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摘 要:公路桥梁随着使用时间和年限的增多,很多桥梁由于外力侵蚀和摩擦、挤压等的长期作用,导致其结构的整体性、稳定性和安全性都大不如以前,这种情况如果不能及时得到改善,该桥梁就会变成危桥。而在现实生活中,由于技术和经济的原因,一些危桥不得不继续使用,为了确保危桥使用的安全性,就必须对危桥进行相应的加固处理。
关键词:公路桥梁;加固改造;基本原理
一、引言
当前,我国桥梁的现状是:修建于各个时期的不同设计荷载的桥梁共同处于使用状态,有不少设计荷载偏低的桥梁担负着日益繁重的交通运输任务。随着时间的推移,旧桥、病桥、危桥的数量将不断增多,这种桥梁将不同程度存在着各种病害、问题,如何对这些桥梁进行加固、改造已是一项非常庞大的重要的工程。因此如何通过对旧危桥的维修、加固、改造,使其恢复或提高承载力,确保交通运输的安全是目前和今后面临的任务。
二、加固改造设计基本原则
(一)确定加固方案前必须对老桥进行科学的鉴定分析,确保拟利用桥梁构建处于弹性工作状态,区别疲劳构件。
(二)收集原设计资料并进行必要的地基勘探,结合现场调查,以区别原桥是否按图施工及有無设计图。
(三)进行桥梁基础复核计算时,对于多年来受破坏的旧桥基础,可考虑其承载力的提高,承载力一般以1.5倍左右考虑。
(四)针对桥梁拓宽部分,严格控制地集重力,减小对原桥基础产生附加应力。
三、桥梁加固改造的基本原理
旧桥加固是一种借加大或修复桥梁构件来提高局部或整体桥梁承载能力的措施。因此桥梁加固工作一股以不更改原建筑形式为原则,实际上随着时间的推移,旧桥加固是一项经常性的工程,所有桥梁应定期进行检查、维修、加固。旧桥改造是对桥梁的某些构件进行更换或改变原桥梁的结构体系,或对部分结构拆除重建,一般是采取仅加固仍不能足以适应交通运愉的需要,或有些构件严重损坏不能修复加固,则须进行改造。旧桥重建,是完全失去通行能力,或不能满足交通量的需要,对旧桥全部拆除,重新设计建造新的桥梁。综上所述,桥梁加固改造的基本原理:
(1)通过结构性能改变以达到承载力的提高:
(2)铜鼓调整内力的分布,相对提高结构承载力。
四、桥梁结构的裂缝处理
混凝土結构的桥梁,裂缝是很普遍的病害,甚至预应力结构有些部位都会出现裂缝。当桥梁使用较长时间,由于各种外晃因素、内部原因共同影响,一般都会出现裂缝。结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,也就意味着有效受力截面变小,结构应力增大,承载能力降低。所以必须针对不同情况对裂缝进行处理。无论采用何种加固方法,只要是利用了原有结构,首先应对旧桥利用部分进行裂缝修补。钢筋混凝土构件中,受拉钢筋的应变总是大大超过混凝土的极限拉伸应变,所以裂缝的发生也是不可避免的。按耐久性要求,如果裂缝细小,裂缝宽度已达稳定,且开裂处不易受雨水浸渗,不易受腐蚀,不在继续发展,且对结构的强度没有明显影响时,可不做处理。如果裂缝宽度O.15mm或裂缝已经贯通时,说明裂缝处荷载产生的拉应力超过容许值,所以除采取压力灌浆法修补裂缝外(使力的传递尽可能恢复到原来状态),还应采取其它加固措施:如粘贴钢板、加大截面等。
(一)表面抹灰修补裂缝
采用水泥浆、水泥砂浆、环氧基液及环氧砂浆等材料涂抹在裂缝部位的混凝土表面进行修补。
(二)表面喷浆修补裂缝
喷浆修补是在经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且高强度的水泥砂浆保护层来封闭裂缝。根据裂缝的部位、性质、维修要求与条件,可分别采用无钢筋素喷浆、挂网喷浆等修补方法。
(三)压力灌浆修补裂缝
压力灌浆是通过施加一定的压力,将某种浆液灌入结构物内部裂缝中去,以达到修补裂缝,恢复并提高结构强度、耐久性和抗渗性能的一种修补方法。压力灌浆根据灌浆材料的不同可分为:水泥灌浆、沥青灌浆和化学灌浆。不同的灌浆液其用途、功效也不相同。桥梁结构裂缝修补采用较多的是化学灌浆。
五、强化加固技术,提高加固质量
(一)危桥上部的混凝土加固
对于危桥上部的混凝土加固具有不同的方式。一是补强加固法,先对混凝土危桥面进行凿除以增加起平整度,然后在梁顶上面铺一层钢筋混凝土,增加主梁高度,改善桥梁荷载分布,从而达到增强桥梁承载能力的目的。二是截面、配筋增大加固法,这种加固法主要用于增强旧危桥梁的刚度、强度、稳定性以及提高配筋率。三是锚喷砼加固法,这主要是利用高速喷射装置,向钢筋网上喷射新砼混合料,凝结后就是钢筋混凝土,能大大提高危桥承载能力。四是粘贴钢板加固法,由于承受过大的交通压力,遭受严重的腐蚀,桥梁会出现横向裂缝,此时可以利用钢板粘贴进行加固处理从而增强其整体功能。五是增设纵梁加固法,这一方法主要用于墩台地基具有足够的安全性和承载能力的情况下,通过增设纵梁来分解原桥梁的荷载,以保护整个桥梁。
(二)危桥下部的混凝土加固技术
对于危桥下部的混凝土加固有以下方式:一是扩基加固技术,即通过扩大危桥的基础来达到加固的目的。这一方式主要应用于危桥的基础承载性能较低、埋深不够的情况下。二是增加桩基技术,主要用于桥梁的墩台基底存在软层或墩台出现沉陷的情况,通过在桩基周围增加钻孔灌注桩来保证桥梁的稳定性和承载力。三是钢筋混凝土套箍技术,主要用于危桥埋深不够且施工质量不达标而使墩台出现开裂的加固。四是辅助挡土墙技术,在桥台倾斜时,修建挡土墙,以承担来自台背的水平压力。五是拓墩加固技术,在墩台盖梁上进行加宽设置,为上部设备的安装提供便利,达到加固目的。
(三)危桥加固中混凝土塞缝灌浆法
混凝土塞缝灌浆法是混凝土危桥加固改造中一种综合处理方式,是指将按一定比例配制的水泥和环氧树脂砂浆通过喷浆机注入到危桥缝隙内,达到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀和增加桥梁强度的目的。首先用1:1水泥砂浆勾缝,勾缝时须预留一定灌浆孔,裂缝宽处孔距为0.6~1.0m,裂缝小处孔距为0.4~0.6m。钢筋混凝土桥梁的裂缝较小,用环氧树脂勾缝。这种方式操作简易,效果明显,在危桥加固中值得推广应用。
六、结语
在实际的混凝土危桥的加固过程中,不能单纯采用一种方式,多种方法的综合会取得更明显的效果,所以施工工作人员要全面深入掌握多种混凝土危桥加固处理方式,以便在实际工作中能够灵活变通。此外,路桥主管部门必须在进行危桥加固之前做好相关准备工作,明确加固改造思路,掌握危桥检测及加固方法,采取科学的加固技术,为危桥的加固改造奠定坚实基础,从而提高危桥加固的质量以保证安全正常的交通生活。有效高质的危桥加固,不仅可以确保正常的出行生活,也会增加企业的经济效益和社会效益,实现桥梁领域的完美转型和快速升级。
(作者单位:普安县农村公路管理局)
关键词:公路桥梁;加固改造;基本原理
一、引言
当前,我国桥梁的现状是:修建于各个时期的不同设计荷载的桥梁共同处于使用状态,有不少设计荷载偏低的桥梁担负着日益繁重的交通运输任务。随着时间的推移,旧桥、病桥、危桥的数量将不断增多,这种桥梁将不同程度存在着各种病害、问题,如何对这些桥梁进行加固、改造已是一项非常庞大的重要的工程。因此如何通过对旧危桥的维修、加固、改造,使其恢复或提高承载力,确保交通运输的安全是目前和今后面临的任务。
二、加固改造设计基本原则
(一)确定加固方案前必须对老桥进行科学的鉴定分析,确保拟利用桥梁构建处于弹性工作状态,区别疲劳构件。
(二)收集原设计资料并进行必要的地基勘探,结合现场调查,以区别原桥是否按图施工及有無设计图。
(三)进行桥梁基础复核计算时,对于多年来受破坏的旧桥基础,可考虑其承载力的提高,承载力一般以1.5倍左右考虑。
(四)针对桥梁拓宽部分,严格控制地集重力,减小对原桥基础产生附加应力。
三、桥梁加固改造的基本原理
旧桥加固是一种借加大或修复桥梁构件来提高局部或整体桥梁承载能力的措施。因此桥梁加固工作一股以不更改原建筑形式为原则,实际上随着时间的推移,旧桥加固是一项经常性的工程,所有桥梁应定期进行检查、维修、加固。旧桥改造是对桥梁的某些构件进行更换或改变原桥梁的结构体系,或对部分结构拆除重建,一般是采取仅加固仍不能足以适应交通运愉的需要,或有些构件严重损坏不能修复加固,则须进行改造。旧桥重建,是完全失去通行能力,或不能满足交通量的需要,对旧桥全部拆除,重新设计建造新的桥梁。综上所述,桥梁加固改造的基本原理:
(1)通过结构性能改变以达到承载力的提高:
(2)铜鼓调整内力的分布,相对提高结构承载力。
四、桥梁结构的裂缝处理
混凝土結构的桥梁,裂缝是很普遍的病害,甚至预应力结构有些部位都会出现裂缝。当桥梁使用较长时间,由于各种外晃因素、内部原因共同影响,一般都会出现裂缝。结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,也就意味着有效受力截面变小,结构应力增大,承载能力降低。所以必须针对不同情况对裂缝进行处理。无论采用何种加固方法,只要是利用了原有结构,首先应对旧桥利用部分进行裂缝修补。钢筋混凝土构件中,受拉钢筋的应变总是大大超过混凝土的极限拉伸应变,所以裂缝的发生也是不可避免的。按耐久性要求,如果裂缝细小,裂缝宽度已达稳定,且开裂处不易受雨水浸渗,不易受腐蚀,不在继续发展,且对结构的强度没有明显影响时,可不做处理。如果裂缝宽度
(一)表面抹灰修补裂缝
采用水泥浆、水泥砂浆、环氧基液及环氧砂浆等材料涂抹在裂缝部位的混凝土表面进行修补。
(二)表面喷浆修补裂缝
喷浆修补是在经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且高强度的水泥砂浆保护层来封闭裂缝。根据裂缝的部位、性质、维修要求与条件,可分别采用无钢筋素喷浆、挂网喷浆等修补方法。
(三)压力灌浆修补裂缝
压力灌浆是通过施加一定的压力,将某种浆液灌入结构物内部裂缝中去,以达到修补裂缝,恢复并提高结构强度、耐久性和抗渗性能的一种修补方法。压力灌浆根据灌浆材料的不同可分为:水泥灌浆、沥青灌浆和化学灌浆。不同的灌浆液其用途、功效也不相同。桥梁结构裂缝修补采用较多的是化学灌浆。
五、强化加固技术,提高加固质量
(一)危桥上部的混凝土加固
对于危桥上部的混凝土加固具有不同的方式。一是补强加固法,先对混凝土危桥面进行凿除以增加起平整度,然后在梁顶上面铺一层钢筋混凝土,增加主梁高度,改善桥梁荷载分布,从而达到增强桥梁承载能力的目的。二是截面、配筋增大加固法,这种加固法主要用于增强旧危桥梁的刚度、强度、稳定性以及提高配筋率。三是锚喷砼加固法,这主要是利用高速喷射装置,向钢筋网上喷射新砼混合料,凝结后就是钢筋混凝土,能大大提高危桥承载能力。四是粘贴钢板加固法,由于承受过大的交通压力,遭受严重的腐蚀,桥梁会出现横向裂缝,此时可以利用钢板粘贴进行加固处理从而增强其整体功能。五是增设纵梁加固法,这一方法主要用于墩台地基具有足够的安全性和承载能力的情况下,通过增设纵梁来分解原桥梁的荷载,以保护整个桥梁。
(二)危桥下部的混凝土加固技术
对于危桥下部的混凝土加固有以下方式:一是扩基加固技术,即通过扩大危桥的基础来达到加固的目的。这一方式主要应用于危桥的基础承载性能较低、埋深不够的情况下。二是增加桩基技术,主要用于桥梁的墩台基底存在软层或墩台出现沉陷的情况,通过在桩基周围增加钻孔灌注桩来保证桥梁的稳定性和承载力。三是钢筋混凝土套箍技术,主要用于危桥埋深不够且施工质量不达标而使墩台出现开裂的加固。四是辅助挡土墙技术,在桥台倾斜时,修建挡土墙,以承担来自台背的水平压力。五是拓墩加固技术,在墩台盖梁上进行加宽设置,为上部设备的安装提供便利,达到加固目的。
(三)危桥加固中混凝土塞缝灌浆法
混凝土塞缝灌浆法是混凝土危桥加固改造中一种综合处理方式,是指将按一定比例配制的水泥和环氧树脂砂浆通过喷浆机注入到危桥缝隙内,达到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀和增加桥梁强度的目的。首先用1:1水泥砂浆勾缝,勾缝时须预留一定灌浆孔,裂缝宽处孔距为0.6~1.0m,裂缝小处孔距为0.4~0.6m。钢筋混凝土桥梁的裂缝较小,用环氧树脂勾缝。这种方式操作简易,效果明显,在危桥加固中值得推广应用。
六、结语
在实际的混凝土危桥的加固过程中,不能单纯采用一种方式,多种方法的综合会取得更明显的效果,所以施工工作人员要全面深入掌握多种混凝土危桥加固处理方式,以便在实际工作中能够灵活变通。此外,路桥主管部门必须在进行危桥加固之前做好相关准备工作,明确加固改造思路,掌握危桥检测及加固方法,采取科学的加固技术,为危桥的加固改造奠定坚实基础,从而提高危桥加固的质量以保证安全正常的交通生活。有效高质的危桥加固,不仅可以确保正常的出行生活,也会增加企业的经济效益和社会效益,实现桥梁领域的完美转型和快速升级。
(作者单位:普安县农村公路管理局)