橋梁補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)論文

橋梁補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)摘要：隨著科技的開(kāi)展，對(duì)橋梁的加固的性價(jià)比越來(lái)越高，加固的平安和節(jié)約本錢的優(yōu)點(diǎn)，使舊橋梁的加固越來(lái)越引起橋梁工作者的重視。本文將淺談橋梁維修加固技術(shù)。關(guān)鍵詞：維修加固；結(jié)構(gòu)性加固；體外預(yù)應(yīng)力加固Abstract：Withthedevelopmentofscienceandtechnology,thestrengtheningofbridgesismorecost-effective.Becauseoftheadvantagesofsafetyandcostsaving,thereinforcementofoldbridgehasbeenattractingBridgeconstructors’attentions.I’lltalkingabouttheconstructiontechnologyofBridgestrengthening.Keywords:repairreinforcement;structuralreinforcement;strengthenedwithexternalprestressing引言橋梁是公路交通的咽喉，早前修建于各地城鎮(zhèn)和各級(jí)公路上的橋梁，擔(dān)負(fù)著十分沉重的交通荷載和繁重的交通量。加之各種歷史原因，如修建橋梁時(shí)資金緊缺．設(shè)計(jì)荷載偏低，技術(shù)力量缺乏，導(dǎo)致橋梁劣化情況比擬嚴(yán)重。為保證平安運(yùn)營(yíng)，對(duì)橋梁進(jìn)行必要的維修與加固十分必要。加固措施主要有粘貼碳纖維加固法、粘貼鋼板法、橋面鋪裝加固法及加大截面加固法。1橋梁補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)1.1橋梁補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)根本概念及原理橋梁受損后，將受損的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，提升至未受損前的強(qiáng)度或超過(guò)原有構(gòu)件的原始設(shè)計(jì)強(qiáng)度。橋梁補(bǔ)強(qiáng)加固時(shí)．應(yīng)以不更改原有建筑形式為原那么，只有在復(fù)雜情況下，才能更改其結(jié)構(gòu)。橋梁補(bǔ)強(qiáng)加固時(shí)存在多種不同方式，據(jù)橋梁實(shí)際情況、承載能力的減弱程度和今后任務(wù)，而采用相應(yīng)恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)加固方式。橋梁的補(bǔ)強(qiáng)加固多有四種方式：擴(kuò)大或增加原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面．以提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度；用新的結(jié)構(gòu)代替服役的應(yīng)力不夠的結(jié)構(gòu)：改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力體系，使原結(jié)構(gòu)減少受力；對(duì)原結(jié)構(gòu)施加外應(yīng)力，來(lái)改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力圖形，并提高橋梁剛度和強(qiáng)度。1.2橋梁加固分類〔1〕結(jié)構(gòu)性加固體外預(yù)應(yīng)力法的加固原理是在梁的下緣受拉區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力材料。通過(guò)張拉對(duì)梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力，在此偏心壓力作用下，使梁體發(fā)生上拱，抵消局部自重應(yīng)力，減小了結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度、改善了結(jié)構(gòu)受力，能夠較大幅度的提高結(jié)構(gòu)承載力。目前常用下攆式預(yù)應(yīng)力拉桿加固法和外部預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固法兩種。加固后．體外預(yù)應(yīng)力筋的防腐問(wèn)題一定程度上增加了后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，因此，一般不是公路部門的首選加固方法。粘貼鋼板或碳纖維粘貼鋼板加固法是采用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其它薄弱部位，使鋼板與加固混凝土結(jié)構(gòu)形成整體，以到達(dá)提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的。該方法具有根本不改變?cè)Y(jié)構(gòu)的尺寸、施工簡(jiǎn)單、技術(shù)可靠、短期加固效果較好且工藝成熟，強(qiáng)度高，耐腐蝕，且施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程中。然而，由于碳纖維本身的一些缺陷。如脆性、耐火性不好等使得這種材料的應(yīng)用受到限制。增大截面與配筋加固法一般采用在梁底面或側(cè)面加大尺寸，增配主筋，以提高主粱截面的有效高度，從而到達(dá)提高橋梁承載能力的目的。然而，由于增大截面法在施工過(guò)程中全部的作業(yè)需在梁底進(jìn)行，施工難度較大且施工質(zhì)量難以控制，以上因素制約了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用，一般用于T型截面梁的加固維修。改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法是通過(guò)改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系以到達(dá)提高結(jié)構(gòu)整體承載能力的目的。這種技術(shù)具有提高結(jié)構(gòu)承載力，增大結(jié)構(gòu)剛度，減小撓度等優(yōu)點(diǎn)。但該加固方法施工改造時(shí)一般要涉及到橋面鋪裝的再處理，增加了改造費(fèi)用且加固效果受負(fù)彎矩區(qū)施工質(zhì)量的影響較大，目前極少單獨(dú)采用。此外，結(jié)構(gòu)性加固方法還有增設(shè)主梁加固法、錨噴混凝土加固法等?！?〕非結(jié)構(gòu)性加固鋼纖維混凝土修復(fù)橋面鋪裝層對(duì)橋面鋪裝層的嚴(yán)重破損，可考慮采用鋼纖維混凝土修復(fù)?？沽涯芰?qiáng)，抗沖擊耐磨耗等性能，可延長(zhǎng)橋面的使用壽命，改善梁的結(jié)構(gòu)受力性能。伸縮縫的更新改造在橋梁維修中，以下幾種類型伸縮縫的使用是較成功的。“三防”型伸縮縫在大型橋梁上的應(yīng)用情況良好；仿毛肋伸縮縫在大、中型橋梁的大量使用，效果明顯；TST、FG系列橋梁無(wú)縫伸縮縫，在中小行橋梁上也得到廣泛使用?！?〕U型高橋臺(tái)加固該加固法采取在U型橋臺(tái)前墻和兩側(cè)墻外加套4O厘米的鋼筋混凝土，并在兩側(cè)墻增設(shè)水平預(yù)應(yīng)力索對(duì)錨和前墻增設(shè)地錨的方案。該方案適用于不能中斷交通又無(wú)法架設(shè)便橋的高橋臺(tái)病害修復(fù)。錨桿配合鋼筋混凝土抱箍法采取臺(tái)腔與橋臺(tái)根底持力層進(jìn)行壓漿固化，再打入錨桿與槽鋼抱箍，最后在U型橋臺(tái)前墻和兩側(cè)墻外加套25厘米的鋼筋混凝土，新舊墻體采用錨桿連接形成整體。該方案適用于地基承載力缺乏，且施工處理不到位，造成橋臺(tái)前墻下沉?！?〕橋墩加固如橋墩發(fā)生了結(jié)構(gòu)性損傷，可以用外包混凝土、粘貼鋼板或碳纖維的方法進(jìn)行加固。但是對(duì)于實(shí)體橋墩等橫向剛度比擬大的結(jié)構(gòu)，其狀態(tài)變化主要是由地基所引起，此時(shí)可利用回填硬土或者對(duì)地基進(jìn)行注漿等方法提高其約束橋墩的能力，提高橋墩的整體承載能力。抬樁就是通常使用的一種有效的加固方法，即在舊樁的兩側(cè)各增設(shè)一根樁，并通過(guò)植筋擴(kuò)大承臺(tái)，共同受力。另一種樁基加固方法是鋼筋混凝土套箍。由于下部樁基施工等原因，造成樁基縮徑，采用的加固方法是去除樁體虛浮物，通過(guò)植筋后，外抱箍微膨脹混凝土。目前，在很多橋梁加固改造中，同一座橋梁，針對(duì)不同的部位、不同的構(gòu)件、不同的改造原因同時(shí)采用了幾種不同的方法。2橋梁加固技術(shù)在混凝土簡(jiǎn)支梁橋中的應(yīng)用混凝土簡(jiǎn)支梁橋其斷面形式常有T形、Ⅰ字形、箱形和各種形式的組合。混凝土簡(jiǎn)支梁的跨徑一般在10～20米。施工方式大多采用預(yù)制裝配，少量采用現(xiàn)澆施工。由于呈肋板形截面，自重輕抗彎能力及跨徑比板橋大，病害種類也要多些。1〕混凝土簡(jiǎn)支梁橋常見(jiàn)病害有：〔1〕跨中附近梁底由下而上的豎向彎曲裂縫，數(shù)量隨跨徑增大而增多，恒載裂縫寬度有可能超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限制值，有的還伴有跨中下?lián)线^(guò)大；〔2〕兩支承端附近腹板上的斜向裂縫系主拉應(yīng)力過(guò)大或腹板抗剪缺乏等引起的剪切病害；〔3〕梁腹板上的豎向裂縫，多位于薄腹板的中部，中間寬兩頭細(xì)，未向上、向下延伸，多系混凝土養(yǎng)護(hù)差、或溫度、或腹板上的水平筋太少等原因所致的收縮裂縫，主要影響結(jié)構(gòu)的耐久性；〔4〕橋面上沿翼緣板接縫處的縱向裂縫，較多發(fā)生在預(yù)制裝配T梁橋翼緣采用鉸接或橫向聯(lián)系受損較大的裝配式簡(jiǎn)支梁橋。此種病害會(huì)造成惡性循環(huán)，加重單片梁的其他病害程度；〔5〕其他施工原因產(chǎn)生的裂縫，這些裂縫在工程竣工前就能發(fā)現(xiàn)。上述各種病害可選的加固方法有：〔1〕對(duì)梁底彎曲裂縫和沿預(yù)應(yīng)力筋的縱向裂縫可采用粘貼鋼板、粘貼纖維復(fù)合材料的方法加固，也可采用增大截面法加固，增加鋪裝層厚度，加大截面受壓區(qū)面積對(duì)提高抗彎強(qiáng)度和剛度有利，但增加高度有限，同時(shí)也增加自重，如果增加梁底截面高度，實(shí)際上是增加配筋；〔2〕對(duì)于腹板上的斜裂縫，可在與裂縫反向并近似與水平線成45°，即大致正交于斜裂縫的方向粘貼鋼板或纖維復(fù)合材料，對(duì)梁高度矮，鋼板或纖維錨固長(zhǎng)度缺乏時(shí)，可粘貼成U形箍和加壓條的形式；粘貼鋼板或纖維復(fù)合材料進(jìn)行抗彎及抗剪加固〔3〕對(duì)于腹板上的收縮裂縫和錨固區(qū)的裂縫，視縫寬大小采用環(huán)氧膠封閉或灌縫處理；〔4〕對(duì)橋面縱向裂縫，可結(jié)合鋪裝層改造增加厚度和橫向配筋，或者增加或者加大橫隔板；〔5〕上述各種因受力引起的病害，均可采用體外預(yù)應(yīng)力加固法，此法的設(shè)計(jì)、施工復(fù)雜，但效果較好；體外預(yù)應(yīng)力索加固簡(jiǎn)支梁〔6〕對(duì)病害較多，較重的某一單片梁，條件許可時(shí)，可割開(kāi)橫向聯(lián)系更換增大剛度后的新梁，同時(shí)減少其它梁的荷載分布。多數(shù)情況下邊梁病害較重；更換新梁并改善荷載橫向分布結(jié)論橋梁加固就像機(jī)器維修，需要先評(píng)估它的破壞程度，然后進(jìn)行判斷是否可以經(jīng)過(guò)維修還可以使用，在維修之前需要有一個(gè)整體的規(guī)劃，進(jìn)行修理。橋梁的體外預(yù)應(yīng)力加固又是橋梁加固中比擬重要的，它有很多的優(yōu)點(diǎn)，重要的一點(diǎn)是它沒(méi)有預(yù)應(yīng)力損失，而且施工方便，對(duì)橋梁的承載力的提高很明顯。它也有缺點(diǎn)是放在外面銹蝕的問(wèn)題，所以在施工和設(shè)計(jì)時(shí)要重視銹蝕的保護(hù)。僅僅憑理論計(jì)算是不夠的，在現(xiàn)在的橋梁加固技術(shù)中，還有許多的不成熟，如：體外束分批張拉引起自身預(yù)應(yīng)力損失以及原有預(yù)應(yīng)力損失的問(wèn)題，在對(duì)結(jié)構(gòu)各部位應(yīng)力應(yīng)變以及撓度進(jìn)行監(jiān)控過(guò)程中,溫度變化的影響系數(shù)問(wèn)題等等，都要我們?nèi)ヌ剿鲗?shí)踐。所以，在橋梁加固中要把施工和監(jiān)測(cè)相結(jié)合，確保平安設(shè)計(jì)施工。參考文獻(xiàn)：[1]《混凝土結(jié)構(gòu)物維修補(bǔ)強(qiáng)方法介紹》李有豐，施邦筑，彭添富，李秉干1998.5[2]《城市道橋與防洪》楊繼強(qiáng)編著2005年1月[3]《橋梁檢測(cè)評(píng)估與補(bǔ)強(qiáng)》李有豐，林安彥編著機(jī)械工業(yè)出版社,2003.6[4]《橋梁加固設(shè)計(jì)施工技術(shù)》劉來(lái)君，趙小星編著北京:人民交通出版社,2004[5]《橋梁病害損傷檢測(cè)診斷與危舊橋加固維護(hù)技術(shù)及典型實(shí)例分析》中國(guó)科技文化出版社2007