淺談橋梁加固技術(shù)的研究
2016-04-18
自改革開放以來，我國的交通設(shè)施建設(shè)進人了快速發(fā)展階段。橋梁作為交通干線的重要組成部分，是交通暢通的重要保證，所以，保證橋梁的使用性能是具有極其重要意義的。近年來，在經(jīng)濟的快速發(fā)展下，我國的公路運輸量呈不斷增加的趨勢。隨著運輸量的不斷增加，很大一部分橋梁由于在建設(shè)之初在材料、設(shè)計、施工等多方面的影響下，已無法滿足不斷增加的負荷的要求，橋梁長時間的處于超負荷承力狀態(tài)，破損情況嚴重。導致橋梁破損的情況是多方面的，如止前車輛超載情況越來越嚴重；交通運輸量不斷的增加；橋梁各構(gòu)件及材料在長時間的使用過程中出現(xiàn)老化；自然環(huán)境侵蝕及地質(zhì)災害等都會不同程度的造成橋梁沉陷、裂縫等，嚴重影響交通運輸?shù)陌踩?，所以對這部分破損的橋梁進行加固是必然的趨勢。
1.橋梁加固概述
我國目前公路上存在的橋梁很大一部分都是處于上個世紀末期修建的，當時的設(shè)計、施工標準及材料的質(zhì)量標準都處于較低的一個水平，在交通量少，運行的初期通常還不會有較大的問題出現(xiàn)。但經(jīng)濟的發(fā)展帶動了運輸量的激增，這時橋梁的各方面功能就無法滿足當前交通運輸?shù)男枨?。目前我國的橋梁中危橋占有一定的比例，這些橋梁較窄，無法滿足通車的凈空及通行能力的需求，由于在設(shè)計和施工時由于存在著不完善的地方，所以長年在自然環(huán)境的侵蝕及洪水的沖涮下沉降、拱起、開裂情況嚴重，再加之超載車輛的增多，使橋梁的安全性無法保證，近幾年來，橋梁坍塌所造成的群眾生命和財產(chǎn)受到損害的事故頻繁發(fā)生，使人們對橋梁的安全性提出了更高的要求。
由于很大一部分橋梁都有不同程度的破損情況，但橋梁的整體還較為完好，如果盲目的把所有破損的橋梁都推倒進行重建，不僅需要耗費大量的資金，同時也影響交通的正常運行。所以從經(jīng)濟和保證交通運行的角度上對破損的橋梁進行加固改造，使其具有更高的承載力，延長其使用壽命，這對現(xiàn)代的交通運輸將起到極其重要的作用，同時又節(jié)約了大量的重建資金，所以橋梁加固所帶來的經(jīng)濟效益將是十分顯著的。
2.橋梁加固技術(shù)的研究現(xiàn)狀
所謂橋梁加固技術(shù)就是通過一些有效的技術(shù)措施，使受損橋梁結(jié)構(gòu)恢復其原有的技術(shù)功能，或通過改變結(jié)構(gòu)的傳力途徑而減少構(gòu)件的荷載效應，或在已有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提高結(jié)構(gòu)的承載能力，以滿足新的承載條件和使用功能的要求。橋梁加固技術(shù)還可用于新橋梁的建設(shè)上，用于加強橋梁穩(wěn)固屬性，減少橋梁維修費用，盡量使其滿足若干年后的使用性能。隨著我國交通網(wǎng)絡的日益完善，面臨數(shù)量龐大的舊橋、危橋改造工程，只有找到快速、有效、可靠、科學的加固技術(shù)才能使交通更加滿足于現(xiàn)代化經(jīng)濟對橋梁的承載力要求。隨著科技的進步以及人們對橋梁加固技術(shù)的研究不斷前行，橋梁的結(jié)構(gòu)性加固和非結(jié)構(gòu)性加固以及U型高橋臺加固、橋墩加固都得到長足的發(fā)展。結(jié)構(gòu)性加固法包括體外預應力加固法、粘貼鋼板加固法、碳纖維（CFRP）加固法、增大截面和配筋加固法、轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)受力系統(tǒng)加固法、增設(shè)主梁加固法、錨噴混凝土加固法以及增長橫向接洽加固法等等；非結(jié)構(gòu)性加固法包括鋼纖維混凝土修復法、伸縮縫法等；U型高橋臺加固法有預應力錨索框架法、錨桿配合鋼筋混凝土抱箍法等；橋墩加固法有外包混凝土、粘貼鋼板或碳纖維法、回填硬土法、地基注漿法、抬樁法、鋼筋混凝土套箍法等。同一座橋梁，由于需要加固的部位不同，采用的加固方法也不同，因此，許多加固方法都是配合著使用，達到對橋梁整體性能的加固目的。橋梁加固技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)處于技術(shù)成熟的階段，對眾多的橋梁改造工程起著非常重要的作用。
3.橋梁加固技術(shù)的必要性
橋梁修建之后，經(jīng)過若干年的使用之后，就會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)老化、承載能力下降，或者由于修建初標準低，不能滿足新交通發(fā)展對橋梁荷載的要求，另外，有的橋梁修建時設(shè)計標準合理，使用一定時段后，結(jié)構(gòu)基本完好，但橋梁遇到某種特殊情況需要臨時加強的，這些橋梁在我國橋梁總數(shù)中占有較大的比例，如果不及時對其進行加固，勢必影響到我國交通運輸業(yè)的發(fā)展，近而影響到我國區(qū)域經(jīng)濟及整個國民經(jīng)濟的發(fā)展。其次，由于橋梁在修建時，施工單位為了追求跟前利益而偷工減料，不按圖紙施工，使得橋梁在建成后就存在安全隱患，這種橋梁也必須通過對相應部位的加固才能保證橋梁的正常使用。在市場經(jīng)濟的作用下，所有的企業(yè)及個人都在把發(fā)展的目標定位在經(jīng)濟增長上，因此帶來的運輸車輛超載問題同樣加大了橋梁的破壞范圍，使得橋梁的加固迫在眉睫。加固橋梁是增加橋梁的穩(wěn)固性能，加強橋梁的荷載能力，避免橋梁的坍塌的有效手段，是減少交通事故和經(jīng)濟損失的必要途徑。
4.橋梁加固技術(shù)的適應性
橋梁加固技術(shù)方法很多，每種方法都有自己的適用范陶，應根據(jù)橋梁相應部位的損壞情況選擇適應的加固技術(shù)，有效保證橋梁的加固成功。
4.1碳纖維加固法適應性。碳纖維加固技術(shù)采用專門的樹脂將碳纖維粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)，來達到與原橋體共同承受荷載，對原鋼筋應力起到加固和補充作用。這種加固方法具有較強的耐腐蝕性、持久性以及可操作性，適應于結(jié)構(gòu)梁、板抗彎、抗剪加固，能夠有效加強原構(gòu)件的荷載，提高穩(wěn)固性能。
4.2粘貼鋼板加固適應性。粘貼鋼板加固混凝土技術(shù)目前已經(jīng)很成熟，這種加固技術(shù)不改變原結(jié)構(gòu)的尺寸、施工簡略、技巧可靠、短期加固效果較好且工藝成熟等優(yōu)點，在鋼筋混凝土橋梁的加固維修中為公路部門廣泛采用。這種加固方法適用于補充原結(jié)構(gòu)鋼筋量的不足，增強構(gòu)件的抗性，對所加固構(gòu)件的剛度提高也具有一定的效果。在混凝土構(gòu)件表面粘貼鋼板時，增加抗剪螺栓效果更好。
4.3化學植筋加固技術(shù)適應性?；瘜W植筋加固技術(shù)以其高承載力、密封性好及無膨脹力，操作簡單方便環(huán)保等優(yōu)點適用于新增構(gòu)件的鋼筋生根工作。
4.4噴射混凝土加固技術(shù)適應性。噴射混凝土加固技術(shù)是采用壓力將預先拌好的特殊料噴射到受噴面上，受噴面上的料經(jīng)過凝結(jié)硬化形成混凝土。這種加固技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，以噴射混凝土中摻入三維纖維來提高混凝土性能。這種加固技術(shù)適用于橋臺、橋墩、梁、橋板的修復和加固。
4.5環(huán)氧樹脂低壓灌縫加固技術(shù)適應性。環(huán)氧樹脂低壓灌縫的機械操作性強，粘合力高，具有防侵蝕、防水的優(yōu)點，而且其參透性能高，在裂縫施工中易于灌縫和涂敷。這種加固技術(shù)耐沖抗震，適應于交通量高而頻繁的橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)（如橋臺、橋墩、梁、橋板、護欄、橋拱等）的粘接、修復和加固。
4.6增加體外預應力加固技術(shù)的適應性。體外預應力加固技術(shù)的應用十分廣泛，是加固橋梁的有效方法之一。體外預應力加固技術(shù)施工工期短，減小結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度、改善結(jié)構(gòu)受力，能夠較大幅度的提高結(jié)構(gòu)承載力，但美中不足之處是加固后的外觀差。這種加固技術(shù)適用性橋梁的主梁、墩柱的修復和加固。
5.結(jié)束語
目前在發(fā)達國家已把新建橋梁放在了次要的位置，更著力于對橋梁加固的研究，橋梁加固問題已成為全世界共同關(guān)注的重要課題。在我國現(xiàn)有的橋梁中，出現(xiàn)破損情況的橋梁多集中在中小橋梁中，所以對中小橋梁進行加固改造已成為當前特別需要關(guān)注的重要問題，隨著我國橋梁技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，不斷的加大對現(xiàn)有破損的橋梁進行加固改造研究力度，從而提高對橋梁維護和加固的水平對我國的交通運輸和經(jīng)濟發(fā)展是具有極其重要意義的。
