现代桥梁加固技术浅谈

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  [摘要]由于施工质量和桥梁设计等各方面原因,使得桥梁加固成为必要,所以有必要对现有桥梁的加固问题进行研究和探讨。论述桥梁加固的概念和原因,介绍几种常用的加固技术,并对新技术加以探讨。
  [关键词]桥梁 加固技术
  中图分类号:TU2文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0520085-01
  
  一、桥梁加固的概念和原因
  
  桥梁加固也就是通过有效的措施,使受损桥梁结构恢复其原有的技术功能,或通过改变结构的传力途径而减少构件的荷载效应,或在已有结构的基础上提高结构的承载能力,以满足新的承载条件和使用功能的要求。主要来讲自桥梁建成之始,不久就会产生维修、改造和加固的需求,也就是要针对桥梁所发生的不能满足继续使用的状况进行处理。不能满足继续使用以下3种情况。(1)桥梁使用一定年限之后,出现结构陈旧老化、破损影响到它原有设计能力而危及运行的,必须予以修补,使之恢复到原有设计的承载能力。(2)桥梁基本完好,但当初设计标准低,经过一段时间的交通发展,荷载标准或桥上、桥下的净空不能满足新交通的需要,需对其加强才能适宜新的交通。(3)桥梁设计标准合理,结构基本完好,但桥梁遇到某种特殊需要,是原设计所没有包括在内的荷载或结构变化的添加,而需要临时加强的。其次另外两个问题在近几年来也逐渐引起了大家的重视:一是在以往某些施工和管理水平较低的情况下,缺漏钢筋、构件偏位、构件尺寸不符合图纸要求甚至偷工减料、以烂充好等现象时有发生。这些问题对桥梁的正常运营造成了极大的隐患,不得不通过检测和相应加固来消除。二是目前严重的汽车超载现象。桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧,甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。
  总的来讲桥梁加固,可以延长桥梁的使用寿命,用少量的资金投入,使桥梁重新能满足交通的需求,还可以缓和
  桥梁投资的集中性。加固桥梁不是新建项目,一般来讲不是领导人的政绩。但加固桥梁却是预防和避免桥梁的坍塌造成物资损失和人身伤亡的必要手段。
  
  二、传统桥梁加固技术
  
  (一)增大混凝土截面加固技术。增大混凝土截面加固技术时在原结构基础上再浇筑一定厚度的钢筋混凝土,这是对钢筋混凝土桥加固的一种常用的改造技术。增大混凝土截面一般采用两种方式,一种是加厚桥面板;另一种是加大主梁肋的高度和宽度。加厚桥面板进行补强时,先将原桥面铺装层凿除,在桥面板上浇筑一层新的混凝土补强层,使其与原T梁形成组合断面,用以提高抗弯刚度以达到补强的效果。后者则使梁肋下缘采用钢筋混凝土加宽加高,通常存加大的下缘混凝土截面中加设主筋,用以提高截面的承载力,达到补强加固的效果,该方法仅适用于具有梁肋的桥梁加固,对于板梁、箱梁不宜实施。但是此方法只对较小跨径的T梁桥或板桥较为适用。一般采用此法加固后桥梁刚度明显提高,承载能力也能取得较好的效果。
  (二)塞缝灌浆技术。塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。通常水泥浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋土混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,粘结性好;环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。塞缝灌浆技术的通常做法是:先用1:1水泥砂浆勾缝,勾缝时须预留直径约6-8mm的灌浆孔,孔距视裂缝宽度而定,缝宽处孔距为0.6-1.0m,缝小处孔距为0.4-0.6m。待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小,用环氧树脂勾缝,同时要留孔灌浆,孔距一般为0.25-0.3m,灌浆方法与灌水泥浆大致相同。在公路旧桥加固中,塞缝灌浆是综合处治的方法之一,用得比较普遍,通过试载及使用观察,效果较好。
  
  三、桥梁加固新技术的探讨
  
  (一)复合材料加固技术(FRP)。复合材料FRP由纤维及网型树脂两部分构成。目前常用的复合材料有E一玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维三种,其中又以碳纤维(CFRP)材料应用得最为广泛,这里作为代表着重介绍。碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料是由碳纤维及其聚合物基质(如聚醋、乙烯基醋、环氧树脂或酚醛树脂)组合而成。碳纤维主要是增加刚度和强度,而聚合物基质是增强弹性和韧性。与传统的粘贴钢板或加大混凝土截面等加固技术相比,碳纤维布具有重量轻、强度高、耐腐性、柔韧性好、电磁呈中性等诸多优点。利用此项技术加固土木工程结构,具有结构耐久性强、施工周期短、加固成本低等显著特点。
  (二)SRAP加固方法。SRAP加固方法是一种新的导入预应力概念的桥梁加固方法。其利用SR增强材料的高强特性和AP树脂砂浆防腐防水、粘合力强的特点,通过特殊的方法对SR高强材料施加预应力,从而达到对桥梁的加固。预应力的施加:把膨胀螺栓锚固于粱底两端,软钢丝的两端用螺旋扣环固定于膨胀螺栓上,通过把丝扣反向的螺旋扣环旋紧施加预应力。SRAP加固方法的特点主要是:AP树脂砂浆可以同时对混凝土建筑物进行修补和加固,粘结可靠;AP树脂砂浆与原混凝土构件的机械性能(弹性系数、热膨胀系数)类似,力学性能相同,采用了氧化铝粉混凝土,增加了耐化学性能,提高了收缩补偿效果,采用了聚糖增粘剂,提高了黏着力和结合力,使施工性能得到提高,对硬化材料给予保湿性,具有保湿砂浆的优秀性能;AP树脂砂浆可喷射,也可涂抹,施工方便;对加固平面没有特殊的平整性要求;自重增加很少;具有较高的疲劳荷载抵抗力。
  (三)植筋加固桥面技术。在桥面破坏修复中,通常是先完全凿除旧桥面再换铺新桥面,这样一是费工费时,二是经济效益也不理想。对此,有人提出采用植筋技术。在旧桥面上直接加一层新桥面,这样不仅充分利用了旧桥面,而且缩短施工时间,经济效益也很显著。采用植筋技术,对旧桥面进行简单的清洁处理,然后平行旧桥面钢筋,按计算深度和规定间距钻孔,再将钢筋植入孔内,再采用同级别的混凝土填孔,并浇筑新的桥面层。在这种桥面加固技术中,新旧桥面的连接是个薄弱环节,尤其是界面的抗剪强度。该方法的缺点是计算比较复杂,不仅要计算新桥面层的厚度以满足承载要求,而且剪力植筋应有适当的埋深,需经过计算确定。另外,植筋点的选择也是一个问题,既要避开原钢筋,还要与原钢筋保持一定的距离,以满足钻孔操作要求。最后,就是植筋后要往孔内注入混凝土,虽然混凝土量比较少,但是混凝土的膨胀和收缩也是一个不得不考虑的问题。
  
  参考文献:
  [1]李翠,桥梁加固技术[J].中国西部科技,2008(10).
  [2]何华,桥梁加固施工中新技术的应用[J].铁道建筑,2008(12).
  [3]李文鹏,桥梁加固技术研究现状[J].黑龙江交通科技,2008(12).
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