橋梁加固工程施工探討

1、橋梁加固工程施工探討    摘要：橋梁加固就是通過一系列的措施增強橋梁承重結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的承載能力，提高橋梁整體的使用性能，以滿足新的使用要求。要針對橋梁出現(xiàn)的病害進(jìn)行適當(dāng)處理，延長橋梁的使用壽命，使橋梁能滿足交通量的需求。本文對橋梁加固工程施工進(jìn)行了探討。 關(guān)鍵詞：橋梁；加固；原則；施工方法 中圖分類號：K928.78文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： 所謂橋梁加固，一般是通過對構(gòu)件補強和結(jié)構(gòu)性能的改善，以達(dá)到恢復(fù)或提高現(xiàn)有橋梁的承載能力，延長其使用壽命，適應(yīng)現(xiàn)代交通運輸發(fā)展的需要。 一、橋梁工程加固的原則 所謂橋梁加固就是通過一系列的措施增強橋梁承重結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的

2、承載能力，提高橋梁整體的使用性能，以滿足新的使用要求。要針對橋梁出現(xiàn)的病害進(jìn)行適當(dāng)處理，延長橋梁的使用壽命，使橋梁能滿足交通量的需求。 橋梁加固前首先要評定橋梁的技術(shù)狀況并鑒定其承載能力，確定加固方法，通過加固后能滿足結(jié)構(gòu)安全要求和正常使用要求，方可以進(jìn)行加固。具體加固范圍及措施要根據(jù)評定結(jié)果和實際情況來確定，如果橋梁病害是由特殊環(huán)境引起的，要采取針對性的處理措施。 橋梁加固應(yīng)依據(jù)原橋梁的設(shè)計圖，根據(jù)檢測評估報告并經(jīng)過現(xiàn)場核對，綜合各個方面后進(jìn)行加固設(shè)計。設(shè)計過程中，要充分考慮病害的影響、材料性能、新舊材料的差異等因素，演算各施工階段構(gòu)件的強度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，加固后的結(jié)構(gòu)演算還應(yīng)考慮溫度變化、預(yù)

3、加應(yīng)力、混凝土收縮、徐變等附加荷載的影響，確保加固后的橋梁能安全投入使用。與此同時，還要考慮加固的經(jīng)濟費用，避免過多的投資，以實現(xiàn)加固的經(jīng)濟適用性。 二、橋梁工程加固施工方法 1、橋梁上部結(jié)構(gòu)加固 （1）體外預(yù)應(yīng)力加固法。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，通過張拉對梁體產(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，抵消部分自重應(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，能夠較大幅度地提高結(jié)構(gòu)承載力。與通常的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相比，力筋與原結(jié)構(gòu)只在錨固點與梁連接，類似于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。這種方法在自重增加很小的情況下，可大幅度改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，提高結(jié)構(gòu)剛度、抗

4、裂性。此法既適用于通行重車時的臨時加固，也可作為提高橋梁承載力的永久加固措施。 該方法主要適用情況有：當(dāng)混凝土梁中預(yù)應(yīng)力筋或普通鋼筋嚴(yán)重銹蝕及其他病害造成結(jié)構(gòu)承載力下降；需要提高橋梁的荷載等級；用于控制梁體裂縫及鋼筋疲勞應(yīng)力幅度；適用于高應(yīng)力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，尤其是大型結(jié)構(gòu)的加固等情況。目前，常用的體外預(yù)應(yīng)力的方法有下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固法和外部預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固法。 （2）增加構(gòu)件加固法。增加構(gòu)件加固法主要是指增設(shè)縱梁提高承載能力或拓寬改建，增加橫隔板加強橫向聯(lián)系。當(dāng)墩臺地基安全性能好，并具有承載能力，上部結(jié)構(gòu)也基本完好，但其承載能力不能滿足要求，同時要求加寬橋面時，一般采用增加承載能力高和剛度大的

5、新縱梁使新舊梁互相聯(lián)結(jié)共同受力。對于要進(jìn)行拓寬改造的，則還需要對墩臺進(jìn)行拓寬。常使用的方法根據(jù)增加構(gòu)件及新舊主梁聯(lián)合受力形式可分為：增設(shè)縱梁加固（不拓寬橋面）；增設(shè)邊梁加固；單邊拓寬技術(shù)改造；雙邊拓寬技術(shù)改造；增加輔助橫梁加固。 （3）粘貼鋼板加固法。粘貼鋼板加固是采用粘結(jié)劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的受拉邊緣或薄弱部位，使之與結(jié)構(gòu)物形成整體，從而提高梁承載能力的一種加固方法。若使用錨栓將鋼板錨固在梁體上，則又稱錨栓鋼板法，這時鋼板可適當(dāng)厚一些。鋼板固定于受拉混凝土表面可以增加混凝土結(jié)構(gòu)抗彎剛度，使結(jié)構(gòu)撓度減小，限制了裂縫的發(fā)展。并且施工時可以根據(jù)設(shè)計需要進(jìn)行裁切鋼板，有效發(fā)揮粘鋼構(gòu)件的抗彎

6、、抗壓和抗剪的性能，受力均勻，不會在混凝土中產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。除此以外，該方法還具有施工簡便、快速，不影響結(jié)構(gòu)外形，加固費用低，不減小橋梁凈空以及增加荷載不多等優(yōu)點。不足之處是粘結(jié)劑的質(zhì)量及耐久性是影響加固效果的主要因素。 （4）碳纖維加固法。粘貼碳纖維加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)物表面，當(dāng)結(jié)構(gòu)荷載增加時，兩者共同工作，提高構(gòu)件承載力，從而達(dá)到加固補強的目的。纖維復(fù)合材料的力學(xué)特點是其應(yīng)力應(yīng)變量完全線彈性，不存在屈服點或塑性區(qū)。由于碳纖維具有高強、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異物理力學(xué)性能，以及施工速度快，施工工期短，粘貼質(zhì)量容易得到保證等優(yōu)點，因此是舊橋加固補強的理想材料

7、。碳纖維加固法中粘結(jié)材料的性能是保證碳纖維與混凝土共同工作的關(guān)鍵，也是兩者傳力途徑的薄弱環(huán)節(jié)，因此粘結(jié)材料應(yīng)有足夠的剛度與強度，保證碳纖維與混凝土間剪力的傳遞，同時應(yīng)有足夠的韌性，不會因混凝土開裂導(dǎo)致脆性粘結(jié)破壞。與其他加固方法相比，采用碳纖維加固舊橋能最小程度地改變原有結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，保證在設(shè)計荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共同受力。 （5）橋面層補強加固法 橋面補強層加固法是通過在橋面板（主梁頂面）加鋪一層鋼筋混凝土層，使其與原有結(jié)構(gòu)形成整體，從而達(dá)到增大橋面板或主梁有效高度和受壓截面，增加橋面整體剛度，提高橋梁承載能力的一種加固方法。主梁或橋面板承載力不足，剛度不夠，或鉸接梁、板的鉸縫不能有效傳力時

8、，可采用橋面補強加固法進(jìn)行加固。這種加固方法主要適用于中小跨徑的橋梁。 采用橋面補強進(jìn)行加固，橋面板或主梁恒載將有所增加，應(yīng)通過計算判斷橋面增厚后是否可以提高橋梁的有效承載能力。若恒載的增加影響較大，則應(yīng)考慮采用其他加固方法或與其他方法綜合運用。采用橋面補強層法加固時，加固結(jié)構(gòu)屬二次受力結(jié)構(gòu)，加固前原結(jié)構(gòu)已經(jīng)受力，補強層在加固后并不立即受力，而只有在新增荷載下，即第二次加載情況下才開始受力。另外，加固結(jié)構(gòu)存在補強層與原結(jié)構(gòu)整體工作、共同受力的問題，混凝土結(jié)合面上的強度較整體澆筑的強度要低，必須采取構(gòu)造措施克服這一弱點。當(dāng)混凝土結(jié)合面的強度可以保證補強層與原有梁（板）的整體受力工作性能時，所形成

9、的加固構(gòu)件就是組合梁（板），也就具有組合構(gòu)件的分階段受力的特點。為減少補強層增加的恒載，往往先將原有的橋面鋪裝層鑿除，并要求對伸縮縫進(jìn)行改造。 2、橋梁墩臺與基礎(chǔ)加固 （1）擴大基礎(chǔ)加固法。橋梁基礎(chǔ)擴大底面積的加固方法，稱為擴大基礎(chǔ)加固法。此法適應(yīng)于基礎(chǔ)承載力不足或埋置太淺，而墩臺又是磚石或混凝土剛性實體或基礎(chǔ)時的情況。當(dāng)構(gòu)造物基礎(chǔ)具有較大的不均勻沉降，并且地基土質(zhì)比較堅實時，可以采用擴大基礎(chǔ)法進(jìn)行加固。而對于擴大部分基礎(chǔ)底部的地基承載力不足的問題，可采取在擴大部分基礎(chǔ)下打入一定數(shù)量的樁，以提高地基承載力，樁的參數(shù)根據(jù)地基變形計算來加以選定。擴大基礎(chǔ)加固法施工比較簡單，缺點是它必須使新老基礎(chǔ)連成一體共同承受上部荷載，故加固費用較高，而且加固效果也不易控制。 （2）高壓旋噴注漿加固法。高壓旋噴注漿，就是先利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆入土層的預(yù)定位置，旋轉(zhuǎn)并以一定的速度提升，同時將漿液或水以高壓流的形式從噴嘴里射出，沖擊破壞土體，高壓流切割并攪碎土層，使其成顆粒狀分散，一部分被漿液和水帶出鉆孔，另一部分則與漿液攪拌混合，隨著漿液的凝固，組成具有一定強度和抗?jié)B能力的固結(jié)體，從而對地基進(jìn)行加固的一種加固方法。旋噴注漿加固法用途廣泛，加