淺析平原灌區(qū)鋼筋混凝土農(nóng)橋的維修與加固技術(shù)

1、淺析平原灌區(qū)鋼筋混凝土農(nóng)橋的維修與加固技術(shù)河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院1概述隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，農(nóng)村的牛活水平日益提高，交通運(yùn)輸事 業(yè)迅猛發(fā)展，其與平原灌區(qū)舊橋承載力不足、老化、破損之間的矛盾越來(lái)越尖銳。 若對(duì)灌區(qū)內(nèi)數(shù)量眾多的小型農(nóng)橋全部重建，需要大量的資金。只有通過(guò)對(duì)舊橋、 危橋的加固、維修以及評(píng)價(jià)現(xiàn)有橋梁的承載能力和安全度，正確地評(píng)估結(jié)構(gòu)物的 損傷程度，合理地對(duì)橋梁進(jìn)行加固維修，以提高橋梁的可靠性，來(lái)解決這一難題。由于目前我國(guó)對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度的研究只限于理論方面，而且乂側(cè)重于可靠 度設(shè)計(jì)方面，對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性方面的硏究特別是耐久性評(píng)估理論的硏究，還落后于 可靠度設(shè)計(jì)的研究。在結(jié)構(gòu)的鑒定、維修加固中

2、，我們可通過(guò)現(xiàn)在推行改進(jìn)的一 次二階矩法、jc法、蒙特卡羅法，分析結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性的ß分支法以及鋼 筋混凝土橋梁耐久性的模糊綜合評(píng)估等方法，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出其剩余壽命，制定出科 學(xué)的加固方案，保證結(jié)構(gòu)在壽命延續(xù)期內(nèi)的安全性，以節(jié)省大量的維修加固資金。近年來(lái)，由于新材料、新理論和新技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外提出了大量的新 的加固維修技術(shù)。橋梁經(jīng)維修后，大大地提高了其承載和通行的可靠性，取得了 顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。下面將平原灌區(qū)農(nóng)橋常用的維修加固技術(shù)，同大家 做一下探討。2鋼筋混凝土梁橋上部結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)鋼筋混凝土梁橋通常包括簡(jiǎn)支梁（t形梁、鋼筋微彎板組合梁、矩形梁 及板梁等）、懸臂梁

3、及連續(xù)梁橋，數(shù)量多，在橋梁加固工程中所占有的比重最大， 加固的原則應(yīng)在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，盡可能不損傷原構(gòu)件并發(fā)揮原有構(gòu)件的 能力，盡可能減少附加的，盡可能不影響建筑物的使用功能，在進(jìn)行承載力驗(yàn)算 時(shí)，應(yīng)注意如下問(wèn)題：（1）、結(jié)構(gòu)的計(jì)算圖應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)上的實(shí)際荷載、構(gòu)件的支 承情況、邊界條件、傳力途徑等實(shí)際受力情況確定。（2）、驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的截面積， 應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的損傷、缺陷、腐蝕和鋼筋的銹蝕等不利影響，按結(jié)構(gòu)的實(shí)際有效截 面積進(jìn)行驗(yàn)算，并考慮加固部分應(yīng)變滯后特點(diǎn)，以及加固部分與原結(jié)構(gòu)協(xié)同工作 的程度，對(duì)總得承載力應(yīng)予以適當(dāng)折減。（3）、進(jìn)行結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)考慮 由于結(jié)構(gòu)局部損傷、施工偏差、旁彎、

4、下?lián)稀囟扔绊懙纫鸬膶?shí)際偏心，結(jié)構(gòu) 變形、溫度作用等造成的附加內(nèi)力。（4）加固后使結(jié)構(gòu)重量增大時(shí)（如結(jié)構(gòu)重量 的增大大于結(jié)構(gòu)上荷載總和的10%以上吋），尚應(yīng)對(duì)被加固的結(jié)構(gòu)及建筑物基礎(chǔ) 進(jìn)行驗(yàn)算。2.1下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿噴射磴加固鋼筋混凝土橋需要加固吋，如果橋下凈空能滿足通航、渡訊要求，可釆 用在梁下設(shè)置預(yù)應(yīng)力拉桿，并噴射確作為保護(hù)層進(jìn)行加固。加固設(shè)計(jì)吋一般采用 粗鋼筋作為拉桿，兩端錨固在梁頭，中間用單柱、雙柱或多柱支撐，然后噴射一 層58cm厚的混凝土作為保護(hù)層，與原混凝土梁組合受力，按照施加預(yù)應(yīng)力的 不同方式，一般分為橫向拉緊張拉法、縱向張拉法、豎向頂撐張拉法。值得強(qiáng)調(diào)的是，有不少地方采用上

5、述三種下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固法加固 橋梁吋，沒(méi)有在加固桿外加一層保護(hù)層。從而使加固桿件暴漏在結(jié)構(gòu)外面，造成 桿銹蝕或梁下支撐位移，影響加固效果。因此，建議采用噴射混凝土保護(hù)層的辦 法，既易于施工，又能保證施工質(zhì)量，保證混凝土與原橋和拉桿之間有良好的粘 結(jié)力，減小預(yù)應(yīng)力損失，同吋還能防止拉桿銹蝕，增大梁的截面積，提高原橋的 承載能力。2.2預(yù)應(yīng)力鋼絲束一噴射混凝土加固該法系沿梁腹側(cè)面按拋物線開(kāi)設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼絲束，在梁底每隔一定距離 （50-100cm）設(shè)置一個(gè)定位箍圈或在腹上埋設(shè)定位梢，用來(lái)固定鋼絲束的幾何 形狀，鋼絲束的兩端穿過(guò)梁端翼板上自斜孔伸至梁頂錨固。對(duì)鋼絲束施壓應(yīng)力后，再噴射混凝土作保護(hù)層，

6、防止銹蝕。由于設(shè)置預(yù) 應(yīng)力鋼絲束將會(huì)增加梁上緣的拉應(yīng)力，造成橋面板的損壞，經(jīng)驗(yàn)算強(qiáng)度不足吋, 還應(yīng)同時(shí)考慮加厚橋面板，并使新老混凝土結(jié)合為整體，共同受力。這種加固技術(shù)所用的設(shè)備簡(jiǎn)單，不減少橋下的凈空。釆取半邊施工和噴射混凝土作為鋼絲束的保護(hù)層，可以不中斷橋上交通進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。2.3增大構(gòu)件截面加固有一部分橋梁，由于修建吋對(duì)荷載等級(jí)要求不高，按當(dāng)時(shí)荷載等級(jí)對(duì)于 今天交通事業(yè)的發(fā)展表現(xiàn)出了荷載等級(jí)偏低，承載能力不足的弱點(diǎn)，其主要原因 之一是原橋截面偏小，不能滿足荷載等級(jí)提高的要求，對(duì)于這部分橋梁可以采用 增大構(gòu)件截面的方法進(jìn)行加固，增大構(gòu)件截面的途徑有增加受力主筋截面、加大 混凝土截面、加厚橋面板

7、和噴錨加固四種方法。（1）噴射加固法適用于原橋截面積過(guò)小，下緣主拉力應(yīng)力超過(guò)容許值 出現(xiàn)裂縫，而橋下凈空又允許的情況。（2）增焊主筋法適用于結(jié)構(gòu)因主筋應(yīng)力超過(guò)容許范圍而又受到橋下凈 空限制不宜加大截面高度的情況。（3）增大梁肋法多用于t形截面橋，這類橋常因原截面高度不夠或面 積過(guò)小，導(dǎo)致承載能力不足和病害的發(fā)生。對(duì)于這部分橋梁通常是將梁的下緣加 寬加強(qiáng)，擴(kuò)大截面，并在新混凝土截面中增設(shè)受力主筋。新增加的混凝土-般采 用懸掛模板現(xiàn)場(chǎng)澆筑。（4）加厚橋面板法一般只適用于跨徑較小的t形梁橋或板梁橋。這是 由于加厚部分會(huì)使橋梁自重和恒載彎矩增加較多，并且仍然是原結(jié)構(gòu)下緣受拉鋼 筋應(yīng)力控制設(shè)計(jì)，因此在加

8、厚前應(yīng)對(duì)梁（板）的受力狀況進(jìn)行詳細(xì)的分析，在梁（板）下翼緣強(qiáng)度容許的限度內(nèi)確定橋面的加厚高度。2.4粘貼加固近十幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在用化學(xué)粘結(jié)劑從結(jié)構(gòu)外部粘貼補(bǔ)強(qiáng)材料（鋼板、 鋼筋、玻璃鋼、碳纖維布等）加固混凝土橋梁方面進(jìn)行了犬量的研究開(kāi)發(fā)工作。 目前常用的粘結(jié)劑是環(huán)氧樹(shù)脂。用環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)鋼板、鋼筋、玻璃鋼板、碳纖維 布、芳綸纖維布等，可以取得提高構(gòu)件的抗剪能力以及減少裂縫擴(kuò)展的效果。這 是一種施工簡(jiǎn)便，不減少橋梁凈空，并可以在不影響交通的情況下施工的加固技 術(shù)。2.5增加輔助構(gòu)件加固(1) 對(duì)于結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)固而需要提高荷載標(biāo)準(zhǔn)的t形梁，可采用增加縱 梁的方法加固。為使新i口結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)為整體，必須將新

9、i口縱梁的橫膈梁內(nèi)的鋼筋焊 接起來(lái)，或預(yù)埋鋼板焊接，并在橫膈梁下部增設(shè)兩根貫通全橋?qū)挼睦Y(jié)鋼筋，加 大橫膈梁下緣的混凝土截面，將鋼筋包裹起平，橋面混凝土應(yīng)整體澆筑。(2) 對(duì)于某些因橫向整體性較差而降低了承載能力的梁式橋，在加固 時(shí)可采取增加橫梁的辦法來(lái)加強(qiáng)各縱梁之間的橫向聯(lián)結(jié)。3墩臺(tái)加固兼補(bǔ)強(qiáng)3.1加樁加固在橋臺(tái)底下有軟弱層或橋臺(tái)基礎(chǔ)未置于堅(jiān)硬的巖石基礎(chǔ)上而發(fā)生沉降 以及橋墩的基礎(chǔ)被嚴(yán)重沖刷時(shí)，可采用在橋臺(tái)外圍加樁、在沉井基礎(chǔ)內(nèi)加樁、或 者在橋墩上、下游加樁并擴(kuò)大原承臺(tái)，以此提高基礎(chǔ)承載力，增加基礎(chǔ)穩(wěn)定性。 通常采用的加樁方法有旋噴樁加固、鉆孔灌注樁加固、打入預(yù)制混凝土樁以及鋼 管樁加固等。3.2預(yù)應(yīng)力鋼筋或拉桿加固當(dāng)橋臺(tái)尚未穩(wěn)定，橋臺(tái)與拱上側(cè)墻等結(jié)構(gòu)已經(jīng)變形或可能變形吋，般 可采用預(yù)應(yīng)力筋張拉及設(shè)置拉桿的方法進(jìn)行加固。拉桿可以用鋼筋混凝土制作, 亦可以用鋼筋制作。3.3擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法對(duì)于基礎(chǔ)承載力不足，或埋置太淺，而墩臺(tái)又是磚砌混凝土剛性實(shí)體或 基礎(chǔ)時(shí)的情況，擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基礎(chǔ)度驗(yàn)算確定。當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度滿足要求而 缺陷僅僅表現(xiàn)為不均勻沉降變形過(guò)大時(shí)，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積的加固，主要由地 基變