近些年來,隨著我國經濟的高速發展,交通基礎(chǔ)設施建設無論從規模(mó)上講還是從建設標準上講都有了一個大(dà)跨度、超常規的發展。
橋梁作為交通幹線道(dào)路的一部分,隨著國家經(jīng)濟的發展和公(gōng)路交通量的(de)增大,橋梁荷載呈現以下特點:交通(tōng)量不(bú)斷增大;重型車輛和超載現象嚴重;超限運輸的增加。由於橋梁的承載能力有限,許多橋(qiáo)梁都會因為(wéi)不堪重負出現了裂紋,沉陷等各種破壞。若拆除服役橋後重建新橋或(huò)換下全部服役橋主梁,架設(shè)荷載等級高的新梁,施工費時、費力,並且造價較高,因此,橋梁(liáng)的加固與維修具有非常明顯的現實價值。
一、橋梁加固的工作內容及步驟
橋梁加固是一種借加大或修複橋梁構件來提高局部(bù)或整座橋(qiáo)梁承載能力或通過能力的措施(shī)。橋梁加固與改建工作的主要內容包括:對服役橋上部構件進行加固(gù);對服役橋下部構進行加固;拓寬橋梁的行車道(dào)或人行道;升高橋梁部構造的高度;更換橋梁行車道路(lù)麵或引橋路麵結構。橋梁的加固與改建工作應充分利用原有部件,凡能加固的,則不宜改建。橋梁加固(gù)的工作程序一般為:檢查橋梁現狀及損壞情況;調查橋梁曆史技術(shù)資料及現有交通狀況;提出維(wéi)修加固(gù)或改建(jiàn)方案並進行分(fèn)析比;確定方(fāng)案並付諸實施,即進行維(wéi)修加固(gù)或施工。
二(èr)、橋梁加固常(cháng)用方法
我國對橋梁加固技(jì)術探討的起步(bù)比較(jiào)晚,但是隨著我國基礎設施(shī)建設的飛速發(fā)展,加固(gù)理論日益完善,在充分應用力學效應和新材料特性(xìng)的基礎上形成了富(fù)有成效的橋梁加(jiā)固方法(fǎ)。
1.增大混凝土截麵加固法
增大混凝土(tǔ)截麵一般采用加厚橋麵板和加(jiā)大主梁肋的高度和寬度兩種方式。加厚橋麵板,即在梁頂(dǐng)上加鋪一層鋼筋(jīn)混凝土,一般先鑿除舊橋麵,使加強層與原有主梁形成整體,增大主(zhǔ)梁有效高度,提高抗壓截麵強度,改善橋梁荷載橫向分布能力,從而達到提高橋梁承載力的目(mù)的。加大主梁肋的(de)高度和寬度,即當梁的強度、剛(gāng)度、穩定性和(hé)抗裂性能不足時,通常采用增大構件截麵、增加配筋(jīn)、提高配筋率的加固方法,這種方法是增大梁底麵或側麵(miàn)的尺寸,增配主筋,提高粱的有效高度和抗彎強度,從而提高梁的承(chéng)載力。
2.錨噴混凝土加固法
借助高速噴射機械,將新混凝土混合材料連(lián)續地噴射到已錨鋼筋網的受噴麵上,凝(níng)結硬化而形成鋼筋混凝土,從而增大橋梁的受力截麵,增加補強鋼筋,加強結構的(de)整體性,使其能承受更大的外荷載作用。采(cǎi)用錨噴混凝土加固技術具有較高的力學強度和良好的耐久性。目前比較(jiào)流行的是噴射合成纖維混凝土,也就是在噴(pēn)射混凝土中摻入三維分布的合成纖維來改(gǎi)善混凝土性能。
3.粘貼鋼板加固法
當交通量增加(jiā),主梁出(chū)現承載力不足(zú),或縱向主筋出現嚴重腐(fǔ)蝕(shí)的情況時,梁板橋的主梁會(huì)出現嚴重的橫向裂縫,采用粘結劑及錨栓,將鋼板粘貼錨固在混凝(níng)土結構的受拉邊(biān)緣(yuán)或薄弱部位,使其與(yǔ)結構形成整體,以提高構件的抗彎、抗剪能力(lì),提高原結構的剛度,限製(zhì)裂縫的開展,改善鋼筋(jīn)與混(hún)凝土的(de)應力狀態,達到提高梁(liáng)的承載能力的目的。這種加固(gù)的方法的(de)特點是(shì):不需要改變被加(jiā)固的原結構(gòu)的尺寸;施工(gōng)工藝(yì)簡單,施工質量較容易控製。
4.改變結(jié)構體係加固法(fǎ)
通過改變橋梁結構受力體係,達到提高橋梁承載能力的目(mù)的。在簡支梁下增設支架或橋墩,或(huò)把簡支梁與簡支梁縱向加以連接,由簡支梁變為連續梁,或在梁下(xià)增設鋼桁架等加勁梁或疊合粱,以減(jiǎn)小梁的內應力,達到提高橋梁的承載力的目的。改變結構體係的方法有多種,但往往都需(xū)要在橋下操作,或設(shè)置永久設施(shī),因而,減小了橋下淨空。用臨時支(zhī)架加固時,改變(biàn)了原簡支梁的受力體係,支點處將產生彎矩,故必須進行受力驗算。
5.粘貼碳纖維加固法
粘貼碳纖維加固技術是一種新型(xíng)的橋梁加固改造技術(shù)。碳纖維是一種高新材(cái)料,它有著優異的力學性,是在幾千度的高溫下經特殊工藝製造出的一種科技產品。用環氧(yǎng)樹脂類粘結劑,將炭纖維粘貼固在(zài)混凝(níng)土結(jié)構的受拉緣或薄弱(ruò)部(bù)位,使其(qí)與結構形(xíng)成整體,以炭纖維布代替鋼(gāng)筋作用,提高梁的承能力。使用粘貼碳纖維加固法施工工序簡單,且碳材料有著優異的力學性能和化學穩定性,材料本身質輕高強,可(kě)以不增加結構(gòu)體積和改變結構外形。
三、橋梁加固效果的檢(jiǎn)測與評(píng)估
橋梁加固技術(shù)難度較大,對於施工工(gōng)藝有比較高(gāo)的要求。加(jiā)固後需要對(duì)橋梁進行(háng)檢測和觀察,以確定加固的效果。常(cháng)規的檢測方法是利用靜載試驗和動載試驗,將(jiāng)試驗結果與加固設計的計算結果進行對(duì)比,來判斷橋梁(liáng)加固成功與否。
1.橋梁靜載試驗(yàn)。
靜載試驗通過測試橋梁結構(gòu)在試驗荷載作用下控製截麵的應變、位移或裂縫分析來判定橋梁(liáng)的承載能力。荷(hé)載工(gōng)作(zuò)狀況選擇應反(fǎn)映橋梁設計的最不利受力狀態,同時為了確(què)保加載安全和了解結構應變和變位(wèi)隨試驗荷載增加的變化關係,對橋梁試驗(yàn)加載應分級進行。加載設備常采用可行式車輛,測點的布置不宜過多,但要保證質(zhì)量,一般情況下,主要測點布設應為(wéi)能控製結構的最大應力和最大撓度。
2.橋梁動載試驗
動載試驗通過測試橋梁在動載作用下的響應,分析橋梁的頻率、阻力(lì)和振型等動力特性,根據動力響應和動力(lì)特(tè)性進行(háng)橋梁承(chéng)載力評定。橋梁結構的動力特性隻與結(jié)構本身的固有性質有(yǒu)關,而與荷載等其它條件無關(guān)。橋梁在實際動(dòng)荷載作用(yòng)下,根據結構各控製部位的動力響應,如振幅、頻率、速度(dù)和加速度以及反映結構整體動力作用的衝擊係數等,來分析結構在動荷載作用下(xià)的受力狀態。
四、結束語
任何一座“新”建的橋梁經過若幹年大自然的侵蝕和使用,終將成為一(yī)座“舊(jiù)”橋。橋梁的(de)加固維修問題已經成為(wéi)世界普遍關注(zhù)的課題。我國新建橋梁技術發展較快,但橋梁養護維修加固技術的發展相(xiàng)對滯後。舊橋加固、維修將是(shì)一(yī)個永久(jiǔ)性的技術課題,因(yīn)此需(xū)要我們在舊橋檢測、評定、加固和改造工作中,創造(zào)和總結出(chū)多種多樣的、切實(shí)可行的技術和方法。