橋梁加固技術(shù)探索
2015-04-13
橋梁作為交通運(yùn)輸?shù)臉屑~,直接影響著交通的流量和荷載。當(dāng)它投入使用一定時(shí)間后,往往由于設(shè)計(jì)的局限和施工的欠缺,使其難以適應(yīng)日益繁重的交通量,而且隨著運(yùn)輸設(shè)備的高速發(fā)展和車輪負(fù)載的不斷增長(zhǎng),使橋梁常常處于超負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài),從而逐步成為交通運(yùn)輸線上的“瓶頸”。
因此，為了維持橋梁的正常營(yíng)運(yùn)，盡量保持和延長(zhǎng)橋梁的使用壽命.對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物進(jìn)行經(jīng)常性的養(yǎng)護(hù)維修是非常必要的。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)物無(wú)法滿足承載能力、通過(guò)能力(如荷載標(biāo)準(zhǔn)提高、原結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p傷從而承載能力降低、橋而過(guò)窄妨礙車輛暢通)等要求時(shí)，則需對(duì)橋梁進(jìn)行必要的補(bǔ)強(qiáng)加固、拓寬等技術(shù)改造。
1 橋梁的維修整治
橋梁的維修整治或稱養(yǎng)護(hù)維修主要是對(duì)危害橋梁正常營(yíng)運(yùn)的部分進(jìn)行修繕工作。例如橋面鋪裝層、橋面伸縮縫裝置、橋面防水設(shè)施、橋梁主體結(jié)構(gòu)(如鋼筋混凝土橋梁等的混凝土裂縫等)的缺陷，都會(huì)影響橋梁的正常營(yíng)運(yùn)及使用壽命，嚴(yán)重的甚至直接導(dǎo)致橋梁承載能力的降低。因此。在橋梁使用過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行經(jīng)常性的維修整治是不容忽視的一項(xiàng)工作。橋梁技術(shù)改造的工作重點(diǎn)，往往是針對(duì)橋梁的主體結(jié)構(gòu)，但同時(shí)也必須對(duì)影響橋梁正常使用的其他部分進(jìn)行維修整治。
2 橋梁的技術(shù)改造
橋梁結(jié)構(gòu)的安全度是以結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及耐久性等指標(biāo)來(lái)衡量的，也就是說(shuō)，橋梁結(jié)構(gòu)必須滿足基本的承載能力功能的要求。橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以承受作用其上的荷載，使橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件或其連接構(gòu)造不致產(chǎn)生破壞;結(jié)構(gòu)各部分應(yīng)具有足夠的剛度，以使其在荷載作用下不產(chǎn)生過(guò)大的撓曲變形;構(gòu)件的截面必須有適當(dāng)大小的截面尺寸，以使其在承受荷載時(shí)不發(fā)生屈曲而喪失穩(wěn)定性.對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物不僅要保證結(jié)構(gòu)具有整體強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，而且必須保證結(jié)構(gòu)各組成構(gòu)件具有足夠的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，同時(shí)結(jié)構(gòu)物必須具備良好的工作性能及足夠的耐久性。但是，橋梁結(jié)構(gòu)由于作用荷載的隨機(jī)性、材料強(qiáng)度的離散性、制造與施工質(zhì)量的分散性以及計(jì)算假定的近似性等原因，其實(shí)際安全度往往是一個(gè)不確定值。有的橋梁由于設(shè)計(jì)與建造年代久遠(yuǎn)，原設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)偏低，現(xiàn)時(shí)運(yùn)行重車增多、行車密度增加而不適應(yīng);有的橋梁由于采用的橋型結(jié)構(gòu)不當(dāng)或設(shè)計(jì)計(jì)算假定不盡合理，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀態(tài)與計(jì)算假定不完全相符;有的橋梁在施工時(shí)由于質(zhì)量控制不嚴(yán)、管理不善而造成不應(yīng)有的缺陷;有的則因不注意經(jīng)常性的檢查、維修整治導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生缺陷而不能維持正常的工作條件等。
3 橋梁加固措施
為適應(yīng)橋梁對(duì)抗震的要求，針對(duì)震害所出現(xiàn)的各種薄弱環(huán)加強(qiáng)橋梁構(gòu)造以提高橋梁抗震能力，顯然是有重要意義的。
3.1 橋梁杭震的構(gòu)造要求
3.1.1 對(duì)簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁、系桿拱等梁式體系，必須設(shè)置阻止梁墩橫橋向相對(duì)位移的構(gòu)造，阻止梁的橫向位移。
3.1.2 對(duì)懸臂梁和T形剛構(gòu)除采取上述措施外，還應(yīng)采取阻止上部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)橫橋向相對(duì)位移的構(gòu)造措施。
3.1.3 對(duì)活動(dòng)支座，均應(yīng)采取限制其位移、防止其歪斜的措施。
3.1.4 對(duì)簡(jiǎn)支梁應(yīng)采取措施防止地震中落梁，如采用螺栓連接，鋼夾板連接，以及將基礎(chǔ)置于可液化層一定深度等措施。
3.1.5 對(duì)于樁式墩和柱式墩，樁(柱)與蓋梁，承臺(tái)聯(lián)接處的配筋不應(yīng)少于樁或柱身的最大配筋。
3.1.6 對(duì)于磚石、混凝土墩臺(tái)，應(yīng)考慮提高墩臺(tái)帽與墩臺(tái)本身以及基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)處，截面突變處和施工處的抗剪強(qiáng)度。
3.1.7 橋臺(tái)胸墻應(yīng)予加強(qiáng)，在胸墻與梁端部之間，宜填充緩沖材料，如瀝青，油毛氈等。
3.1.8 磚石、混凝土墩臺(tái)和拱圈的最低砂漿強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按現(xiàn)行公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的要求提高一級(jí)使用。
3.1.9 不論為梁式橋、拱橋盡量避免在不穩(wěn)定的河岸修建，并應(yīng)合理布置橋孔。避免將墩臺(tái)布設(shè)于在地震時(shí)可能滑動(dòng)的岸坡突變處。
3.1.10 大跨徑拱橋的主拱圈，宜采用抗扭剛度較大，整體性較好的斷面型式，如箱形拱、板拱等。當(dāng)主拱采用組合斷面時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)組合截面的連接強(qiáng)度，對(duì)雙曲拱橋應(yīng)加強(qiáng)肋波間的連接。
3.1.11 大跨徑拱橋不宜采用二鉸和三鉸拱，當(dāng)小跨徑拱橋采用二鉸板拱時(shí)，應(yīng)采取防比落拱構(gòu)造措施。
3.1.12 磚石、混凝土腹拱的洪上建筑，除靠近墩臺(tái)的腹拱采用三鉸或二鉸外，其余腹拱宜采用連續(xù)結(jié)構(gòu)。
3.1.13 拱橋宜盡量減輕拱上建筑的重量。
3.1.14 剛性地基烈度為9度(地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)≥0.4g)時(shí)，或非剛性地基烈度為7度(地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)0.1～0.15g)時(shí)的單孔及連拱橋與端腹孔均應(yīng)采取防止落拱構(gòu)造，包括加長(zhǎng)拱座斜面，設(shè)置防落牛腿以及將主拱鋼筋伸入墩臺(tái)帽內(nèi)。
除上述外，還要加強(qiáng)施工質(zhì)量管理。
3.2 橋梁杭震加固的原則
在烈度為8度(地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)0.2～0.3g）及8度以上的地震區(qū)，公路橋梁均應(yīng)局部加強(qiáng)其抗震薄弱環(huán)節(jié)。
重要大跨徑橋梁作重點(diǎn)加固，一般性橋梁作一般性加固。
3.3 梁式橋的抗震加固
防止順橋向(縱向)落梁的抗震措施主要有:增設(shè)擋塊和加強(qiáng)胸墻，橋臺(tái)加固擋板，用H形卡架和三角形支架加固，墩帽上設(shè)置活動(dòng)支座端擋塊等。
防止橫橋向落梁的抗震措施主要有:用鋼絲繩橫向連接加固，邊主梁外側(cè)設(shè)置擋塊或擋桿，邊主梁外側(cè)設(shè)鋼支架加固等。
防止支座破壞的主要措施有:寬蓋梁上設(shè)置支座擋塊，U形承托支座加固，一字形承接支座加固，兩支座用鋼筋縱向連接加固等。
3.4 拱式橋的杭震加固
對(duì)雙曲拱橋因其連接部位較多，如拱肋和拱波的連接，拱肋和橋墩(臺(tái))的連接，拱上建筑和拱圈連接，這些薄弱環(huán)節(jié)，亦應(yīng)預(yù)以加固。其主要抗震措施有:拱肋與拱波之間用鋼筋混凝上補(bǔ)強(qiáng)，拱頂上部用鋼筋混凝土加固，或用加勁鋼及剪力撐法，對(duì)拱腳用鋼筋混凝土加固等。
3.5 墩臺(tái)和基礎(chǔ)的杭震加固
基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)或修建時(shí)沒(méi)考慮增加地震因素時(shí)，應(yīng)采取以下加固措施:對(duì)于擴(kuò)大基礎(chǔ)，可采用外加固圍裙的方法進(jìn)行抗震加固。加打木樁澆筑混凝土增大基礎(chǔ)底面積。對(duì)于樁基礎(chǔ)采用加筑圍裙式條形基礎(chǔ)。在一般沖刷線以下，橋臺(tái)前端加高斜撐。樁墩兩側(cè)加設(shè)斜撐加固。對(duì)于排架樁采用橫斜撐加固。對(duì)斷面薄弱處采用擴(kuò)大橋墩斷面加固法。臺(tái)后土壓力較大時(shí)，可在臺(tái)后加建擋墻。于臺(tái)前增設(shè)扶壁加固，其基礎(chǔ)埋深一般在沖刷線以下1m。地震造成臺(tái)后沉陷，用臺(tái)后增設(shè)橋孔來(lái)穩(wěn)定橋臺(tái)。臺(tái)背兩側(cè)出現(xiàn)坍塌時(shí)，改建成U形臺(tái)，從而加固臺(tái)身以穩(wěn)定土坡。
結(jié)束語(yǔ)
公路橋梁結(jié)構(gòu)缺陷的種類很多，產(chǎn)生的原因也很復(fù)雜，因各種橋梁的結(jié)構(gòu)類型、地基類型、材料種類、施工質(zhì)量、通行車輛、管理養(yǎng)護(hù)工作等的不同而千差萬(wàn)別。對(duì)于這類缺陷，查清后就必須及時(shí)加以處理，或者進(jìn)行修補(bǔ)加固，或者報(bào)廢重新澆筑。
