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      淺談橋梁的維修與加固技術
      發布時間:2014-08-05

       隨著我國國民經濟的日益發展,交通運輸量的迅速增長,危橋總長逐漸增多。若將其拆除重建,不僅要耗費大量資金,而且工期也較長;若有計劃、有步驟的對現有舊橋進行加固改造,橋梁加固后,可以延長橋梁的使用壽命,用少量的資金投入,使橋梁能滿足交通量的需求,還可以緩和橋梁投資的集中性,為國家帶來巨大的經濟和社會效益。 

        發生重大病害和不能滿足運輸要求的橋涵,應對其設備徹底進行整治加固、改善、更新,以恢復原有橋梁建筑物的整體使用效能和延長使用年限,并提高原有橋梁建筑物的荷載等級和通過能力。橋梁維修與加固的主要內容在于:對服役橋上部構件維修加固,對服役橋下部構件維修加固,拓寬橋梁的行車道或人行道,升高橋梁上部構造的高度,更換橋梁行車道路面或引橋路面的結構,部分或全部更換橋梁損壞或破壞服役了的結構物。橋梁的維修與加固工作,須充分利用原有部分,凡能加固的,則不宜改建,凡能部分改建的,則不應全部改建。對服役橋進行維修加固,常有如下步驟:檢查橋梁現狀和損壞情況;調查橋梁歷史技術資料和現有交通狀況;提出維修加固或改建方案,隨時進行分析比較;確定方案并付諸實施,即進行維修加固或改建施工。 

        一、橋梁維修與加固的具體原因和基本要求 

        1、橋梁維修與加固的具體原因 

       。1)舊橋梁原有的設計標準低的問題 隨著橋梁設計規范的不斷發展公路橋梁的設計荷載已由汽車6 級、汽車8 級、汽車13 級發展到汽車15 級、汽車20 級及汽車超級,并且仍有繼續增大的趨勢。據調查分析,全國的國道、省道和縣級公路的永久性大、中型橋梁中,設計荷載達到汽20 級、掛100級標準的僅占大、中型橋梁總數的6.53%,汽10 級、履帶50 級及以下荷載標準的橋梁占9.17%,其余84.3% 的橋梁基本上是汽13級和汽1 5 級荷載標準。 

       。2)設計缺陷 由于設計及施工的缺陷以及各種不利作用( 如碳化、氯離子侵入、酸侵蝕、堿集料反應、凍融鹽害等) 使得橋梁結構的混凝土及鋼筋腐蝕嚴重。 

       。3)使用時間長 由于橋梁的使用年限長, 接近其使用壽命。我國在20 世紀60~70 年代修建的橋梁,大部分仍在服役,由于年久失修、失養,已不適應交通量日益增長的需要。 

       。4)外界不利荷載的影響 這使得橋梁結構安全性下降。在我國,造成此種情況的最大原因是在公路上行駛的貨車大多數超載、超限行駛,致使20% 以上的橋梁出現安全隱患。 

        2、橋梁維修與加固的基本要求 雖然橋梁加固的方法比較多,如何進行選擇,要充分考慮于具體的工程, 應依照以下的原則: 

       。1)采用加固方案之前, 須先考慮耗費少、功效快、不中斷交通、技術上可行、有較好耐久性等方面的要求。

       。2)補強加固是通過加大或修復橋梁構件來提高局部或整座橋梁承載能力的措施。因此橋梁加固工作一般以不更改原結構形式為原則,在兼顧經濟性的前提下,只有在較復雜的情況下, 才可考慮更改結構形式。如果采用補強加固的方式仍不能達到交通運輸要求,則必須考慮進行重建橋梁的部分或全部。 

       。3)選擇橋梁加固方式時, 必須考慮舊橋現狀、承載能力減弱的程度以及日后交通量,最好參考已經成功完成補強加固的橋梁的施工。 

       。4)采用擴大或增加橋梁構件斷面的方法進行加固前,應考慮增加部分與原有部件的結合效果。 

        二、橋梁的維修與加固技術

        1 橋梁的上部承重結構維修加固的方法 

        (1)粘鋼加固法。粘貼鋼板加固法是采用粘結劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結構受拉面或其他薄弱部位,使鋼板與加固混凝土結構形成整體,以提高構件的抗彎、抗剪能力,提高原結構的剛度,限制裂縫的開展,改善鋼筋與混凝土的應力狀態。當粘貼鋼板擬提高梁的抗彎強度時,鋼板粘貼在梁的底面。此時將鋼板和混凝土作為整體考慮,對鋼板與混凝土的局部剪切強度進行控制設計;當擬提高梁的抗剪強度時,鋼板可粘貼在構件側面,并與原構件內抗剪鋼筋方向一致。粘貼鋼板補強加固的合理設計應控制在鋼板發生屈服之前,以保證混凝土不出現剪切破壞。

        (2)橋面補強層加固法。橋面補強層加固法是通過在梁頂(橋面)上加鋪一層鋼筋混凝土層,使其與原有主梁形成整體,從而達到增大主梁有效高度和抗壓截面,增加橋面整體剛度,提高橋梁承載能力的一種常用且有效的方法。為了減小補強層增加的恒載,常將原有橋面鋪裝層鑿除,而且能使新老結合良好,共同受力。

        (3)增大梁截面積加固法。鋼筋混凝土簡支梁橋上部結構往往由于原結構或由于施工質量不佳等原因導致在長期運營過程中出現裂縫等現象從而使結構的承載能力降低,通常采用增大構件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方法是增大梁底面或側面的尺寸,增配主筋,提高梁的有效高度和抗彎強度,從而提高橋梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋的加固。 

        (4)錨噴混凝土加固法。該法是借助高速噴射機械,將新混凝土混合材料連續地噴射到已錨鋼筋網的受噴面上,凝結硬化而形成鋼筋混凝土,從而增大橋梁的受力斷面,增加補強鋼筋,加強結構的整體性,使其能承受更大的外荷載作用。這種錨噴加固法主要用于拱式橋梁,施工工藝簡單而且加固效果好。 

        2、橋梁的下部結構維修加固的方法 

        (1)擴大基礎加固法。由于橋梁的基礎承擔著橋梁的全部自重及橋面上的可變作用,因而橋梁基礎的加固成為橋梁加固工程中的重點。對于原基礎為擴大基礎的橋梁,如果因基礎的病害導致基礎承載力不足、基礎產生沉降或不均勻沉降、基礎產生滑移和傾斜、基礎局部掏空或損壞的情況下,可采用擴大橋梁基礎底面積的加固方法進行加固,該方法因受力明確、施工簡單、造價低廉而在實際加固工程中廣泛采用。 

        (2)增補樁基加固法。在樁式基礎的周圍補加鉆孔樁或打入鋼筋混凝土預制樁,并擴大原承臺,以此提高基礎承載力、增加基礎穩定性,這種方法的優點在于不需要抽水筑壩等水下施工作業。 

        (3)橋墩套箍加固法。對于樁柱式橋梁,當橋墩由于基礎沖刷嚴重、埋置深度不夠,施工質量控制不嚴等因素導致墩臺露筋及破損時,一般可對受損的墩臺采用鋼筋混凝土套箍進行補強加固。套箍可以沿墩臺身或樁身外側布設,做成圈梁形式。 

        3、橋梁附屬構筑物維修的方法 

        (1)橋面鋪裝的維修。橋面鋪裝指的是為保護橋面板和分布車輪的集中荷載,用瀝青混凝土、水泥混凝土、高分子聚合物等材料鋪筑在橋面板上的保護層。其作用是保護橋面板防止車輪或履帶直接磨耗面,保護主梁免受雨水侵蝕,并借以分散車輪的集中荷載。橋面鋪裝的病害主要為原鋪裝層過薄、鋪裝中未設鋼筋網或含筋量過小、鋪裝與橋板間存在夾層、混凝土澆筑不密實引起的。 橋面鋪裝主要有瀝青混凝土和水泥混凝土鋪裝兩種形式。對于瀝青混凝土鋪裝病害形式,可以采用灌縫和挖補等日常手段進行維修,而對于水泥混凝土鋪裝的病害形式除采用上述修補方式處理外,最有效的就是對其進行徹底翻修。 

        (2)橋面伸縮縫的維修。橋面伸縮縫主要由傳力支承體系和位移控制體系組成,它的主要功能是將車輛垂直和水平荷載通過支承結構傳遞到梁體,并適應橋梁縱橫位移的變化和梁端翹曲發生的轉角變化。由于它設置在梁端構造比較薄弱的部位,直接承擔車輛反復荷載作用,又大多暴露在大自然中,受到各種自然環境的影響。加之其裝置的性能及連接件等不盡完善,因而可以說伸縮縫是易損壞,難修補的部位,經常會發生各種不同程度的缺陷。橋面伸縮縫的損壞,不僅影響著橋梁的正常使用,而且增大了養護維修的工程量,造成了一定的經濟損失和不良社會影響,因此,必須對橋面伸縮縫進行經常性的維修整治,以保證橋梁的正常使用。 

        伸縮縫的維修必須注意的重要問題: 當原伸縮縫裝置的錨固鋼筋等損壞、松動或無錨固鋼筋需增設時,應先鑿出錨孔后再安設鋼筋等錨固件。 在鑿除原有混凝土鋪裝時,不要損傷伸縮縫兩側橋面板混凝土及鋼筋。 對于橋面鋪裝層上容易產生車轍的凸凹不平處,要特別注意鋪筑后鋪筑材料時不應產生高低差。 

        總之,在實際生活中,橋梁的養護維修工作越來越重要。只有認真地、不間斷地進行養護維修,才能保持橋梁的各組成部分均處于健康狀態,確保橋梁抵抗自然災害的能力,在保證安全運營的同時,最大限度地實現使用壽命。 



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