橋梁加固的發(fā)展與展望

橋梁加固的發(fā)展與展望摘要：通過(guò)一些方法，橋梁加固可以提高整個(gè)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的承載能力、使用性能，來(lái)滿足橋梁應(yīng)用中的新的要求。本文針對(duì)橋梁加固的意義、方法以及橋梁加固的現(xiàn)狀進(jìn)行了探討，為橋梁工程提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：橋梁加固；意義；方法；現(xiàn)狀刖言隨著道路交通需求的不斷增加，橋梁運(yùn)輸在生活中也越來(lái)越多的被要求。由于混凝土開裂、剝落、衰變及鋼筋的銹蝕等問(wèn)題對(duì)橋梁有嚴(yán)重的損害，人們開始逐漸的重視混凝土橋梁的耐久性問(wèn)題。對(duì)現(xiàn)有橋梁的改造，最迫切的是通過(guò)對(duì)有缺陷的橋梁進(jìn)行加固來(lái)延長(zhǎng)其使用壽命。對(duì)橋梁的加固、壽命的延長(zhǎng)的方法有很多，必須要結(jié)合橋梁的具體情況，對(duì)橋梁的現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行充分的考察，對(duì)于收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的整理，專家對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出各種加固的方案，對(duì)此方案進(jìn)行充分的論證后，確定最終的可選方案進(jìn)行加固。只有采取經(jīng)濟(jì)合理的、適合該橋梁的加固方案，才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)、安全的目的。橋梁加固的意義我國(guó)70年代初或80年代初頒布的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)有較低的荷載，是現(xiàn)有的大多數(shù)公路橋梁的設(shè)計(jì)依據(jù)。生活中重型車輛越來(lái)越多，特別是重型運(yùn)輸車輛在工程中的應(yīng)用，道路橋梁的荷載越來(lái)越嚴(yán)重，舊橋部件因原有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而老化、損壞或限制，不能滿足要求?，F(xiàn)代交通運(yùn)輸。根據(jù)第二次全國(guó)公路勘測(cè)的主要數(shù)據(jù)公告，截至2000年底，中國(guó)已建成27.9多種公路橋梁000種。由于設(shè)計(jì)、施工和使用過(guò)程中各種因素的影響，相當(dāng)多的橋梁受到嚴(yán)重?fù)p壞，或逾期運(yùn)行，或長(zhǎng)期不符合現(xiàn)代交通標(biāo)準(zhǔn)的要求。在國(guó)外也存在著危橋這種情況。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)橋梁總數(shù)約為60萬(wàn)個(gè)，其中約20萬(wàn)個(gè)被列為危橋，12.5萬(wàn)個(gè)是由于結(jié)構(gòu)缺陷，0.5-0.8萬(wàn)個(gè)是因?yàn)樽恢貜?fù)性。每年的CED和FHWA橋梁修復(fù)和更換計(jì)劃估計(jì)花費(fèi)455億美元。1990，交通部在1990年度調(diào)查了200座混凝土公路橋，其中30%座橋運(yùn)行狀況不佳。在前南斯拉夫，約19%的橋梁運(yùn)行狀況較差；在過(guò)去的1978?1979年中，前德意志聯(lián)邦共和國(guó)在一個(gè)國(guó)家檢查了1500多座混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土公路橋梁。二十世紀(jì)50?60年代的鋼筋混凝土橋梁中，橋梁上部結(jié)構(gòu)、橋梁至少有一處嚴(yán)重?fù)p傷，其中至少有一處中度損傷。這些情況在發(fā)展中國(guó)家更為嚴(yán)重。因此，有必要對(duì)舊橋、危橋的加固修復(fù)進(jìn)行研究、試驗(yàn)和推廣，提高其承載力。大量資料表明，在一些交通發(fā)達(dá)的國(guó)家，橋梁建設(shè)的重心已經(jīng)從新橋的建造轉(zhuǎn)移到對(duì)舊橋的加固改造上。中國(guó)舊橋加固改造的經(jīng)驗(yàn)表明，加固橋的造價(jià)一般為新橋造價(jià)的10%?20%左右，雙曲拱橋加固改造費(fèi)用約為20%?40%這座新橋的造價(jià)。因此，舊橋的加固不僅使得現(xiàn)代交通運(yùn)輸服務(wù)變得更方便，同時(shí)給國(guó)家?guī)?lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。橋梁加固的方法橋梁加固是通過(guò)改善構(gòu)件的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)性能，來(lái)使現(xiàn)有橋梁的承載能力被提高，進(jìn)而使其使用壽命變長(zhǎng)，從而達(dá)到現(xiàn)代交通運(yùn)輸方面不斷增加的要求。3.1加大截面加固加大截面加固法又稱鋼筋混凝土加固法，是鋼筋混凝土橋梁加固的常用技術(shù)。它是在一定厚度的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上使用的。該方法施工工藝簡(jiǎn)單，在中國(guó)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于很多其他的橋梁加固都可以使用此方法，小跨度T梁橋也包括在內(nèi)。一般來(lái)說(shuō)，增加截面加固方法有兩種：一種是增加主梁梁肋的高度和寬度；一個(gè)是橋面板的加厚。經(jīng)過(guò)這種方法加固后，承載能力有了很大的改變，橋梁剛度也會(huì)有明顯的提高。然而這種方法會(huì)對(duì)生產(chǎn)和生活產(chǎn)生一定的影響，它的現(xiàn)場(chǎng)施工的作業(yè)時(shí)間非常長(zhǎng)。3.2鋼板加固粘貼鋼板加固法的施工工藝快，對(duì)生產(chǎn)和使用壽命影響不大。它通過(guò)樹脂與混凝土粘結(jié)加固，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境污染很小，對(duì)原結(jié)構(gòu)的外觀等都影響很小，這種加固方法的工藝主要難度在于操作水平上面，而且要求要有較好的膠粘工藝，并且受拉或受壓構(gòu)件能適應(yīng)此種加固的方法。3.3結(jié)構(gòu)加固橋梁上部結(jié)構(gòu)常用的加固方法有：粘結(jié)加固法、構(gòu)件截面加固法、結(jié)構(gòu)體系加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法等。上部的結(jié)構(gòu)加固以前，首先要了解原有橋梁的實(shí)際情況，實(shí)地勘探具體的情況，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，提出加固的各個(gè)方案，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的比較，利用橋臺(tái)將拱式結(jié)構(gòu)改造成板式結(jié)構(gòu)，并充分利用原橋進(jìn)而實(shí)現(xiàn)拼裝效果的加固方法，能滿足橋梁運(yùn)輸?shù)囊?。橋梁基礎(chǔ)由于埋置的深度非常淺，通常很容易受到河水的沖刷而出現(xiàn)淘空的情況。與此同時(shí)，一些橋梁的地基局部變得比較脆弱，容易導(dǎo)致橋梁的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降，從而造成橋臺(tái)的開裂等，對(duì)于這種情況，要對(duì)橋梁的基礎(chǔ)進(jìn)行加固，打樁擴(kuò)大橋臺(tái)等基礎(chǔ)方法可以采取加固措施。加固前，受交通影響的鋼筋混凝土橋面，盡可能地清理加固構(gòu)件，加固底面部分應(yīng)切掉、空鼓和腐蝕。對(duì)加固構(gòu)件清理完成后，再根據(jù)具體的方案進(jìn)行加固處理。橋梁加固的現(xiàn)狀據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至06年底，中國(guó)公路總里程達(dá)到345.7萬(wàn)公里，公路橋梁53.36萬(wàn)條，203.99萬(wàn)米。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋是近20年來(lái)建成的?？缍热匀焕^續(xù)彎曲，底板開裂。鋼管混凝土拱橋經(jīng)過(guò)近10年的發(fā)展，以其優(yōu)良的結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)性和造型美觀性，在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，但其實(shí)際應(yīng)用體現(xiàn)了這一組合的結(jié)合。結(jié)構(gòu)計(jì)算方法不成熟，管接頭疲勞無(wú)法得到很好的解決，吊架的使用壽命很難估算。近三十年來(lái)，修建的鋼筋混凝土箱形拱橋出現(xiàn)了許多病害，雙曲拱橋誕生于20世紀(jì)60年代初，在全國(guó)范圍內(nèi)流行建設(shè)，具有耗能少、造價(jià)低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。中國(guó)建成19794085座曲線拱橋，全長(zhǎng)35萬(wàn)米，占當(dāng)時(shí)全國(guó)大中型公路橋梁的四分之一還要多。在雙曲拱橋的施工中，雙曲拱橋的突出優(yōu)點(diǎn)是橋梁建成后施工零點(diǎn)，施工不容易完成是其突出的缺點(diǎn)。因?yàn)榇罅康慕涌p形式，結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)，加上當(dāng)時(shí)的人們認(rèn)知的局限性，鋼的投資嚴(yán)重不足，過(guò)分強(qiáng)調(diào)淺基礎(chǔ)薄的表面，修建雙曲拱橋，導(dǎo)致經(jīng)過(guò)短途運(yùn)輸，少數(shù)橋梁坍塌，部分被放棄沒(méi)有被加固，還有一部分等待被加固的橋梁很少被使用。貴州省交通廳在1979提出的桁架式拱橋非常簡(jiǎn)單。施工設(shè)備非常簡(jiǎn)單。它只有兩個(gè)鋼桅桿。具有良好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。它在貴州和其他地方建立了40個(gè)地方。大部分跨度超過(guò)100米，最大跨度可達(dá)330米。它在中國(guó)對(duì)世界產(chǎn)生了影響，而且已經(jīng)是兩次了。國(guó)家科技進(jìn)步二項(xiàng)獎(jiǎng)。但近年來(lái)，隨著時(shí)間的考驗(yàn)，大多數(shù)桁式組合拱橋病害嚴(yán)重。中國(guó)橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了從汽-10、汽-13、汽-15、汽-20、汽-超20的發(fā)展過(guò)程，其中載重標(biāo)準(zhǔn)在汽-20以下的橋梁占多數(shù)；驗(yàn)算荷載也由拖-30、、拖-60、拖-80向更高的方向發(fā)展。懸掛-100和懸掛-120；車輛荷載的安全系數(shù)為1.40，其數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國(guó)的安全系數(shù)1.75和英國(guó)的系數(shù)1.73；鋼筋保護(hù)層的最小設(shè)計(jì)厚度還不到國(guó)際通用規(guī)范的一半等等，根據(jù)交通部橋涵的設(shè)計(jì)規(guī)范。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低，加上交通量的增加和車輛的超載，公路橋梁涵洞的相應(yīng)荷載越來(lái)越嚴(yán)重，大量橋梁病害程度不同，結(jié)構(gòu)老化，破壞嚴(yán)重。ED、大變形、嚴(yán)重開裂，橋梁承載能力明顯降低，橋梁承載能力大幅下降。部分危橋、中國(guó)大橋的安全形勢(shì)不容樂(lè)觀。橋梁加固已成為橋梁施工后的又一重大問(wèn)題。結(jié)語(yǔ)目前國(guó)內(nèi)外橋梁檢測(cè)加固的研究方法和技術(shù)較多，但相關(guān)理論基礎(chǔ)研究相對(duì)較少。王光遠(yuǎn)院士指出，機(jī)械結(jié)構(gòu)工人的精力主要集中在結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)和施工的理論和方法上（目的是提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量）。結(jié)構(gòu)體系的方案論證和售后服務(wù)的評(píng)價(jià)和維修理論較少，這在力學(xué)與結(jié)構(gòu)工程研究中是相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)。從基本理論觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)現(xiàn)有橋梁加固方案的研究是今后橋