對(duì)橋梁梁板加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的探索
2015-05-27
一、前言
隨著時(shí)代的變遷發(fā)展，我國早期建造的橋梁荷載通常比較低，已經(jīng)不能滿足當(dāng)今交通運(yùn)輸要求。再加上其他橋梁?jiǎn)栴}的出現(xiàn)，因?yàn)椴荒苡行У貙?duì)橋梁進(jìn)行加固補(bǔ)救而造成的橋梁使用限制和交通運(yùn)輸問題十分常見。所以針對(duì)我國橋梁的具體問題進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)探索十分重要。
二、橋梁梁板常見問題分析
2.1 沒有足夠的承載能力
由于橋梁并沒有和地面直接貼合在一起，因此，在設(shè)計(jì)橋梁時(shí)，一定要充分考慮橋梁的負(fù)重?，F(xiàn)如今已經(jīng)建成的一些橋梁，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代大型車輛的通行，因此，會(huì)對(duì)橋梁造成損害。
2.2 不具備正常使用能力
前期建造的一些橋面并沒有足夠的寬度，而且橋梁的平面和縱斷面的線形線形標(biāo)準(zhǔn)太低，以致于橋上下通車凈空不足，引起橋梁不具備正常使用能力，無法正常行駛。
2.3 沒有進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與施工
在建設(shè)前，沒有對(duì)橋梁進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以致于建成的結(jié)構(gòu)構(gòu)造沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。這種缺陷在橋梁的運(yùn)行早期名不明顯，但是運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間以后就會(huì)逐漸出現(xiàn)一些病害。也有可能在橋梁的施工時(shí)，沒有正確的處理各個(gè)施工不住，以致于建成的橋梁在技術(shù)上存在一些缺陷，它們?cè)跇蛄旱氖褂眠^程中便不斷的顯露出來。
2.4 沒有采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)和加固處理
在橋梁建成以后，也可能由于護(hù)理的方式不對(duì)，導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)一些技術(shù)缺陷。比如橋面排水系統(tǒng)沒有做好，導(dǎo)致橋面滲水；在維修或是改進(jìn)橋面載重時(shí)，恒載過大導(dǎo)致橋梁的自重過大，且沒有提高承載力；在維修支座時(shí)采用的方法不對(duì)，導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)也受到影響。此外，也有一些缺陷是由于橋梁加固不當(dāng)引起的。比如沒有合理地改變橋梁的結(jié)構(gòu)體系，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的一些關(guān)鍵部位的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出限制；在加固時(shí)，沒有選擇合適的加固位置或施加的預(yù)應(yīng)力大小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)二次病害。
2.5 因受自然因素影響以致老化
隨著時(shí)間的飛逝，由于受到日照、風(fēng)吹等自然因素影響，導(dǎo)致現(xiàn)已建成的橋梁也會(huì)不斷的老化和損壞，橋梁的承載力、延性、剛度以及穩(wěn)定性也必然會(huì)不斷的下降。
2.6 因受人為和外力因素影響以致結(jié)構(gòu)損壞
橋梁也會(huì)因?yàn)橐恍┤藶楹推渌耐庠谝蛩兀饦蛄航Y(jié)構(gòu)的破壞。比如由于受到船舶撞擊等人為因素的影響，使橋的結(jié)構(gòu)在沖力的作用下，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損壞；不恰當(dāng)?shù)拈_挖河道，在橋梁下開挖巖溶或是礦山坑道，也會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的損壞。
2.7 超負(fù)荷運(yùn)營(yíng)
現(xiàn)代的交通運(yùn)輸工具較多，競(jìng)爭(zhēng)非常的激烈。由于一些特殊的原因，導(dǎo)致有的橋梁會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)營(yíng)，若是橋梁長(zhǎng)期處于這種情況下，難免不導(dǎo)致橋梁的快速損害。
三、常用的橋梁梁板加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)
3.1 粘貼鋼板法
所謂的粘貼鋼板法，實(shí)質(zhì)上就是利用環(huán)氧樹脂系列粘結(jié)劑的強(qiáng)烈的粘結(jié)功能，在橋梁的受拉緣或薄弱部位粘貼上鋼板，讓鋼板和原結(jié)構(gòu)物形成整體，然后一起承受橋面的壓力，有助于其剛度的提高和最初的鋼筋混凝土的應(yīng)力狀態(tài)的改變，阻止裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)大，以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的抗彎能力以及抗剪能力的提高。
具體操作如下：（1）涂覆一層專用結(jié)構(gòu)膠于混凝土和鋼板表面，保持其涂層的厚度在2 mm左右，并用抹刀刮平，防止氣泡的生成。（2）在混凝土貼面貼上鋼板，加壓成型，并從鋼板邊緣擠出多余的膠，讓它們二者貼合的更加緊密。
這種加固方法具有施工簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，并且粘貼鋼板并不會(huì)耗費(fèi)太多的空間，也不會(huì)減少橋梁凈空；該方法施工周期短，也不會(huì)消耗較多的材料；可以按設(shè)計(jì)構(gòu)造需要來靈活的確定粘貼鋼板的加固范圍、部位與強(qiáng)度。
3.2 外包混凝土加固法
對(duì)于梁橋和拱橋等舊橋，需要增加它的橋梁截面和配筋，常用外包混凝土加固法對(duì)其進(jìn)行加固處理。這種方法能夠有效的地提高橋梁構(gòu)建的剛度、強(qiáng)度抗裂性以及穩(wěn)定性能，也能有效地修補(bǔ)橋梁上的裂縫處。在設(shè)計(jì)橋梁加固方式時(shí)，應(yīng)以橋梁中需要加固構(gòu)建的具體情況為依據(jù)，如加固的目地、尺寸大小等因素，決定是采用單側(cè)、雙側(cè)、三側(cè)或是四周加固。根據(jù)加固的重點(diǎn)對(duì)象的不同，可以分為以加配鋼筋為主的加固和加大斷面為主的加固。前者在施工工時(shí)，應(yīng)按照鋼筋的間距等要求來確定適當(dāng)增大截面尺寸，必須要保證配筋的正常工作。后者在施工時(shí)，也需要適當(dāng)?shù)呐渲脴?gòu)造鋼筋，從而確保補(bǔ)加的混凝土能夠正常工作。在加固施工的過程中，必須要將新添置的鋼筋與舊鋼筋焊接，或是將所補(bǔ)的鋼筋用錨桿和原構(gòu)件進(jìn)行連接，還需確保舊混凝土表面的清潔干凈，使新舊混凝土能夠更好的結(jié)合。
一般來講，外包混凝土加固法使用的混凝土為普通型的，強(qiáng)度等級(jí)一般高于C20 號(hào)。如果鋼筋致密且加固層較薄時(shí)，混凝土可用細(xì)石子型的，若是條件允許的情況下，也可采用鋼纖維型的。
3、粘貼碳纖維布法
相比于其他的集中加固方法，粘貼碳纖維布法對(duì)原結(jié)構(gòu)的受力影響較小。其具體操作就是在需要加固補(bǔ)強(qiáng)的橋梁部位的底面或內(nèi)壁，粘結(jié)上具有優(yōu)異抗拉性能的粘結(jié)材料，讓其與原結(jié)構(gòu)一起承受橋梁的受力，從而使舊橋的承載能力得到有效地提高。碳纖維布的粘貼位置因設(shè)置在沿橋梁的主拉應(yīng)力方向上，這樣能夠有效地防止混凝土表面產(chǎn)生裂縫或是阻止裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展，使構(gòu)件抗彎剛度得到一定的提高，且構(gòu)件撓度得到有效地減少，大大改善梁體受力狀態(tài)?，F(xiàn)如今，舊橋結(jié)構(gòu)加固常用的碳纖維布主要有單向碳纖維層壓材料、單向碳纖維交織布、單向碳纖維布等。
四、如何決定是否進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)
橋梁的加固方案并不是隨意選擇的，必須根據(jù)橋梁存在的病害、目前的技術(shù)狀況以及將來交通發(fā)展的趨勢(shì)等因素，確定好此橋梁是否有加固的必要，若是需要再選擇加固方法?？梢酝ㄟ^比較的方式進(jìn)行選擇，著重考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，從而選擇具有耗費(fèi)少、功效快、技術(shù)上可行、耐久性好等優(yōu)勢(shì)的方法。橋梁加固工作一般都不改變?cè)Y(jié)構(gòu)形式，若是在經(jīng)濟(jì)允許、情況復(fù)雜的情況下，才會(huì)考慮更改結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)然，若是采取加固措施了以后，橋梁仍然不能正常的進(jìn)行使用，那么則可以考慮重新建筑橋梁的局部或全部。若是橋梁的損害較為嚴(yán)重，加固的費(fèi)用占重建費(fèi)用的30%以上的時(shí)，則可以認(rèn)為加固是沒有必要的，可以考慮重新建橋?？傊亟?jīng)濟(jì)上考慮，與重建橋相比，當(dāng)加固橋能夠節(jié)約大量的投資和材料，才被認(rèn)為是可行的。
小結(jié)
綜上所述，為了增加車輛通行的安全性和舒適性，對(duì)橋梁梁板進(jìn)行必要的加固補(bǔ)強(qiáng)工作極其重要。此外，這項(xiàng)工作也有助于提高橋梁的使用壽命與質(zhì)量。因此，應(yīng)定時(shí)檢測(cè)橋梁的使用情況，以便及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，然后采取適當(dāng)?shù)募庸萄a(bǔ)強(qiáng)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理。
