摘要：日前我國(guó)公路交通事業(yè)發(fā)展迅猛，很多公路橋梁都需要進(jìn)行橋梁維修和加固，這樣在節(jié)約資源和資金的基礎(chǔ)上不僅提高了行車的安全性，而且提高了公路橋梁的使用壽命，所以公路橋梁的維修加固技術(shù)對(duì)保證橋梁的安全運(yùn)行至關(guān)重要。本文對(duì)橋梁加固技術(shù)中的被動(dòng)加固技術(shù)的特點(diǎn)展開了一定的論述。
關(guān)鍵詞：橋梁缺陷；被動(dòng)加固；被動(dòng)加固技術(shù)的特點(diǎn)
中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013）
1. 引言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速的發(fā)展，重載交通迅猛增加，公路橋梁養(yǎng)護(hù)加固任務(wù)越來(lái)越繁重。對(duì)于一些舊橋，由于受到當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件的限制，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)較低。加之有些公路橋梁所處的外部環(huán)境較惡劣，所以很多公路橋梁在使用中產(chǎn)生了不同程度的病害，急需進(jìn)行加固。橋梁加固不僅可以提高橋梁的使用時(shí)間，而且在節(jié)省資金的基礎(chǔ)上，提高了社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益，并在一定程度上減少了交通事故的發(fā)展。所以說(shuō)公路橋梁加固是非常必要的。
2．加固技術(shù)分類
公路橋梁的薄弱構(gòu)件對(duì)其加固的方法很多，但從工作的原理進(jìn)行劃分，可以分成兩大類，即主動(dòng)加固和被動(dòng)加固。主動(dòng)加固一般是指預(yù)應(yīng)力的加固，通過(guò)后預(yù)應(yīng)力筋主動(dòng)的受力，依靠預(yù)加力來(lái)產(chǎn)生反向的彎矩，進(jìn)而達(dá)到改善原橋梁應(yīng)力狀態(tài)的目的和效果，對(duì)其薄弱的構(gòu)建進(jìn)行有效的增強(qiáng)和加固。被動(dòng)加固一般是指在受拉區(qū)域直接粘貼一些鋼板或是其他類型的高強(qiáng)度的復(fù)合纖維，來(lái)達(dá)到相應(yīng)的加固效果，對(duì)被動(dòng)受力進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，對(duì)材料進(jìn)行加固。以下主要論述橋梁加固技術(shù)中的被動(dòng)加固技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。
3．公路橋梁被動(dòng)加固技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用
常見的公路橋梁被動(dòng)加固技術(shù)主要有粘貼鋼板加固法、粘貼鋼筋加固法、粘貼高強(qiáng)復(fù)合纖維加固法以及粘貼玻璃鋼加固法。
3.1粘貼鋼板加固法
采用環(huán)氧樹脂等系列粘貼劑將鋼板粘貼在結(jié)構(gòu)物的受拉邊緣或薄弱部位，使之與原結(jié)構(gòu)物形成整體共同受力，以提高其強(qiáng)度，改善原結(jié)構(gòu)的鋼筋及混凝土的應(yīng)力狀態(tài)，限制裂縫的進(jìn)一步發(fā)展，從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)、提高承載能力。此法加固的特點(diǎn)主要有：不需要破壞被加固的原有結(jié)構(gòu)物；加固工程幾乎不增大原有結(jié)構(gòu)物的尺寸；盡管工程質(zhì)量要求較高，但是施工時(shí)并不要求高級(jí)的專業(yè)技術(shù)人員操作；能在短期內(nèi)完成加固工程；幾乎可以不改變具有歷史價(jià)值建筑的原有藝術(shù)特點(diǎn)；施工工藝簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量容易控制。
應(yīng)用：在梁底板粘貼鋼板加固可以提高梁的抗彎能力；在梁腹粘貼斜向鋼板，此法可以使鋼板與混凝土受力，提高梁的整體剛度和抗剪強(qiáng)度；在牛腿處或靠近支座主梁梁腹粘貼鋼板，可提高橋梁的整體剛度；當(dāng)橋面底板破損，可在底板部粘貼鋼板，補(bǔ)強(qiáng)受拉部位，并與原面板形成整體，以對(duì)橋面板的鋼筋不足予以補(bǔ)強(qiáng)，防止橋面板混凝土的脫落。
3.2粘貼鋼筋加固法
當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度較低，受拉部位產(chǎn)生裂縫時(shí)，為了加強(qiáng)抗彎構(gòu)件外纖維的抗拉能力可以采用在受拉部位粘貼鋼筋的方法對(duì)橋梁進(jìn)行加固。該法通過(guò)把鋼筋粘貼在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的表面，使之與結(jié)構(gòu)形成整體，從而取得提高構(gòu)件的抗彎、抗剪能力，以及減少裂縫擴(kuò)展的效果。粘貼鋼筋法的特點(diǎn)主要有：施工簡(jiǎn)便，加工成型容易；加固施工周期短、消耗材料少；錨固牢靠方便；與橋梁構(gòu)件粘附性能好、加固效果直接；加固部位可視設(shè)計(jì)構(gòu)造的需要靈活設(shè)置等特點(diǎn)。例如當(dāng)拱橋的拱肋出現(xiàn)超過(guò)規(guī)范寬度的裂縫視情況可以在拱肋處粘貼鋼筋，在梁橋中也可以用粘貼鋼筋方法進(jìn)行加固。
3.3粘貼高強(qiáng)復(fù)合纖維加固法
工程材料的進(jìn)步及新材料的出現(xiàn)，歷來(lái)是橋梁加固工程發(fā)展的先驅(qū)和動(dòng)力。碳纖維等纖維復(fù)合材料的出現(xiàn)成功地應(yīng)用于橋梁的加固與補(bǔ)強(qiáng)，使橋梁加固技術(shù)更上一個(gè)臺(tái)階，纖維加固法被視為梁式橋加固補(bǔ)強(qiáng)、提高承載能力，尤其是當(dāng)高度受限制時(shí)的首選加固方法。高強(qiáng)復(fù)合纖維加固技術(shù)與其他加固技術(shù)相比具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)方面：高強(qiáng)復(fù)合纖維質(zhì)量輕且較薄，構(gòu)件經(jīng)過(guò)加固補(bǔ)修后不會(huì)使原結(jié)構(gòu)的自重增加的，也就不會(huì)使建筑物的使用空間減少，即建筑物的自重和體積都不會(huì)改變。（2）施工方面：在進(jìn)行加固過(guò)程中，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和延性的提高可以將高強(qiáng)復(fù)合纖維的特點(diǎn)充分利用起來(lái)，從而將其受力性能進(jìn)行改善，實(shí)現(xiàn)加固的目的。（3）使用方面：高強(qiáng)符合纖維加固技術(shù)，不會(huì)對(duì)原結(jié)構(gòu)形狀和原結(jié)構(gòu)外觀產(chǎn)生影響，可以應(yīng)用于很多結(jié)構(gòu)的建筑物中。高強(qiáng)復(fù)合纖維本身具有良好的耐腐蝕性和耐久性，可以增強(qiáng)橋梁的耐腐蝕性，所以一般情況下采用高強(qiáng)復(fù)合纖維加固技術(shù)加固的公路橋梁，其本身保護(hù)作用很強(qiáng)。
3.4粘貼玻璃鋼加固法
傳統(tǒng)的加固法如加大截面法、預(yù)應(yīng)力加固法、粘鋼法等，雖然對(duì)改善結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度及抗震性能起到了一定的作用，但它們也存在自重大、抗腐蝕性能差、施工復(fù)雜、周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。隨著復(fù)合材料的出現(xiàn)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外一些交通部門增強(qiáng)塑料（玻璃鋼）作為橋梁的加固補(bǔ)強(qiáng)材料。具體說(shuō)來(lái)是把玻璃纖維為增強(qiáng)材料，以玻璃纖維和合成樹脂為原料制成玻璃鋼合成為板材，通常情況下是在構(gòu)件表面用環(huán)氧樹脂粘貼無(wú)堿無(wú)捻方格玻璃布形成玻璃鋼作為橋梁結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)層，但由于玻璃鋼的彈性模量比較低，因而在粘貼玻璃鋼時(shí)，常在中間粘貼Φ6mm的高強(qiáng)鋼絲進(jìn)行加筋。理論分析和試驗(yàn)表明 ,粘貼復(fù)合材料玻璃鋼加固混凝土梁 ,能有效提高混凝土梁的抗彎承載能力。比起粘鋼法，它除具備粘鋼法的一些優(yōu)點(diǎn)外，還具有輕質(zhì)高強(qiáng)且可調(diào)，耐腐蝕，抗?jié)B性能好，應(yīng)用靈活，造價(jià)便宜。粘貼玻璃鋼法適用于梁、板、等補(bǔ)強(qiáng)加固。
4. 被動(dòng)加固法理論計(jì)算
在具體的理論計(jì)算過(guò)程當(dāng)中，需要注意多方面的問題。如采用粘貼鋼板法加固橋梁時(shí)，首先認(rèn)為鋼板與被加固構(gòu)件組成的截面仍然適合平面假定理論（實(shí)際鋼板與被加固構(gòu)件之間會(huì)產(chǎn)生一定的滑移）。其次計(jì)算其作用效應(yīng)時(shí)宜按二個(gè)階段來(lái)。包括：（1）粘貼鋼板加固前，構(gòu)件上的荷載包括其自重在內(nèi)的實(shí)際恒載以及其他施工荷載；（2）粘貼鋼板加固后，構(gòu)件上的荷載包括其自重在內(nèi)的實(shí)際恒載以及使用階段的可變荷載（如汽車荷載）。
5. 結(jié)束語(yǔ)
橋梁加固方法很多，應(yīng)根據(jù)橋梁缺陷及病害選擇合理的被動(dòng)加固方法。隨著新材料、新材料、新技術(shù)、新工藝的發(fā)展，橋梁加固方法也在不斷改進(jìn)和完善。需要廣大橋梁工程技術(shù)人員在橋梁加固方面以科學(xué)的態(tài)度扎實(shí)的工作，堅(jiān)持不斷創(chuàng)新，為我國(guó)公路橋梁加固貢獻(xiàn)自己的才智與力量。
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