橋梁維修加固技術(shù)
2015-04-03
近年來,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,公路運(yùn)輸車輛向大型化、 拖掛化、 集裝箱化方向發(fā)展。 受利益驅(qū)動(dòng),公路上行駛的超限超載運(yùn)輸車輛逐年增多,造成嚴(yán)重的社會(huì)危害。橋梁是現(xiàn)代城市化建設(shè)中的重要基礎(chǔ)設(shè)施,它具有極強(qiáng)的社會(huì)公共性。如果超限超載運(yùn)輸?shù)貌坏接行Ф糁?就會(huì)陷入一方面路橋建設(shè)、養(yǎng)護(hù)投資力度不斷加大,另一方面路橋邊修邊壞、屢修屢壞的“怪圈”。再者,自然環(huán)境的惡化對(duì)橋梁的影響也很大,尤其是沿海地區(qū),橋梁建成服役十多年就要進(jìn)行加固維修或是拆除重建的情況屢見不鮮。在橋梁的施工過程中,部分建筑施工單位利欲熏心,偷工減料,橋梁的質(zhì)量安全也受到了極大威脅。這些不利因素的存在,必然要求我們對(duì)問題橋梁進(jìn)行維修加固。
橋梁的維修加固工作主要從橋梁的上部承重結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)加固及橋梁附屬構(gòu)筑物等方面著手進(jìn)行,現(xiàn)結(jié)合個(gè)人實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)分別從這幾個(gè)方面進(jìn)行簡單介紹。
一、橋梁加固法
1、橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法。
在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層，一般先鑿除舊橋面，使其與原有主梁形成整體，達(dá)到增大主梁有效高度和抗壓截面強(qiáng)度、改善橋梁荷載橫向分都能力，從而達(dá)到提高橋梁的承載能力的目的。
2、增大截面和配筋加固法
當(dāng)梁的承載力、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時(shí)，通常采用增大構(gòu)件截面、增加配筋、 提高配筋率的加固方法。這種方法是在梁底面或側(cè)面加大尺寸，增配主筋，提高梁的有效高度和抗彎承載力，從而提高橋梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋的加固。
3、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)地噴射到已錨固好鋼筋網(wǎng)的受噴面上，凝結(jié)硬化而形成鋼筋混凝土，從而增大橋梁的受力斷而和補(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荷載作用。
4、粘貼受力筋（鋼板、碳纖維、錦綸纖維）加固法
當(dāng)交通量增加，主梁出現(xiàn)承載力不足，或縱向力筋出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕的情況時(shí)．粱板橋的主梁會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的橫向裂縫采用粘結(jié)劑及錨栓，將鋼板等受力筋粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位．使其與結(jié)構(gòu)形成整體，達(dá)到提高梁的承載能力的目的。這種加固方法的特點(diǎn)是：
?、俨恍枰茐谋患庸痰脑Y(jié)構(gòu)的尺寸；
?、谑┥瞎に嚭唵?施工質(zhì)量較容易控制
③ 施工工期短。
5、改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法
這種加固、 改造方法是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系，達(dá)到提高橋梁承載能力的目的。如： 在簡支梁下增設(shè)支架或橋墩，把簡支梁與簡支梁縱向加以連接，由簡支變連續(xù)梁，或在梁下增設(shè)鋼衍架等加勁或疊合梁等．以減小梁內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到提高梁承載力的目的。
6、體外預(yù)應(yīng)力加固法
對(duì)于鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土梁或板，采用對(duì)受拉區(qū)施以體外預(yù)應(yīng)力加固，可以抵消部分自重應(yīng)力，起到卸載的作用，從而能較大幅度地提高梁的承裁能力。體外須應(yīng)力加固法優(yōu)點(diǎn)是：
?。?）在自重增加很小的情況下，能夠大幅度改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的受力狀況，提高承重結(jié)構(gòu)的剛度、抗裂性能；
?。?） 由于承重結(jié)構(gòu)自更增加小，故對(duì)墩臺(tái)及基礎(chǔ)受力狀況影響很小，可節(jié)省對(duì)墩臺(tái)及基礎(chǔ)的加固；
?。?）對(duì)橋梁營運(yùn)影響較小，可在不限制通行的條件下加固施工；
（4）預(yù)應(yīng)力加固法既可作為橋梁通過重車的臨時(shí)加固手段，又可作為永久性提高橋梁荷載等級(jí)的措施。
7、增設(shè)縱梁加固法（拓寬改建）
在墩臺(tái)地基安全性能好，并具有足夠承載能力的情況下，可采用增設(shè)承載力高和剛度大的新縱梁。新梁與舊梁相連接，共同受力。由于荷載在新增主梁后的橋梁結(jié)構(gòu)中重新分布，使原有梁中所受荷載得以減少，由此使加固后的橋梁承載能力和剛度得到提高。當(dāng)增設(shè)的
縱梁位于主梁的一側(cè)或兩側(cè)時(shí)，則兼有加寬的作用。
8、拱圈增設(shè)套拱加固法
當(dāng)拱橋的主拱圈為等截面或變截面的實(shí)體拱板，且墩臺(tái)無病害，基礎(chǔ)沉降滿足加固后的要求，同時(shí)橋下凈空與泄洪面積容許部分壓縮時(shí)可在原主拱圈下加設(shè)一層新拱圈。即緊貼在原拱圈底面上澆注或噴射新混凝土拱圈。
9、擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法
擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積加固法， 稱為擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法。 此方法適用于基礎(chǔ)承載力不足或埋深不夠， 而且墩臺(tái)又是砌筑的剛性實(shí)體基礎(chǔ)。 擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基承載力計(jì)算確定。當(dāng)?shù)鼗休d力滿足要求而缺陷僅僅是基礎(chǔ)不均勻沉降變形過大時(shí)，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積加固的
方法， 主要由地基變形計(jì)算來控制加固設(shè)計(jì)。
10、增補(bǔ)基樁加固法
橋梁墩臺(tái)基底下有軟弱下臥層，或基礎(chǔ)底面未設(shè)置在堅(jiān)硬的持力層上時(shí)，墩臺(tái)發(fā)生沉降； 或樁基礎(chǔ)深度不足；或由于水流沖刷過大等原因造成樁發(fā)生傾斜。采用增補(bǔ)基樁加固是一種有效的加固方法。即在基礎(chǔ)周圍補(bǔ)加鉆孔樁，或打入鋼筋混凝土預(yù)制樁，與原承臺(tái)或基礎(chǔ)相連，以此提高基礎(chǔ)承載力、增強(qiáng)基礎(chǔ)穩(wěn)定性。
11、鋼筋混凝土套箍或護(hù)套加固法
當(dāng)橋梁墩臺(tái)病害由于基礎(chǔ)埋深不夠或施工質(zhì)量控制不嚴(yán)等原因造成的，導(dǎo)致墩臺(tái)開裂破損時(shí)，一般在墩臺(tái)身上中下分設(shè)三道帶箍，其間距大致相當(dāng)于橋墩側(cè)面的寬度。每個(gè)帶箍的寬度則根據(jù)裂縫的寬度和開裂情況而定。一般約為墩臺(tái)高度的1/10，厚度采用10~20cm。當(dāng)墩臺(tái)損壞嚴(yán)重，如墩臺(tái)身嚴(yán)重開裂或大面積表面破損、風(fēng)化、剝落時(shí)，則可采用圍繞整個(gè)墩臺(tái)身設(shè)置鋼筋混凝土護(hù)套的方法加固。
12、橋臺(tái)新建輔助擋土墻加固法
當(dāng)橋梁橋臺(tái)不足以承擔(dān)荷載或土壓力時(shí)，可以在設(shè)一橋臺(tái)，輔助主臺(tái)受力。
13、墩臺(tái)拓寬加固法
當(dāng)墩臺(tái)不夠?qū)捠牵趶?fù)核基礎(chǔ)承載沒問題時(shí)，可以利用原墩臺(tái)加設(shè)懸臂帽梁進(jìn)行加寬。
二、橋梁維修的方法
1、橋面鋪裝的維修。橋面鋪裝指的是為保護(hù)橋面板和分布車輪的集中荷載,用瀝青混凝土、 水泥混凝土、高分子聚合物等材料鋪筑在橋面板上的保護(hù)層。其作用是保護(hù)橋面板防止車輪或履帶直接磨耗面,保護(hù)主梁免受雨水侵蝕,并借以分散車輪的集中荷載。 橋面鋪裝的病害主要為原鋪裝層過薄、鋪裝中未設(shè)鋼筋網(wǎng)或含筋量過小、鋪裝與橋板間存在夾層、混凝土澆筑不密實(shí)引起的。
橋面鋪裝主要有瀝青混凝土和水泥混凝土鋪裝兩種形式。對(duì)于瀝青混凝土鋪裝病害形式,可以采用灌縫和挖補(bǔ)等日常手段進(jìn)行維修,而對(duì)于水泥混凝土鋪裝的病害形式除采用上述修補(bǔ)方式處理外,最有效的就是對(duì)其進(jìn)行徹底翻修。
2、橋面伸縮縫的維修。橋面伸縮縫主要由傳力支承體系和位移控制體系組成,它的主要功能是將車輛垂直和水平荷載通過支承結(jié)構(gòu)傳遞到梁體,并適應(yīng)橋梁縱橫位移的變化和梁端翹曲發(fā)生的轉(zhuǎn)角變化。由于它設(shè)置在梁端構(gòu)造比較薄弱的部位,直接承擔(dān)車輛反復(fù)荷載作用,又大多暴露在大自然中,受到各種自然環(huán)境的影響。加之其裝置的性能及連接件等不盡完善,因
而可以說伸縮縫是易損壞,難修補(bǔ)的部位,經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種不同程度的缺陷。 橋面伸縮縫的損壞,不僅影響著橋梁的正常使用,而且增大了養(yǎng)護(hù)維修的工程量,造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響,因此,必須對(duì)橋面伸縮縫進(jìn)行經(jīng)常性的維修整治,以保證橋梁的正常使用。伸縮縫的維修必須注意的重要問題:(1)當(dāng)原伸縮縫裝置的錨固鋼筋等損壞、松動(dòng)或無錨固鋼筋需增設(shè)時(shí),應(yīng)先鑿出錨孔后再安設(shè)鋼筋等錨固件。(2)在鑿除原有混凝土鋪裝時(shí),不要損傷伸縮縫兩側(cè)橋面板混凝土及鋼筋。 (3)對(duì)于橋面鋪裝層上容易產(chǎn)生車轍的凸凹不平處,要特別注意鋪筑后鋪筑材料時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生高低差。
3 結(jié)論
橋梁加固是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，橋梁工作者要深入了解既有橋梁維修加固的方法，對(duì)加固工作的技術(shù)、理論、實(shí)踐不斷研究、創(chuàng)新、總結(jié)、交流，在工作中靈活運(yùn)用，以使橋梁加固工作不斷進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)
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