揭宜群,鄒建國

摘要:近年來,各級公路的交通流量不斷加大,各種超重車輛越來越多地出現(xiàn)在公路上,再加上目前我國許多地方公路橋梁經(jīng)過多年運營,因此亟待維修加固。文章總結(jié)了橋涵的加固方式并對其加固施工進行了分析,以期進一步提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性,從而促進我國公路建設(shè)的更大、更快發(fā)展。

關(guān)鍵詞:橋涵加固;中小橋涵;加固施工

中圖分類號:U416文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)24-0149-02

一、中小橋涵梁板加固方式

橋梁加固必須高瞻遠矚,量力而行,考慮綜合效益。采用什么樣的加固方式,包括加固后的等級和通行能力等,必須因地制宜,既要立足當前,也要兼顧長遠,既要從國情出發(fā),又要瞄準國際最新科技,同時還要考慮通航、防洪、抗震能力,走可持續(xù)發(fā)展之路。處于特殊地區(qū)的橋梁,還應該考慮國防的需要。概括起來,橋梁加固應滿足以下基本原則:

1.橋梁經(jīng)加固后,其結(jié)構(gòu)性能、承載能力與耐久性等都要滿足使用上的要求。

2.要保證加固過程中橋梁的安全。

3.要有較明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

4.應具有可持續(xù)性。

各種加固方法都有一定的適用范圍和各自的優(yōu)缺點,可根據(jù)所需加固橋梁的缺陷性質(zhì)、技術(shù)狀況和施工條件,選擇某一種方法或幾種方法同時使用,以達到預期的加固效果。首先要對橋梁的技術(shù)狀況進行檢驗,做出評價。再根據(jù)通行荷載的要求,對加固的必要性和可行性作出分析判斷,然后對幾種可能采用的加固方案進行技術(shù)經(jīng)濟效果的分析比較,從中選擇最佳的加固方案。

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)大部分的舊橋下部結(jié)構(gòu)完好,可以評為一類、二類,上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的病害是主要病害。因此本文中加固方式主要是針對上部結(jié)構(gòu)的病害提出。對于主梁的加固,針對梁底拉應力大,裂縫寬度超出規(guī)范的情況,對主梁進行粘貼加固補強。粘貼材料可采用碳纖維或鋼板。在板橋加固中,優(yōu)先考慮采用碳纖維加固法,如果混凝土表面強度低,混凝土不密實,不宜粘貼碳纖維時,可采用粘貼鋼板的方法。預制板橋中出現(xiàn)鉸縫破壞,橋梁橫向剛度小時,可考慮在板底橫向粘貼鋼板。

下部結(jié)構(gòu)的加固,橋墩、臺前墻病害較多的采用臺前掛鋼筋網(wǎng),錨噴混凝土加固基礎(chǔ)采用擴大基礎(chǔ)的加固法地基采用旋噴注漿加固。用灌漿法修補混凝土裂縫,已是國內(nèi)外橋梁維修中廣泛應用的技術(shù)。所用的膠粘劑主要有環(huán)氧樹脂、甲凝和水泥,應根據(jù)裂縫寬度合理選用。灌漿修補裂縫,一方面是靠粘結(jié)劑的粘結(jié)力將結(jié)構(gòu)內(nèi)部組織重新結(jié)合為整體,恢復應有的強度,另一方面阻斷空氣和水分進入梁體避免鋼筋腐蝕。

二、加固施工

采用適當?shù)募庸碳夹g(shù)措施,對恢復和提高舊橋承載能力和通行能力,延長橋梁壽命,滿足不斷增長的現(xiàn)代交通運輸需要,既可以消除交通安全隱患,提高公路通行能力和服務水平,又可以節(jié)省大量投資,收到良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

(一)從外因角度通過結(jié)構(gòu)性能改變,提高主梁的承載力

1.增大主梁截面面積。采用增加主筋、噴射混凝土、現(xiàn)澆混凝土、外包混凝土加大主梁截面尺寸,以及加厚橋面增加輔助構(gòu)件等加固方法,都是增加主梁截面的加固方法和技術(shù)。采用增大主梁截面的方法加固,其目的是增加主梁截面的慣性矩或幾何抗彎模量,當荷載產(chǎn)生的內(nèi)力(彎矩)不變,或荷載等級提高時,通過改變截面面積的途徑,減少主梁截面的承受的拉力(通常壓應力不控制承載力),使其不超過主梁材料性能承受范圍。

加大截面加固法,也稱為外包混凝土加固法,是用增大混凝土結(jié)構(gòu)物的截面面積和配筋進行加固的一種方法。這種加固方法要求被加固的橋梁下部結(jié)構(gòu)能夠承受更多的自重,能夠提供更高的承載力。通常情況下,以加厚橋面板或者加大主梁的梁肋寬度為主。

該法施工工藝簡單、適應性強,并具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗,適用于較小跨徑的梁橋或者板橋的加固。采用此法加固后橋梁剛度明顯提高,承載能力也取得較好的效果。但現(xiàn)場施工的濕作用時間長,對生產(chǎn)和生活有一定的影響,且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

2.增加主梁的強度。對主梁采用環(huán)氧砂漿(膠漿)粘貼鋼板(筋)、環(huán)氧玻璃鋼、碳纖維布、芳綸纖維布等高強材料,增加主量的強度都是屬于此類加固方法和技術(shù)。采用增加主筋強度的方法,在不變主梁截面的前提下,當荷載等級不變或荷載等級增大時,增加了主梁的強度,使荷載對主梁產(chǎn)生的拉應力小于補強材料的強度,從而達到加固主梁,提高主梁的承載力的目的。

(二)從內(nèi)因角度通過調(diào)整內(nèi)力提高主梁的承載力

改變原橋結(jié)構(gòu)體系,采取將簡支梁體系改變?yōu)檫B續(xù)兩體系、加八字支撐改變橋梁的跨徑,或通過外加預應力將主梁結(jié)構(gòu)由純彎結(jié)構(gòu)變?yōu)閴簭澖Y(jié)構(gòu),減少原橋主梁承受的荷載內(nèi)力,從而減少主梁承受的拉應力,即與上述加固方法一樣,同樣可以達到加固主梁,提高承載能力的目的。

(三)舊橋基礎(chǔ)加固

橋梁基礎(chǔ)特別是天然地基上的淺基礎(chǔ),由于埋置深度較淺,易受河水沖刷而淘空。受河水改道沖刷橋梁引道,導致橋臺基礎(chǔ)沖空,引道被毀。橋梁地基局部軟弱,致使橋臺發(fā)生不均勻沉降,引起橋臺開裂等。針對以上病害,我們采取對河床用漿砌片石進行鋪砌,上游河床設(shè)置丁壩,打木樁擴大橋臺基礎(chǔ)等方法進行加固。

防治橋臺基礎(chǔ)沖刷。對于跨徑較小的橋梁,由于河水改道,洪水直接沖刷橋臺基礎(chǔ),導致基礎(chǔ)沖空甚至掉腳,可采取在橋跨范圍內(nèi)滿鋪15號片石混凝土的方法進行加固,鋪砌厚度為30cm,鋪砌兩端設(shè)置截水墻,截水墻的深度為1m。

(四)橋面鋪裝層的加固

橋面鋪裝層開裂或剝離等病害,容易導致鋼筋混凝土梁板橋鋼筋銹蝕,減弱橋梁的橫向整體性;對于石拱橋,由于橋面雨水下滲,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出現(xiàn)滲水現(xiàn)象等;同時由于橋面鋪裝層的破損,引起橋面平整度差,車輛通行時,使橋梁產(chǎn)生震動,對橋梁產(chǎn)生不利影響,同時又加重了橋面鋪裝層的病害。根據(jù)橋梁的具體情況,采用不同的加固方法,對于使用年限長、破損嚴重的采用拆除、修復的加固方案。而對于病害較輕,使用年限短,且混凝土強度仍符合設(shè)計要求的則先處治病害,在不降低設(shè)計荷載標準的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。

三、結(jié)語

我國近幾年來公路橋梁設(shè)計和施工的經(jīng)驗,使我們橋梁設(shè)計、建設(shè)和管理者們能充分認識到橋梁老化對社會、對經(jīng)濟產(chǎn)生的危害,同時在不斷總結(jié)以往的經(jīng)驗和教訓的同時,采取有效的加固施工技術(shù)來進一步提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性,從而促進我國公路建設(shè)的更大、更快發(fā)展。

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