論公路橋梁的加固與維護
2015-06-18
橋梁是公路交通的關鍵環(huán)節(jié)，橋梁功能發(fā)揮的好壞直接決定著公路輸運的效果，由于現有公路受到當時設計的局限，已不能適應現代交通運輸量的飛速增長。在用材、維護、加固等各方面的滯后也嚴重制約了公路交通運輸業(yè)的發(fā)展，特別是日益增長的車輛負載和橋梁老化之間的矛盾，使得公路橋梁的檢測和加固迫在眉睫。
一、公路橋梁的加固目的
截止目前，我國危橋總量已達到相當多的數目。如果要將所有這些存在安全隱患的橋梁全部拆除重建，不僅會因為工期較長影響公路運輸的延續(xù)性，還會耗費巨額資金；但換之以舊橋改造和加固維修，則不但可以節(jié)約大量的資金，還可以延長橋梁的使用時限，贏取巨大的經濟和社會效益。
二、常用的公路橋梁的加固方法
橋梁加固的含義，就是通過一定的措施使橋體或者橋體的某個構件的承載能力和使用性能得到改善和提高。主要有以下幾類常用方法：
1.橋面板補強加固法。澆筑補強混凝土可采用干硬性混凝土或鋼纖維混凝土，以減少新澆混凝土的收縮，從而減少新、舊混凝土之間產生的差動收縮力，提高補強效果。
2.增大截面加固。當采用增大構件截面的方法對橋梁進行加固時，保證新舊混凝土面良好的結合是提高抗彎剛度達到補強效果的關鍵。因此在施工中應采取必要措施，保證新舊混凝土的整體性。新增的鋼筋骨架也必須與原結構的骨架可靠連接，一般通過植筋連接，也可暴露出原結構主筋，采用綁焊連接。對支架進行預壓，可消除支架變形對新澆混凝土與舊橋連接的不利影響。其加載量、卸載量和程序應進行專門設計。
3.粘貼鋼板加固法。粘貼用鋼板宜采取工廠加工制作，運至現場除銹、清洗后，刷漿粘貼。鋼板易在搬運、施工中造成變形翹曲，應采取相應的防止變形措施。為增加表面極性，改善其粘附能力，對粘貼面應進行除銹和粗糙處理。其方法是：用電動磨光機反復打磨粘貼面，至露出金屬光澤，再用平砂輪打磨拉毛處理，紋道與鋼板受力方向垂直。用丙酮清洗，除去鋼板表面附著的油污和雜質，晾干待用。按設計圖的螺栓孔位置在原構件鉆孔時，為避免鉆孔損傷原構件鋼筋（及預應力鋼束），可用鋼筋探測儀確定鋼筋位置，為了避開內部鋼筋，容許適當移動孔眼位置。待黏合面上錨固螺栓孔全部鉆成后，可用透明紙覆蓋在混凝土面上畫出錨栓孔位置，然后覆蓋在鋼板黏合面上用電鉆鉆取相應錨栓孔。加固構件的黏結面處理及鋼板的黏結面處理是最關鍵的工序，應認真進行。對于混凝土構件的黏結面，應根據構件表面的新舊、堅實、干濕程度，分別按以下情況進行處理：（1）對很舊很臟的混凝土構件的黏結面，應先用硬毛刷蘸高效洗滌劑刷除表面油污后用清水沖洗，再對黏結面進行打磨，除去2mm～3mm厚表層，直至完全露出新的混凝土面，并且用壓縮空氣吹除粉塵。（2）對于新混凝土構件的黏結面，可先用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去，再用毛刷蘸清洗液洗刷表面，再用清水沖洗，待完全干燥后即可。（3）混凝土表現有松散浮渣要用鋼絲刷除去；混凝土黏貼面凹凸不平的應用磨光機打磨進行整平處理，露出新鮮混凝土。經處理后的混凝土表面應粗糙、平整、潔凈，不得有粉塵、浮渣、油污等雜物。（4）將配制好的膠黏劑用抹刀同時涂抹在已處理好的混凝土表面和鋼板上。為使膠液充分滲透擴散在結合面上，宜先用少量膠液在結合面上來回刮抹，再抹膠液至所需厚度，且使中間厚邊緣薄，然后將鋼板貼于預定位置。粘貼后，應用手沿粘貼面輕輕敲擊鋼板，如無空洞聲，表示已粘貼密實，否則應重新卸下鋼板，重新補膠黏結。（5）鋼板粘貼好后用錨固螺栓等加以固定，并適當加壓，將鋼板與混凝土表面壓實，以膠液剛從鋼板邊沿擠出為度。錨固螺栓一般兼作鋼板的永久構件來提高黏結層抗剪強度。
4.體外預應力加固法。體外預應力筋一般采用無黏結預應力鋼筋材料，其表面涂刷的防腐防銹蝕材料對保護預應力筋起到關鍵作用，因此在運輸和安裝過程中不能損傷其表面，如有操作失誤應及時處理，防止銹蝕發(fā)生。當鋼絞線采用連續(xù)跨布置，而在跨中的轉折點設在梁底以上位置時，應盡可能采用兩端縱向張拉以減少摩擦力損失；當鋼絞線在跨中的轉折點設在梁底以下位置時，可采用一端縱向張拉，但在縱向張拉以后，還應利用設在跨中的張緊螺栓進行橫向張拉，以補足由摩擦力引起的預應力損失值。當縱向張拉有困難時，也可將跨中轉折點架設在梁底，全部采用橫向張拉的方法，這種方法一般適用于無外觀要求的情況。當轉向塊之間的距離過長時，鋼束在橋梁受到荷載振動時，鋼束擺動過大和原設計的線形發(fā)生改變，影響受力效果，因此當鋼束體外段長度超過10m時，應在中間設置定位器，固定鋼束位置，保證鋼束線形和受力效果。水平滑塊多用18mm～30mm厚的鋼板焊接而成，如用鑄鐵加工將更為經濟。楔形滑塊常用鋼板制成，并焊接在型鋼斜桿的下端，也可用混凝土直接澆筑在型鋼斜桿的下端。不平滑塊的墊板由于受斜筋分力的作用將一直處于受壓狀態(tài)，因此，水平滑塊的墊板只需用環(huán)氧砂漿粘貼在梁的底面上。施工時應先將梁底混凝土鑿除20mm左右，并在混凝土表面抹一層環(huán)氧膠液，再用環(huán)氧砂漿補平，然后用臨時的吊架將支撐板粘貼在梁底。成品束一般自身帶有防腐措施，不需要進行專門的防腐保護措施。當采用非成品束或鋼束本身沒有防腐功能時，預應力筋的保護措施如下：如果是粗鋼筋，可采用二度防銹漆的方法進行防護，也可采用聚乙烯套管進行防護；如果是鋼絞線則事先套入套管，然后采用壓漿處理。同時為防止橋下船只碰撞預應力筋，可采用在預應力筋下加設鋼板防護罩進行保護。除了以上方案以外，還有結構性加固、非結構性加固、改變結構體系加固、粘貼纖維復合材料加固等等方法。然后，最合理的加固方案是將上述加固方法優(yōu)化組合，體現出加固效果及經濟效益。應注意以下兩點：不同的加固方法有對應的設計計算方法：加固后的橋梁結構承載能力提高幅度受原結構的制約，如原結構配筋率、截面尺寸等，不可能無限制地提高承載能力。
三、公路橋梁的加固效果評價與施工要求
橋梁加固與維修技術需要進一步的規(guī)范和完善，需要經驗的總結和技術的支撐，同時要注意定期對維修加固處理后的橋梁做后期檢測，確保效果。橋梁加固后的上部結構通常是用靜載或動載試驗，將試驗結果與加固設計的計算結果進行對比，來判斷橋梁加固成功與否。但對下部結構而言，不方便進行荷載試驗，通過其頻率變化來定量評估橋墩的加固效果。應在橋梁加固設計中提供橋體受損調查表，由施工單位復核。若未提及，施工單位應補齊。除記錄裂縫等受損情況的數量、長度、寬度、分布位置外，有條件時應用鉆孔等方法查明主要部位裂縫深度。對于橋體受損或者老化的發(fā)展趨勢應高度重視，如果存在結構性破損，預示橋梁技術狀況仍在惡化，可能需要變更原加固方案時，應及時反饋意見，研究對策。總之，公路橋梁的加固維修是一門新興的技術，為了完善和指導橋梁加固技術的應用，需有一整套完善的實用性公路橋梁檢測、評定與加固的技術規(guī)范，從而為我國公路危舊橋的改造提供技術支持，確保危舊橋的改造工作科學合理、經濟安全，有法可依。
