1.服役橋維修加固的特點(diǎn)

與新建橋梁工程相比,服役橋的維修加固施工有不少特點(diǎn)。首先,維修加固的標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)時所采用的標(biāo)準(zhǔn)往往會有不同。由于服役有建筑物的存在,以及未來使用年限要求的不同,橋梁加固或改建的標(biāo)準(zhǔn)不可能與設(shè)計(jì)時所采用的標(biāo)準(zhǔn)完全相同。比如,服役橋的荷載等級假設(shè)是汽車-13級,而經(jīng)加固后,其荷載等級可能會提高[1]。故應(yīng)在保證行車安全的前提下,根據(jù)使用要求和耐久性要求的具體情況,正確地掌握和提出加固或改建的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。其次,維修加固工作的難度要比新建時大。維修加固橋梁建筑物的工作必須在不妨礙交通的條件下進(jìn)行,因此,往往會增加不少困難。即使會使施工產(chǎn)生困難,也必須盡量照顧交通。為此,在橋梁維修加固工作中,應(yīng)從設(shè)計(jì)上和施工組織上采取有效措施,盡量減少對交通的影響。再者,橋梁的維修加固工作應(yīng)充分利用原有結(jié)構(gòu)。橋梁的維修加固,應(yīng)在對原有結(jié)構(gòu)作周密、細(xì)致檢查評定的基礎(chǔ)上,合理利用原有結(jié)構(gòu),能不更換原有結(jié)構(gòu)的就不更換,能充分利用服役橋的,要充分利用

2.橋梁加固的工作內(nèi)容及步驟

2.1橋梁加固的工作內(nèi)容

橋梁加固與改建工作的主要內(nèi)容:對發(fā)生重大病害和不能滿足運(yùn)輸要求的橋涵設(shè)備徹底進(jìn)行整治加固、改善和更新。目的是恢復(fù)原有橋梁建筑物的整體使用效能和延長使用年限;提高原有橋梁建筑物的荷載等級和通過能力。橋梁加固與改建工作的主要內(nèi)容有:

對服役橋上部構(gòu)件進(jìn)行加固;對服役橋下部構(gòu)件進(jìn)行加固;拓寬橋梁的行車道或人行道;升高橋梁上部構(gòu)造的高度;更換橋梁行車道路面或引橋路面的結(jié)構(gòu);部分或全部更換橋梁損壞或破服役了的結(jié)構(gòu)物。

橋梁的加固與改建工作,應(yīng)充分利用原有的部分,凡能加固的,則不宜改建。如能部分改建的,則不應(yīng)全部改建。

2.2橋梁加固的工作步驟

對服役橋進(jìn)行維修加固,一般可采用如下的步驟:

(1)檢查橋梁現(xiàn)狀及損壞情況;

(2)調(diào)查橋梁歷史技術(shù)資料及現(xiàn)有交通狀況;

(3)提出維修加固或改建方案并進(jìn)行分析比較;

(4)確定方案并付諸實(shí)施,即進(jìn)行維修加固或改建施工。

3.橋梁加固的原則及方法

3.1橋梁加固的原則

(1)橋梁加固是一種借加大或修復(fù)橋梁構(gòu)件來提高局部或整座橋梁承載能力或通過能力的措施。因此,橋梁加固工作一般以不更改原建筑形式為原則,只有在復(fù)雜的情況下,才更改其結(jié)構(gòu)。

如僅加固仍不足以適應(yīng)交通運(yùn)輸?shù)男枰仨氝M(jìn)行重建橋梁的一部或全部時,則重建橋梁需考慮到將來的發(fā)展,并按現(xiàn)行橋梁設(shè)計(jì)及施工規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工。

(2)橋梁加固可以有各種不同的方式,視服役橋的情況,承載能力的減弱程度以及今后的任務(wù)而變。橋梁的加固一般有如下幾種[2]:

1)擴(kuò)大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面,以提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。

2)以新的結(jié)構(gòu)代替服役的應(yīng)力不夠的結(jié)構(gòu)。

3)改變原結(jié)構(gòu)的受力體系,使原結(jié)構(gòu)減少受力。

4)對原結(jié)構(gòu)施加外應(yīng)力(如預(yù)應(yīng)力),以改變原結(jié)構(gòu)的受力圖形,達(dá)到提高橋梁剛度和強(qiáng)度的目的。

(3)采用擴(kuò)大或增加橋梁構(gòu)件截面的方法進(jìn)行加固時,應(yīng)特別注意新加部分與原有部分的結(jié)合,使其成為一個整體起到加固作用。

(4)不管采用何種加固方案,都應(yīng)考慮投資少、功效快、不中斷交通、技術(shù)上可行、有較好的耐久性等方面的要求。3.2橋梁加固的主要方法

3.2.1擴(kuò)大或增加構(gòu)件截面法

(1)橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法

通過一定的工藝和結(jié)構(gòu)措施,在梁頂面(橋面)上加鋪一層鋼筋混凝土面層,使其與原有主梁形成整體,達(dá)到加厚主梁高度和增大梁的抗壓截面的目的,以提高橋梁的承載能力。其特點(diǎn)是:

1)施工簡便,亦較經(jīng)濟(jì),但加鋪梁面層后,靜載增加,承載能力提高不顯著;

2)施工需鑿除原有橋面鋪裝,同時考慮到新服役混凝土相結(jié)合,新澆混凝土的干燥收縮影響等,尚需設(shè)置連續(xù)鋼筋和鋼筋網(wǎng)等;

3)此法利于在抗壓截面較小的場合使用;

4)澆筑后混凝土須經(jīng)養(yǎng)護(hù),故必須對交通加以限制。

(2)增大梁截面和配筋加固法

在橋底或側(cè)面,加大鋼筋混凝土截面(增配主筋),使梁抗彎截面加大,提高梁的承載能力,其特點(diǎn)是:

1)為加強(qiáng)新服役混凝土的結(jié)合,需對服役梁面鑿毛工作,操作麻煩、鑿除工作量大,常需在橋下搭設(shè)腳手架;

2)對T形梁有采用底面及側(cè)面同時加大,以及底部馬蹄形加大兩種加固形式;

3)加固效果顯著,適用于梁橋及拱橋?qū)叭Φ募庸獭?/p>

(3)鋼板粘貼或增設(shè)其他鋼梁,以作成組合梁的加固法

用環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑,將鋼板(或槽鋼)粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位,使其與結(jié)構(gòu)形成整體,以鋼板代替鋼筋作用,提高梁的承載能力,其特點(diǎn)是:

1)不需要破壞被加固的原有結(jié)構(gòu)物;

2)加固工程幾乎不增大原結(jié)構(gòu)的尺寸;

3)盡管工程質(zhì)量要求很高,但施工時并不要求高級的專門技術(shù)人員操作;

4)能在短期內(nèi)完成加固工程;

5)幾乎可以不改變具有歷史價值建筑物的原有藝術(shù)特點(diǎn)。

(4)粘貼炭纖維布加固法

碳纖維是一種高新材料,它有著優(yōu)異的力學(xué)性能,是在幾千度的高溫下經(jīng)特殊工藝制造出的一種高科技產(chǎn)品。用環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑,將炭纖維粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位,使其與結(jié)構(gòu)形成整體,以炭纖維布代替鋼筋作用,提高梁的承載能力,其特點(diǎn)是[1]:

1)優(yōu)異的力學(xué)性能?捎行(yīng)用于多種形式的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng),包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風(fēng)、控制裂縫和撓度的擴(kuò)展等等;

2)優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性。碳纖維片具有極強(qiáng)的抗酸、堿、鹽、紫外線和防水能力,具有足夠的適應(yīng)氣溫變化的能力,外加防火涂料后可以有效地防火。因此,可以大大增強(qiáng)結(jié)構(gòu)對惡劣外部環(huán)境的適應(yīng)能力,延長構(gòu)件壽命;

3)材料本身質(zhì)輕高強(qiáng)?梢圆辉黾咏Y(jié)構(gòu)體積和不改變結(jié)構(gòu)外形,增加的結(jié)構(gòu)重量可以忽略,便于用所需的色彩涂裝,而不留補(bǔ)強(qiáng)痕跡,這是其他方法不可比擬的;

4)施工工序簡單。可用小型電動工具操作,工種少,用工少,工期短,進(jìn)度快,更有資料表明能在持續(xù)交通有震動的情況下施工,而不影響補(bǔ)強(qiáng)效果,從而大大縮短施工斷交的時間,具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

3.2.2改變結(jié)構(gòu)體系法

(1)增設(shè)縱梁法

在墩臺地基安全性能好、并有足夠承載能力的情況下,可增設(shè)承載力高和剛度大的新縱梁。當(dāng)基礎(chǔ)承載力不足時,必須對基礎(chǔ)采取加固措施。新增主梁與服役梁連接,共同受力,從而達(dá)到提高橋梁承載力的目的。當(dāng)新增主梁位于兩側(cè)時,則兼有加寬的作用[3]。

(2)增設(shè)立柱或橋墩,使簡支變連續(xù),或改橋?yàn)楹母淖兘Y(jié)構(gòu)體系法

通過改變橋梁結(jié)構(gòu)體系,如在簡支梁下增設(shè)支點(diǎn)(墩臺),縮短橋跨,或把相鄰兩跨簡支梁加以連接,從而使簡支梁變成連續(xù)梁。對于小橋,還可采用改橋?yàn)楹男问,來提高橋梁的承載能力。前者,一般為臨時通過重車的應(yīng)急措施,后者則必須視通航及排洪灌溉而定。

隨著我國公路交通運(yùn)輸事業(yè)的蓬勃發(fā)展,新建橋梁不斷涌現(xiàn),而原有橋梁也在不斷地老化。服役橋的加固是一項(xiàng)具有現(xiàn)實(shí)意義而又復(fù)雜的工作,它所需要考慮的因素及涉及到的問題很多,從某種意義上,無論是技術(shù)改造方案的擬定與設(shè)計(jì)計(jì)算,還是技術(shù)改造的具體實(shí)施,都是值得人們不斷地去研究的方向。

摘要:本文首先闡述了服役橋維修加固的特點(diǎn),然后總結(jié)了服役橋維修加固的內(nèi)容及原則,最后對服役橋維修加固的方法進(jìn)行了比較分析,對服役橋維修加固的選擇具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞:服役;橋梁;加固

參考文獻(xiàn):

[1]楊文淵,橋梁維修與加固[M],人民交通出版社,1997年

[2]李有豐,橋梁檢測評估與補(bǔ)強(qiáng)[M],機(jī)械工業(yè)出版社,2003年

[3]李亞東,既有橋梁評估方法[J],鐵道學(xué)報(bào),1997年

[4]張書廷,服役橋評定和現(xiàn)有橋梁承載力的探討[J],國外公路,1984年