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摘要:文章中 簡(jiǎn)單的介紹了幾種現(xiàn)行的加固現(xiàn)代橋梁的幾種技術(shù)。
關(guān)鍵詞:橋梁檢測(cè), 橋梁加固
橋梁作為交通運(yùn)輸?shù)臉屑~,直接影響著交通的流量和荷載。當(dāng)它投入使用一定時(shí)間后,往往由于設(shè)計(jì)的局限和施工的欠缺,使其難以適應(yīng)日益繁重的交通量,而且隨著運(yùn)輸設(shè)備的高速發(fā)展和車輪負(fù)載的不斷增長(zhǎng),使橋梁常常處于超負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài),從而逐步成為交通運(yùn)輸線上的“瓶頸”。如果不及時(shí)采取有效的維修加固措施,輕則要限速減載,影響通行能力,重則造成運(yùn)輸中斷,因此成為困擾市政、公路、鐵路等有關(guān)部門的一大難題。為此,本文針對(duì)橋梁在處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)時(shí)成為交通運(yùn)輸?shù)?ldquo;瓶頸”這一難題,剖析橋梁缺陷成因,存在問(wèn)題的部位和主要解決的問(wèn)題,提出必要的技術(shù)方法和相關(guān)的新材料
橋梁檢測(cè)常用方法
一 橋梁檢測(cè)是對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)物直接測(cè)試的一項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作。它包括常規(guī)檢測(cè)和荷載實(shí)驗(yàn),其主要任務(wù)是通過(guò)有計(jì)劃地對(duì)結(jié)構(gòu)物加載后的性能進(jìn)行觀測(cè)和對(duì)測(cè)量參數(shù)(如位移、應(yīng)力、振幅、頻率等)進(jìn)行分析,以便了解橋梁實(shí)際工作狀態(tài),對(duì)結(jié)構(gòu)物的工作性能做出評(píng)價(jià)以及對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和使用條件做出正確估計(jì),并為橋梁加固提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)在使用期間,由于受到各種因素的影響,會(huì)出現(xiàn)各種各樣的損傷,對(duì)橋梁進(jìn)行經(jīng)常性檢查(一般檢查)、定期檢查(基本檢查)和特殊檢查(專門檢查)是非常必要的。它對(duì)維護(hù)橋梁、及早發(fā)現(xiàn)、及時(shí)修補(bǔ)起到極其重要的作用。橋梁檢測(cè)目前常用的方法有:無(wú)破損檢測(cè)法、半破損檢測(cè)法、半破損與無(wú)破損的綜合使用法及荷載試驗(yàn)。這三項(xiàng)是對(duì)混凝土強(qiáng)度、內(nèi)部缺陷等的檢測(cè)。一般來(lái)說(shuō),混凝土梁的無(wú)損檢測(cè)包括完整性和強(qiáng)度檢測(cè)兩部分,近年來(lái),混凝土梁的無(wú)損檢測(cè)并無(wú)新方法出現(xiàn)或新的重大突破,還是以傳統(tǒng)測(cè)試混凝土強(qiáng)度的回法、超聲法為主。而荷載試驗(yàn)是對(duì)橋梁整個(gè)結(jié)構(gòu)特性及承載能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的一項(xiàng)檢測(cè)。荷載試驗(yàn)包括靜力荷載試驗(yàn)和動(dòng)力荷載試驗(yàn)。靜力荷載試驗(yàn)是將靜止的荷載作用于橋梁上的指定位置,以便能夠測(cè)試出結(jié)構(gòu)的靜應(yīng)變、靜位移以及裂縫等,從而推斷橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作狀態(tài)和使用能力的試驗(yàn)。一般進(jìn)行的分析評(píng)定工作主要包括對(duì)結(jié)構(gòu)工作狀況的評(píng)定、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性、地基與基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)的剛度要求、裂縫等。橋梁動(dòng)力荷載試驗(yàn)是指采用動(dòng)力荷載,如行駛的汽車荷載或其他動(dòng)力荷載作用于橋梁結(jié)構(gòu)上,以測(cè)出結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性,如振動(dòng)變形,從而判斷出橋梁結(jié)構(gòu)在動(dòng)力荷載下受沖擊和振動(dòng)影響的試驗(yàn)。
二 橋梁加固常用的方法橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法。在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層,一般先鑿除舊橋面,使其與原有主梁形成整體,達(dá)到增大主梁有效高度和抗壓截面強(qiáng)度,改善橋梁荷載橫向分布能力,從而達(dá)到提高橋梁的承載能力的目的。
三 外包混凝土加固法。對(duì)于梁橋、拱橋、剛架橋、墩臺(tái)、基礎(chǔ)等,在條件許可的情況下均可采用該方法加固。外包混凝土將使原結(jié)構(gòu)增加一部分恒載重量,因而在擬定外包混凝土尺寸時(shí),應(yīng)同時(shí)考慮外包構(gòu)件以下的結(jié)構(gòu)承載能力是否足夠,這是外包混凝土方案是否成立的前提。采用外包混凝土加固橋梁時(shí),應(yīng)滿足以下的規(guī)定:1)新澆混凝土的厚度不應(yīng)小于40mm,用噴射混凝土施工時(shí)不應(yīng)小于50mm,采用混凝土補(bǔ)強(qiáng)的受壓新澆混凝土的厚度不應(yīng)小于150mm,且原混凝土表面應(yīng)鑿成凹凸深度不小于6mm的粗糙面;2)配制混凝土的石子宜用堅(jiān)硬耐久的卵石或碎石,其最大粒徑不宜大于20mm;3)結(jié)合面的連結(jié)鋼筋面積不應(yīng)小于結(jié)合面面積的0.2%,否則應(yīng)植筋加強(qiáng);4)當(dāng)采用鋼筋補(bǔ)強(qiáng)時(shí),縱向受力鋼筋的直徑不宜小于16mm,封閉式箍筋直徑不宜小于10mm,U形箍筋直徑宜與原有箍筋直徑相同;5)當(dāng)采用型鋼和鋼板補(bǔ)強(qiáng)時(shí),應(yīng)將其和原結(jié)構(gòu)的鋼筋進(jìn)行連結(jié),或采用錨栓與原結(jié)構(gòu)聯(lián)系,切實(shí)保證力的有效傳遞和能夠參與原結(jié)構(gòu)共同受力;6)加固的受力鋼筋與原構(gòu)件的受力鋼筋間的凈距不應(yīng)大于20mm,并應(yīng)采用短筋焊接連接,箍筋應(yīng)采用封閉的或U形的箍筋。
四 鋼板粘貼加固法。由于交通量的增加,主梁承載力不足,或縱向主筋出現(xiàn)嚴(yán)重的銹蝕,或梁板橋的主梁出現(xiàn)嚴(yán)重橫向裂縫,此時(shí),可用粘結(jié)劑及錨栓將鋼板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,以鋼板代替增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋,提高橋梁的承載能力與耐久性。
五 噴錨混凝土加固法。首先是用植筋法將錨筋植入待補(bǔ)強(qiáng)部位的結(jié)構(gòu)內(nèi),掛設(shè)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng),然后再噴射一定厚度的混凝土,形成與原結(jié)構(gòu)共同受力的組合結(jié)構(gòu)。噴錨混凝土是借助噴射機(jī)械,利用壓縮空氣將新混凝土混合料,通過(guò)噴嘴高速噴射到已錨固好鋼筋的受噴面上,凝結(jié)硬化后形成一種鋼筋混凝土。混凝土在高速噴射時(shí),水泥漿與集料的反復(fù)連續(xù)撞擊使混凝土密實(shí),因而不需振搗。
六 改變結(jié)構(gòu)受力體系的加固法。改變結(jié)構(gòu)體系加固常用的方法有:(1)在簡(jiǎn)支梁下增設(shè)支架或橋墩;(2)把簡(jiǎn)支梁和簡(jiǎn)支梁加以連接,即簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)改變?yōu)檫B續(xù)梁結(jié)構(gòu);(3)在梁下增設(shè)鋼桁架等加勁或疊合梁;(4)在拱橋上增設(shè)鋼梁等。體外預(yù)應(yīng)力加固法。體外預(yù)應(yīng)力加固法主要用于梁式橋(包括簡(jiǎn)支梁、懸臂梁、連續(xù)體系梁橋等)正常使用極限狀態(tài)超限的結(jié)構(gòu),通過(guò)對(duì)舊橋施加體外預(yù)應(yīng)力,能夠達(dá)到減少或消除裂縫,減小梁體下?lián)希纳平Y(jié)構(gòu)各截面應(yīng)力狀態(tài)的目的。
七 體外預(yù)應(yīng)力加固法的優(yōu)點(diǎn)是:(1)在自重增加很小的情況下可大幅度改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的受力狀況提高結(jié)構(gòu)剛度、抗裂性;(2)由于自重增加小,故對(duì)墩臺(tái)及基礎(chǔ)受力狀況影響很小,可節(jié)省對(duì)墩臺(tái)及基礎(chǔ)的加固,節(jié)省加固投資;(3)可在不限制通車營(yíng)運(yùn)的情況下進(jìn)行加固施工,有較好的社會(huì)效益;(4)預(yù)應(yīng)力加固后可使預(yù)應(yīng)力永遠(yuǎn)保留,也可將預(yù)應(yīng)力卸除,因此,本法既適用于通行重車時(shí)的臨時(shí)加固,也可作為提高橋梁承載力的永久加固措施。體外預(yù)應(yīng)力加固舊橋的原理是通過(guò)在梁體外設(shè)鋼質(zhì)的拉桿或撐桿,并與被加固梁體錨固連接,然后施加預(yù)應(yīng)力,強(qiáng)迫后加拉桿受力,從而改變?cè)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力分布,并降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平,使結(jié)構(gòu)承載力顯著提高,且可減少結(jié)構(gòu)變形,縮小裂縫寬度甚至閉合。
八 減輕拱上自重加固法。減輕拱上自重也是一種調(diào)整拱上恒載分布的手段,盡管它們的目的都是為了恢復(fù)和提高原橋的承載能力,但它們的出發(fā)點(diǎn)和適用場(chǎng)合卻是不相同的。調(diào)整拱上恒載分布是針對(duì)主拱圈變形過(guò)大,通過(guò)調(diào)整拱上恒載的辦法來(lái)調(diào)整拱軸線與壓力線;采用減輕拱上建筑的自重,則主要是針對(duì)某些雙曲拱橋的基礎(chǔ)承載能力較低,通過(guò)這一措施降低對(duì)基礎(chǔ)承載力的要求。減輕拱上自重的方法有以下幾種:(1)降低橋面標(biāo)高,減少以至完全取消拱上填料,或使用輕質(zhì)拱上填料;(2)將腹拱的重力式橫墻挖空,或改建為鋼筋混凝土立柱;(3)用預(yù)制的鋼筋混凝土T梁、微彎板或空心板等輕型橋面系取代笨重的腹拱體系。
[1] 楊文淵,橋梁維修與加固[M],人民交通出版社,2001年
[2] 李有豐,橋梁檢測(cè)評(píng)估與補(bǔ)強(qiáng)[M],機(jī)械工業(yè)出版社,2003年
[3] 李亞?wèn)|,既有橋梁評(píng)估方法[J],鐵道學(xué)報(bào),2007年