服役橋梁的加固技術(shù)探究論文

1、服役橋梁的加固技術(shù)探究論文 摘要：本文首先闡述了服役橋維修加固的特點，然后總結(jié)了服役橋維修加固的內(nèi)容及原則，最后對服役橋維修加固的方法進(jìn)行了比較分析，對服役橋維修加固的選擇具有一定的指導(dǎo)意義。 關(guān)鍵詞：服役；橋梁；加固 前言橋梁在營運使用過程中，或者由于某種原因而產(chǎn)生較大損壞，承載能力降低；或者，隨著交通運輸?shù)娜找娣泵?，橋梁承載能力和通過能力不能滿足要求。解決服役橋承載能力和通過能力不足的問題，通常有二種方案可供選擇：一是拆除服役橋后重建新橋的重建法和換下全部服役橋主梁，架設(shè)荷載等級高的新梁的換梁法，另一種即采用各種加固措施，或除采取加固措施外，同時對服役橋加以拓寬的加固法。前者施工費時、費力

2、，且造價較高，后者所需費用節(jié)約很多，一般僅為建造新橋的1/10至3/101。顯然，橋梁的加固與維修具有非常明顯的現(xiàn)實價值。 1服役橋維修加固的特點 與新建橋梁工程相比，服役橋的維修加固施工有不少特點。首先，維修加固的標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計時所采用的標(biāo)準(zhǔn)往往會有不同。由于服役有建筑物的存在，以及未來使用年限要求的不同，橋梁加固或改建的標(biāo)準(zhǔn)不可能與設(shè)計時所采用的標(biāo)準(zhǔn)完全相同。比如，服役橋的荷載等級假設(shè)是汽車-13級，而經(jīng)加固后，其荷載等級可能會提高1。故應(yīng)在保證行車安全的前提下，根據(jù)使用要求和耐久性要求的具體情況，正確地掌握和提出加固或改建的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。其次，維修加固工作的難度要比新建時大。維修加固橋梁建筑

3、物的工作必須在不妨礙交通的條件下進(jìn)行，因此，往往會增加不少困難。即使會使施工產(chǎn)生困難，也必須盡量照顧交通。為此，在橋梁維修加固工作中，應(yīng)從設(shè)計上和施工組織上采取有效措施，盡量減少對交通的影響。再者，橋梁的維修加固工作應(yīng)充分利用原有結(jié)構(gòu)。橋梁的維修加固，應(yīng)在對原有結(jié)構(gòu)作周密、細(xì)致檢查評定的基礎(chǔ)上，合理利用原有結(jié)構(gòu)，能不更換原有結(jié)構(gòu)的就不更換，能充分利用服役橋的，要充分利用。 2橋梁加固的工作內(nèi)容及步驟 2.1橋梁加固的工作內(nèi)容 橋梁加固與改建工作的主要內(nèi)容：對發(fā)生重大病害和不能滿足運輸要求的橋涵設(shè)備徹底進(jìn)行整治加固、改善和更新。目的是恢復(fù)原有橋梁建筑物的整體使用效能和延長使用年限；提高原有橋梁建

4、筑物的荷載等級和通過能力。橋梁加固與改建工作的主要內(nèi)容有： 對服役橋上部構(gòu)件進(jìn)行加固；對服役橋下部構(gòu)件進(jìn)行加固；拓寬橋梁的行車道或人行道；升高橋梁上部構(gòu)造的高度；更換橋梁行車道路面或引橋路面的結(jié)構(gòu)；部分或全部更換橋梁損壞或破服役了的結(jié)構(gòu)物。 橋梁的加固與改建工作，應(yīng)充分利用原有的部分，凡能加固的，則不宜改建。如能部分改建的，則不應(yīng)全部改建。 2.2橋梁加固的工作步驟 對服役橋進(jìn)行維修加固，一般可采用如下的步驟： （1）檢查橋梁現(xiàn)狀及損壞情況； （2）調(diào)查橋梁歷史技術(shù)資料及現(xiàn)有交通狀況； （3）提出維修加固或改建方案并進(jìn)行分析比較； （4）確定方案并付諸實施，即進(jìn)行維修加固或改建施工。 3橋梁加

5、固的原則及方法 3.1橋梁加固的原則 （1）橋梁加固是一種借加大或修復(fù)橋梁構(gòu)件來提高局部或整座橋梁承載能力或通過能力的措施。因此，橋梁加固工作一般以不更改原建筑形式為原則，只有在復(fù)雜的情況下，才更改其結(jié)構(gòu)。 如僅加固仍不足以適應(yīng)交通運輸?shù)男枰?，必須進(jìn)行重建橋梁的一部或全部時，則重建橋梁需考慮到將來的發(fā)展，并按現(xiàn)行橋梁設(shè)計及施工規(guī)范進(jìn)行設(shè)計與施工。 （2）橋梁加固可以有各種不同的方式，視服役橋的情況，承載能力的減弱程度以及今后的任務(wù)而變。橋梁的加固一般有如下幾種2： 1）擴(kuò)大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，以提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。 2）以新的結(jié)構(gòu)代替服役的應(yīng)力不夠的結(jié)構(gòu)。 3）改變原結(jié)構(gòu)的受力體系，使原

6、結(jié)構(gòu)減少受力。 4）對原結(jié)構(gòu)施加外應(yīng)力（如預(yù)應(yīng)力），以改變原結(jié)構(gòu)的受力圖形，達(dá)到提高橋梁剛度和強(qiáng)度的目的。 （3）采用擴(kuò)大或增加橋梁構(gòu)件截面的方法進(jìn)行加固時，應(yīng)特別注意新加部分與原有部分的結(jié)合，使其成為一個整體起到加固作用。 （4）不管采用何種加固方案，都應(yīng)考慮投資少、功效快、不中斷交通、技術(shù)上可行、有較好的耐久性等方面的要求。.2橋梁加固的主要方法 3.2.1擴(kuò)大或增加構(gòu)件截面法 （1）橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法 通過一定的工藝和結(jié)構(gòu)措施，在梁頂面（橋面）上加鋪一層鋼筋混凝土面層，使其與原有主梁形成整體，達(dá)到加厚主梁高度和增大梁的抗壓截面的目的，以提高橋梁的承載能力。其特點是： 1）施工簡便，亦較經(jīng)濟(jì)

7、，但加鋪梁面層后，靜載增加，承載能力提高不顯著； 2）施工需鑿除原有橋面鋪裝，同時考慮到新服役混凝土相結(jié)合，新澆混凝土的干燥收縮影響等，尚需設(shè)置連續(xù)鋼筋和鋼筋網(wǎng)等； 3）此法利于在抗壓截面較小的場合使用； 4）澆筑后混凝土須經(jīng)養(yǎng)護(hù)，故必須對交通加以限制。 （2）增大梁截面和配筋加固法 在梁底或側(cè)面，加大鋼筋混凝土截面（增配主筋），使梁抗彎截面加大，提高梁的承載能力，其特點是： 1）為加強(qiáng)新服役混凝土的結(jié)合，需對服役梁面鑿毛工作，操作麻煩、鑿除工作量大，常需在橋下搭設(shè)腳手架； 2）對t形梁有采用底面及側(cè)面同時加大，以及底部馬蹄形加大兩種加固形式； 3）加固效果顯著，適用于梁橋及拱橋?qū)叭Φ募庸獭?/p>

8、 （3）鋼板粘貼或增設(shè)其他鋼梁，以作成組合梁的加固法 用環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑，將鋼板（或槽鋼）粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以鋼板代替鋼筋作用，提高梁的承載能力，其特點是： 1）不需要破壞被加固的原有結(jié)構(gòu)物； 2）加固工程幾乎不增大原結(jié)構(gòu)的尺寸； 3）盡管工程質(zhì)量要求很高，但施工時并不要求高級的專門技術(shù)人員操作； 4）能在短期內(nèi)完成加固工程； 5）幾乎可以不改變具有歷史價值建筑物的原有藝術(shù)特點。 （4）粘貼炭纖維布加固法 碳纖維是一種高新材料，它有著優(yōu)異的力學(xué)性能，是在幾千度的高溫下經(jīng)特殊工藝制造出的一種高科技產(chǎn)品。用環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑，將炭纖維粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受

9、拉緣或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以炭纖維布代替鋼筋作用，提高梁的承載能力，其特點是1： 1）優(yōu)異的力學(xué)性能?？捎行?yīng)用于多種形式的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風(fēng)、控制裂縫和撓度的擴(kuò)展等等； 2）優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性。碳纖維片具有極強(qiáng)的抗酸、堿、鹽、紫外線和防水能力，具有足夠的適應(yīng)氣溫變化的能力，外加防火涂料后可以有效地防火。因此，可以大大增強(qiáng)結(jié)構(gòu)對惡劣外部環(huán)境的適應(yīng)能力，延長構(gòu)件壽命； 3）材料本身質(zhì)輕高強(qiáng)?？梢圆辉黾咏Y(jié)構(gòu)體積和不改變結(jié)構(gòu)外形，增加的結(jié)構(gòu)重量可以忽略，便于用所需的色彩涂裝，而不留補(bǔ)強(qiáng)痕跡，這是其他方法不可比擬的； 4）施工工序簡單。可用小型電動工具操作，工種

10、少，用工少，工期短，進(jìn)度快，更有資料表明能在持續(xù)交通有震動的情況下施工，而不影響補(bǔ)強(qiáng)效果，從而大大縮短施工斷交的時間，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 3.2.2改變結(jié)構(gòu)體系法 （1）增設(shè)縱梁法 在墩臺地基安全性能好、并有足夠承載能力的情況下，可增設(shè)承載力高和剛度大的新縱梁。當(dāng)基礎(chǔ)承載力不足時，必須對基礎(chǔ)采取加固措施。新增主梁與服役梁連接，共同受力，從而達(dá)到提高橋梁承載力的目的。當(dāng)新增主梁位于兩側(cè)時，則兼有加寬的作用3。 （2）增設(shè)立柱或橋墩，使簡支變連續(xù)，或改橋為涵的改變結(jié)構(gòu)體系法 通過改變橋梁結(jié)構(gòu)體系，如在簡支梁下增設(shè)支點（墩臺），縮短橋跨，或把相鄰兩跨簡支梁加以連接，從而使簡支梁變成連續(xù)梁。對于小橋，還可采用改橋為涵的形式，來提高橋梁的承載能力。前者，一般為臨時通過重車的應(yīng)急措施，后者則必須視通航及排洪灌溉而定。 隨著我國公路交通運輸事業(yè)的蓬勃發(fā)展，新建橋梁不斷涌現(xiàn)，而原有橋梁也在不斷地老化。服役橋的加固是一項具有現(xiàn)實意義而又復(fù)雜的工作，它所需要考慮的因素及涉及到的問題很多，從某種意義上，無論是技術(shù)改造方案的擬定與設(shè)計