橋梁維修與加固方法研究綜述
2015-07-29
近年來，隨著我國公路，鐵路交通事業(yè)蒸蒸日上，營運要求的不斷提高，高速公路，高速鐵路以及客運專線鐵路已經成為建設的主流，但是，隨著我國目前交通量的迅猛增長和行車速度標準的不斷提高，使得由于早期施工條件，橋梁設計標準以及等方面的原因制約的我國存在的不少舊橋，故其結構裂縫加固已經成為迫切的需要。
一、 舊橋使用的現(xiàn)狀以及加固的意義和社會價值
據近年來的統(tǒng)計，我國約有危橋4000余座，總長度達13萬延米，嚴重影響了交通安全，同時，舊橋存在巨大的社會財富，與拆除重新建橋相比，橋梁加固的費用僅相當于其1/8-1/7，有些交通發(fā)達國家，其橋梁建設的重點已放在舊橋技術改造方面，而新建橋降為次要地位。
二、 對公路舊橋的評定
公路舊橋的評定，具體地講，應該包括評定中采用的方法和相應采用的評定標準，評定中采用的方法亦指對橋梁評定時采用的手段及其適用的范圍和條件。其內容也包括方法使用的過程和評定結果的表達。評定標準是針對所有采用的評定方法根據有關標準，規(guī)范，試驗結果和工程技術人員成熟的經驗所制定的分類等級，在工程上，習慣把評定中采用的方法和評標準統(tǒng)稱為評定方法。
對舊橋進行評定的工作遠比新橋設計復雜得多。多年來，國 內外的橋梁工作者們一直致力于解決這個問題，他們在各自的工程實踐和研究中提出了各種舊橋評定的方法，這些方法大致歸納為（1）根據外觀調查進行評定的方法。（2）采用以分析計算為主的評定方法。（3）荷載試驗的評定方法。（4）專家系統(tǒng)的評定方法。
三、公路舊橋的檢測工作
?。ㄒ唬┡f橋破損荷度。對橋梁檢查的目的在于通過對橋梁的技術狀況，缺陷和損傷進行全面，細致，深入的現(xiàn)場檢查，查明缺陷或潛在缺陷的損傷的性質，損傷的原因，以便正確評價橋梁質量及其承載能力，為橋梁加固和改造設計提供具體技術資料。
?。ǘ┖奢d試驗評定。荷載試驗評定是對橋梁結構物進行直接加載測試的一項科學試驗工作?？芍苯恿私鈽蛄涸谠囼灪奢d作用下的實際工作狀態(tài)及一些理論上難以計算部位的受力狀態(tài)，差別橋梁結構的安全承載能力和使用條件，也可以確定理論上無法考慮的因素，如使用材料的勻質性，不同齡期的不同力學特性和修建質量等對結構受力的影響。
（三）舊橋加固方案的選擇。加固方案與諸多因素有關，常考慮的主要因素：橋梁結構型式，橋位地形，水文，自然狀況，橋梁現(xiàn)狀分析研究結構，施工技術水平，能否封閉交通，預期加固效果，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。
四、加固方法
?。ㄒ唬┙Y構性加固。（1）體外預應力加固法。體外預應力法的加固原理是在梁的下緣受拉區(qū)設置預應力材料，通過張拉對梁體產生偏心預應力，在此偏心壓力作用下，使梁體發(fā)生上拱，抵消部分自重應力，減小了結構變形和裂縫寬度，改善了結構受力，能夠較大幅度提高結構承載力，目前常用下?lián)问筋A應力拉桿加固法和外部預應力鋼絲束加固法兩種。（2）粘貼鋼板或碳纖維（CFRP）加固法。粘貼鋼板加固法是采用粘結劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結構受拉面或薄弱部位，使鋼板與加固混凝土結構形成整體，以達到提高結構承載能力的目的。該方法具有基本不改變原結構的尺寸，施工簡單，技術可靠，短期加固效果較好且工藝成熟等優(yōu)點，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，是近幾年來應用最多的加固方法。（3）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面加大尺寸，增配主筋，以提高主梁截面的有效高度，從而達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)需要在梁底進地，施工難度較大且施工質量難以控制，因此盡管在某些情況下費用并不太大，但以上因素制約了該技術的廣泛應用。一般用于T型截面梁的加固維修。（4）改變結構受力體系加固法。改變結構受力體系加固法是通過改變橋梁結構受力體系以達到提高結構整體承載能力的目的，是一種變被動為主動的加固方法，這種技術具有提高結構承載力，增大結構剛度，減小撓度等優(yōu)點。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，增加了改造費用且加固效果受負彎矩區(qū)施工質量影響較大，目前極少單獨采用。
?。ǘ┓墙Y構性加固。（1）鋼纖維混凝土修復橋面鋪裝層。對橋面鋪裝層的嚴重破損，可考慮采用鋼纖維混凝土復，這種材料具有高強度，抗裂能力強，抗沖擊耐磨耗等性能，可延長橋面的使用壽命，在不增加橋梁恒載的情況下，改善梁的結構受力性能。（2）伸縮縫的更新改造。在橋梁維修中，SFE三防型伸縮縫在大型橋梁上的應用情況良好，仿毛肋伸縮縫在大，中型橋梁的大量使用，效果明顯，TST，F(xiàn)G系列橋梁無縫伸縮縫，在中小行橋梁上也得到廣泛使用。
?。ㄈ︰型高橋臺加固。（1）預應力錨索框架法。該加固法采取在U型橋臺前端和兩側墻外加套40CM的鋼筋混凝土，并在兩側墻增設水平預應力索對錨和前墻增設地錨的方案。該方案適用于不能中斷交通又無法架設便橋的高橋臺病害修復。（2）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持力層進行壓漿固化，再打入錨桿與槽鋼抱箍，最后在U型橋臺前墻和兩側墻外加套25CM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。
五、加強橋梁養(yǎng)護管理的措施
?。ㄒ唬┨岣邔蛄吼B(yǎng)護的認識。尤其是公路管理部門的基層單位這一點至關重要。橋梁是公路的造物的重要組成部分。
?。ǘ┏闪９懿块T。各級公路管理機構設置專職的橋梁養(yǎng)護工程師，并保持其人員的相對穩(wěn)定。橋梁養(yǎng)護工程師需經上級管理單位組織技術業(yè)務培訓，考核，取得資格認證，每座大中橋梁在橋梁明顯位置設置責任牌，責任牌上注明，橋梁養(yǎng)護責任人，橋梁工程師，巡查人員，予以公示。
?。ㄈ┕放f橋的管理。加強公路舊橋的管理并維修和加固。使其處于正常的工作狀態(tài)。充分發(fā)揮舊橋的作用，是公路管理部門的一項主要任務。（1）對于經常過大件的中段，就應該對該路段的大小橋梁進行重點檢查和管理，收集原始檔案材料，掌握其動態(tài)，針對其技術和承受能力編制相應的加固處理方案，需要報批的及時按程序報批。（2）在施工中針對其技術要求，嚴格按照已批準的加固方案進行施工，注意抓重點，關鍵工程。（3）重視加固工程的原始資料的收集和整理工作，為今后的加固工作積累經驗。（4）充分調動基層單位的積極性，正確處理責，權，利的關系。
?。ㄋ模┘訌姼骷壐黝惾藛T的培訓。橋梁是一種專業(yè)性，技術性較復雜的建筑物，由于目前公路養(yǎng)護管理單位在橋梁養(yǎng)護方面大多缺乏專門的技術人員和技術工人，即使有非專業(yè)管理人員，其橋梁養(yǎng)護管理方面的知識，專業(yè)技術也是比較缺乏的。
結束語
橋梁的加固維修技術是最近幾年興起的一門新技術，為了指導橋梁加固技術的應用，需提出一整套完整的實用性公路橋梁檢測，評定與加固成套的技術規(guī)范，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，使得橋梁加固維修工作做得更好，相應延長使用壽命。
