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桥梁维修加固技术

2014-12-25杨艳梅

城市建设理论研究 2014年37期
关键词:加固技术桥梁

杨艳梅

摘要: 近年来,随着经济社会的发展,公路运输车辆向大型化、 拖挂化、 集装箱化方向发展。 受利益驱动,公路上行驶的超限超载运输车辆逐年增多,造成严重的社会危害。桥梁是现代城市化建设中的重要基础设施,它具有极强的社会公共性。越来越多的桥梁不适应现阶段交通的需要,桥梁的加固和维修是解决这个问题的主要方法之一。

关键词: 桥梁; 加固技术; 桥梁维修

中图分类号:K928文献标识码: A

一、常见的桥梁问题

各种桥梁病害随着运营时间会逐渐显现,但是在桥梁运营初期很多内部的病害并不能直接显现,难以早期发现。无损检测作为早期评定桥梁运营状态的一种技术手段,可以检测混凝土内部裂隙和钢筋的状态,此时期的修补以简单修补为主要手段。各种严重问题也会随之出现,主要有以下几种:表面缺陷,内部缺陷,结构裂缝,桥梁构件及附属设施出现损伤。

二、桥梁维修加固原则

1. 根据不同桥梁的结构和材料特点,在成本可控的前提下,采用不同的加固维修方法,更换或修复损坏的桥梁构件,使桥梁整体恢复到原有的设计承载能力,保证桥梁的设计使用寿命。

2. 对一些通过加固维修不能恢复原有设计承载能力但又必须继续使用的桥梁,要确定好加固后桥梁的实际荷载等级和桥梁的剩余使用寿命。

3. 一般情况,不宜通过桥梁加固提高原有桥梁的设计承载能力;也不宜通过桥梁加固改变桥梁的结构受力体系。

4. 用于桥梁加固维修的材料必须通过国家权威检测机构检测认证、各项性能指标满足现行规范和设计要求。

三、实施桥梁维修加固的重要意义

1.有效确保正常的交通运输

桥梁是道路运输不可分割的一部分,因此实施桥梁维修加固能够有效确保正常的交通运输。桥梁出现问题后,大都会使路面出现路段沉降、路表裂缝及桥头跳车等现象,同时严重影响到正常的行车质量,甚至会对人们的安全出现带来不可小觑的威胁,因此相关部门应充分重视桥梁的维修加固工作,以保证道路正常的交通运输。

2.延长桥梁的使用寿命

桥梁运营期间一旦出现问题,应及时采取相应的措施对其进行维修加固,否则将大大缩短桥梁的使用寿命,所以加强桥梁维修与加固可有效延长桥梁的使用寿命。一般桥梁建设属一项耗时长、耗资金且又耗人力的复杂工程项目,对出现问题的桥梁进行相应的维修加固可有效避免桥梁问题的继续恶化,从而切实的延长桥梁的使用寿命,为国家节省大量的人力、物力及财力。

四、桥梁加固与维修的常用技术方案和处置方法

常用的加固改造技术方案有:减轻桥梁恒载、加固临界构件、替换更新构件、改善原结构受力体系等方法,以达到增大桥梁承受活载的能力,维系桥梁体系的健康运行,改善原桥梁服务性能和延长现有结构使用寿命,也都起着重要作用,其常见的处置方法如下:

1.增大构件截面加固法

增大构件截面加固法又称外包混凝土加固法,它是增大构件的截面和配筋,用以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性,也可用来修补裂缝等,适用于梁式桥和拱式桥。

2.粘贴(钢板、碳纤维、锦纶纤维)加固法

粘贴加固法即粘钢法,粘钢法加固桥梁一般采用环氧树脂或建筑结构胶将钢板、钢筋或玻璃钢等抗拉强度高的材料粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉缘或薄弱部位,使之与原结构物形成整体共同受力,以提高其刚度,改善原结构的钢筋及混凝土的应力状态,限制裂缝的进一步发展,从而达到加固补强、提高桥梁承载能力的目的。

3.体外预应力加固法

对于钢筋混凝土或预应力混凝土梁或板,采用对受拉区施以体外预应力加固,可以抵消部分自重应力,起到卸载的作用,从而能较大幅度地提高梁的承裁能力。体外须应力加固法优点是:

3.1在自重增加很小的情况下,能够大幅度改善和调整原结构的受力状况,提高承重结构的刚度、抗裂性能;

3.2由于承重结构自更增加小,故对墩台及基础受力状况影响很小,可节省对墩台及基础的加固;

3.3对桥梁营运影响较小,可在不限制通行的条件下加固施工;

3.4预应力加固法既可作为桥梁通过重车的临时加固手段,又可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施

五、桥梁附属构筑物的维修加固

1. 桥面铺装层的维修整治

桥面铺装病害,分析其原因为原桥铺装层过薄、铺装中未设钢筋网或含筋量过小、铺装与桥板间存在夹层、铰缝中无钢筋或混凝土浇筑不密实等原因。桥面铺装为车辆的直接作用层,它的质量优劣不仅影响到行车的舒适性,而且直接影响到整个桥梁的寿命长短,所以对桥面铺装的作用及保持其使用状况的完好一定要加以注意。

桥面铺装分为沥青混凝土和水泥混凝土两种形式。对于沥青混凝土的病害形式主要为裂缝和坑槽两种形式,这都可以通过灌缝、挖补等日常手段加以维修。对于水泥混凝土层它直接影响到车辆荷载的分布状况,它出现病害除可以按照沥青混凝土的修补方法加以处理外,最有效的方法为彻底翻修。但在设计及施工中应注意以下几点:(1)铰缝应彻底剔除,保证桥板间横向联系的紧密性。(2)铺装层钢筋最好不低于Ф12螺纹钢,钢筋间距不大于20CM。(3)浇筑铺装层前务必将桥面清扫彻底,决不能在铺装层和桥板间形成夹层。(4)桥面铺设钢筋网时在钢筋网下预留保护层厚度混凝土。防止铺装层上部形成素混凝土。

2. 桥面伸缩缝的维修整治

由于伸缩缝装置设置在梁端上相对比较薄弱的部位,加之伸缩缝装置的性能及连结件等不尽完善,因此在车轮荷载反复作用下,伸缩缝极易发生损伤。如果伸缩缝出现损伤,将带来很多不利的影响,例如,增加交通事故、出现漏水现象、行车条件恶化、增加噪音等,甚至还会导致桥梁主体结构损坏的严重后果。因此,需要对桥面伸缩缝经常进行维修整治,从而保证桥梁额正常使用。伸缩缝装置不应被认为是第二位的构件,而应作为桥梁的主体结构,从设计到施工都必须认真地对待,对于养护管理则应及时进行修补、改善与更换。

对于桥梁伸缩缝的维修有几个重点需要注意:(1)在桥面铺装层容易出现车辙的不平处,需要特别注意在铺筑材料的时候不应出现高低差。(2)将原来的混凝土铺装凿除的时候,不应对伸缩缝两侧的桥面板混凝土何钢筋造成损伤。(3)当原伸缩缝装置的锚固钢筋等损坏、松动或无锚固钢筋需增设时,应先凿出锚孔或槽口后再安设钢筋等锚固件。

3. 桥梁支座的维修加固

支座是桥梁上、下部结构的连接点。其作用是将上部结构的荷载(包括恒载和活载)顺适、安全地传递到桥梁墩台上去,同时要保证上部结构在支座处能自由变形(转动或移动),以便使结构的实际受力情况与计算简图相符合。因此,对桥梁支座要正确设置,并经常注意保养维修,对其损坏部分要进行修补加固。

桥梁支座的作用不能充分发挥时,将会使桥梁上、下部结构受到不利的影响,也容易对结构物造成重大障碍,因此,必须经常注意进行养护维修,发生损坏时要及时地制定维修加固计划,给予修补。支座的维修加固,由于工期要求较短,是在施工较为因难的部位,应充分研究所采用的维修加固措施及所采用的材料机具设备等,以便能够迅速可靠地进行修补。

六、结论

在几十年的摸索中,我国桥梁加固维修积累了一定经验。桥梁的加固维修可以使用单一的方法也可以几种方法组合使用,需要根据桥梁加固的原因和特点,制定详细的技术方案,提高了桥梁的安全性能的同时又降低了建新桥成本。如碳纤维材料等新材料的应用对桥梁加固维修技术起到了促进作用,同时也降低桥梁加固维修成本和难度,在实践中得到了广泛应用。

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