀況。當(dāng)構(gòu)造物基礎(chǔ)具有較大的不勻稱沉降，并且地基土質(zhì)比較堅(jiān)實(shí)時(shí)，可以采用擴(kuò)大基礎(chǔ)法舉行加固。2.2.2高壓旋噴注漿加固法高壓旋噴注漿，就是先利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆入土層的預(yù)定位置，旋轉(zhuǎn)并以一定的速度提升，同時(shí)將漿液或水以高壓流的形式從噴嘴里射出，沖擊破壞土體，高壓流切割并攪碎土層，使其成顆粒狀凝聚，一部分被漿液和水

10、帶出鉆孔，另一部分則與漿液攪拌混合，隨著漿液的凝結(jié)，組成具有一定強(qiáng)度和抗?jié)B能力的固結(jié)體，從而對(duì)地基舉行加固的一種加固方法。旋噴注漿加固法，用途廣泛，加固地基的質(zhì)量尚可而且效果好，成本低，加固效果顯然，且施工便捷，目前已漸漸成為我國(guó)常用的對(duì)橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)處理方法之一。2.2.3粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法，橋梁墩臺(tái)的加固改造也可以采用粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法增強(qiáng)墩臺(tái)的剛度，提高墩臺(tái)的抗彎、抗壓和抗剪能力，其加固方法、加固機(jī)理與2.1.4及2.1.5全都，在此就不再詳述。大路舊橋的加固比新建橋梁還難，由于舊橋的修理加固，沒有現(xiàn)成的規(guī)范，更沒有可供使用的標(biāo)準(zhǔn)圖，橋梁的病害又錯(cuò)綜復(fù)雜，病害緣由難以決定，因此，應(yīng)充分重視大路舊橋的管理工