橋梁加固技術(shù)

橋梁加固技術(shù)
隨著橋梁使用年限的增長以及橋梁負(fù)荷的日趨增大,我國很多橋梁均出現(xiàn)了破損，因此研究如何修復(fù)這些橋梁已成為當(dāng)今橋梁設(shè)計的重要課題。通過對目前我國大部分橋梁修復(fù)的實(shí)例分析,橋梁加固是維修病害橋梁、提高橋梁承載能力的最基本、最常用的方法，本文提出了橋梁加固的目的，論述了橋梁加固的常見方法及特點(diǎn)，給出了橋梁加固的方案選擇和加固效果評價。
橋梁是公路交通的咽喉,其使用功能的好壞直接影響整條線路的暢通,既有公路中由于受到當(dāng)時局限的設(shè)計、材料、施工加固等各方面的影響，嚴(yán)重制約了公路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展,加上不能適應(yīng)現(xiàn)在交通量飛速增長，使得舊橋檢測和舊橋加固技術(shù)顯得非常迫切。
▋ 加固目的
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，交通運(yùn)輸量的迅速增長，截止至2000年，我國危橋總長已達(dá)2萬余延米。若將其拆除重建，不僅要耗費(fèi)大量資金，而且工期也較長；若有計劃、有步驟的對現(xiàn)有舊橋進(jìn)行加固改造，橋梁加固后，可以延長橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性,為國家?guī)�來巨大的�?jīng)濟(jì)和社會效益。因此,加固設(shè)計必須本著“牢固可靠、簡便耐用、經(jīng)濟(jì)適用”的基本原則。

▋ 加固方法
加固，簡單來說，就是通過一定的措施使構(gòu)件乃至整個結(jié)構(gòu)的承載能力及其使用性能得到提高，以滿足新的要求。舊橋加固方法可綜合為以下幾類。
1.結(jié)構(gòu)性加固
體外預(yù)應(yīng)力加固法。體外預(yù)應(yīng)力法的加固原理是在梁的下緣受拉區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力材料，通過張拉對梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力，在此偏心壓力作用下，使梁體發(fā)生上拱，抵消部分自重應(yīng)力，減小了結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度、改善了結(jié)構(gòu)受力，能夠較大幅度的提高結(jié)構(gòu)承載力。
粘貼鋼板或碳纖維（CFRP）加固法。粘貼鋼板加固法是采用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其它薄弱部位，使鋼板與加固混凝土結(jié)構(gòu)形成整體，以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的。該方法具有基本不改變原結(jié)構(gòu)的尺寸、施工簡單、技術(shù)可靠、短期加固效果較好且工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，近些年來在鋼筋混凝土橋梁的加固維修中為公路部門廣泛采納，是近幾年應(yīng)用最多的加固方法。
碳纖維加固技術(shù)是近幾年內(nèi)才由國外引進(jìn)的一種新技術(shù)，因其強(qiáng)度高，耐腐蝕，且施工簡便等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程中。
增大截面與配筋加固法。增大截面與配筋加固法一般采用在梁底面或側(cè)面加大尺寸，增配主筋，以提高主梁截面的有效高度，從而達(dá)到提高橋梁承載能力的目的。然而，由于增大截面法在施工過程中全部的作業(yè)需在梁底進(jìn)行，施工難度較大且施工質(zhì)量難以控制，因此，盡管在某些情況下費(fèi)用并不太大，但以上因素制約了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用，一般用于T型截面梁的加固維修。
改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法。改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)整體承載能力的目的，是一種變被動為主動的加固方法。這種技術(shù)具有提高結(jié)構(gòu)承載力，增大結(jié)構(gòu)剛度，減小撓度等優(yōu)點(diǎn)。但該加固方法施工改造時一般要涉及到橋面鋪裝的再處理，增加了改造費(fèi)用且加固效果受負(fù)彎矩區(qū)施工質(zhì)量的影響較大，目前極少單獨(dú)采用。
此外，結(jié)構(gòu)性加固方法還有增設(shè)主梁加固法、錨噴混凝土加固法和增加橫向聯(lián)系加固法等。
2.非結(jié)構(gòu)性加固
U型高橋臺加固
預(yù)應(yīng)力錨索框架法。該加固法采取在Ｕ型橋臺前墻和兩側(cè)墻外加套４０厘米的鋼筋混凝土，并在兩側(cè)墻增設(shè)水平預(yù)應(yīng)力索對錨和前墻增設(shè)地錨的方案。該方案適用于不能中斷交通又無法架設(shè)便橋的高橋臺病害修復(fù)。
錨桿配合鋼筋混凝土抱箍法。該加固法采取臺腔與橋臺基礎(chǔ)持力層進(jìn)行壓漿固化，再打入錨桿與槽鋼抱箍，最后在Ｕ型橋臺前墻和兩側(cè)墻外加套2５厘米的鋼筋混凝土，新舊墻體采用錨桿連接形成整體。該方案適用于地基承載力不足，且施工處理不到位，造成橋臺前墻下沉。
橋墩加固
橋梁下部結(jié)構(gòu)加固的主要目的是提高橋墩的整體承載能力。如橋墩發(fā)生了結(jié)構(gòu)性損傷，可以用外包混凝土、粘貼鋼板或碳纖維的方法進(jìn)行加固。但是對于實(shí)體橋墩等橫向剛度比較大的結(jié)構(gòu)，其狀態(tài)變化主要是由地基所引起，此時可重點(diǎn)從回填硬土或者對地基進(jìn)行注漿等方法提高其約束橋墩的能力，提高橋墩的整體承載能力。
抬樁就是通常使用的一種有效的加固方法，即在舊樁的兩側(cè)各增設(shè)一根樁，并通過植筋擴(kuò)大承臺，共同受力。另一種樁基加固方法是鋼筋混凝土套箍。由于下部樁基施工等原因，造成樁基縮徑，采用的加固方法是清除樁體虛浮物，通過植筋后，外抱箍微膨脹混凝土。

▋ 加固方案選擇
目前，在很多橋梁加固改造中，同一座橋梁，針對不同的部位、不同的構(gòu)件、不同的改造原因同時采用了幾種不同的方法。加固方案與諸多因素有關(guān)，�？紤]的主要因素:1.橋梁結(jié)構(gòu)型式；2.橋位地形、水文、自然狀況；3.橋梁現(xiàn)狀分析研究結(jié)論；4.施工技術(shù)水平；5.能否封閉交通；6.預(yù)期加固效果；7.資金投入量等。
合理的加固方案是將上述加固方法優(yōu)化組合，體現(xiàn)出加固效果及經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：不同的加固方法有對應(yīng)的設(shè)計計算方法；加固后的橋梁結(jié)構(gòu)承載能力提高幅度受原結(jié)構(gòu)的制約,如原結(jié)構(gòu)配筋率、截面尺寸等，不可能無限制地提高承載能力。

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