橋梁加固維修技術(shù)的應(yīng)用
2015-06-15
一、橋梁加固維修技術(shù)概述
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(shí)局限的設(shè)計(jì)、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。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，我國危橋較多。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(jì)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)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)和社會效益。因此,加固設(shè)計(jì)必須本著“牢固可靠、簡便耐用、經(jīng)濟(jì)適用”的基本原則。橋梁加固的原因：1、 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、交通量增大，載重等級發(fā)生變化。2、 早年設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想注重于材料的節(jié)省，安全度低。一般來說造成斷面單薄、安全儲備低，其中最典型的就是雙曲拱。3、 橋梁耐久性差和年久老化，如磚拱橋等。4、 近年修建的橋梁，因設(shè)計(jì)失當(dāng)或者施工質(zhì)量差，也存在著加固的問題。橋梁加固的難度大。 已通車的橋梁，有現(xiàn)實(shí)的交通需要，因?yàn)橐诓恢袛嘟煌ǖ那闆r下進(jìn)行加固，所以加固時(shí)有交通干擾。結(jié)構(gòu)形式上的限制：加固的原則一般必須利用原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行，只能在原有結(jié)構(gòu)上做文章，所以受到局限。 新老結(jié)構(gòu)的結(jié)合是一個難題：這里包含新老結(jié)構(gòu)體系的變化和過渡，還包括新老橋體的結(jié)合面。 風(fēng)險(xiǎn)大：因?yàn)榉彩且庸痰臉蛄?，多半是危橋，結(jié)構(gòu)已處在不利狀態(tài)，有的還岌岌可危。對舊橋有的缺乏原有的設(shè)計(jì)資料和施工記錄，結(jié)構(gòu)內(nèi)部情況不詳；現(xiàn)有的受力情況不一樣，很難確定其結(jié)構(gòu)極限，這給舊橋的加固帶來了風(fēng)險(xiǎn)。對加固的技術(shù)要求高： 通常業(yè)主單位更愿意廢棄舊橋另修新橋，除非必要時(shí)才利用舊橋而采用加固措施。由于舊橋加固方案的設(shè)計(jì)，工作量大，收費(fèi)低，所以一般大的設(shè)計(jì)單位不愿意承擔(dān)這樣的設(shè)計(jì)任務(wù)。 加固設(shè)計(jì)需要良好的橋梁理論水平和力學(xué)基礎(chǔ)知識。確定加固方案時(shí)要能正確分析和判斷舊橋的安危程度，即其結(jié)構(gòu)狀態(tài)和內(nèi)力大小程度。這就需要一定的力學(xué)試驗(yàn)以作結(jié)構(gòu)分析的支撐。加固方案實(shí)施中存在復(fù)雜性。
二、橋梁加固維修的方法
加固維修，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。加固維修施工方法：1 主拱的加固。從主拱腳起向拱頂方向2.5m范圍內(nèi)均進(jìn)行加固，變矩形截面為T型截面，以提高主拱的承載能力，增大其剛度和整體性，為了增強(qiáng)新老混凝土的連接，除采用鉆孔錨筋，鑿掉老混凝土，涂刷摻有丙苯乳液的水泥漿等措施外，新澆上混凝土還采用微膨脹混凝土，盡量減少新老澆混凝土的收縮差，使新老澆混凝土連成整體?；炷恋墓嘧?yīng)從拱腳到拱頂方向?qū)ΨQ進(jìn)行，逐孔施工。為了節(jié)省支架，澆筑混凝土的支架支承在主拱腳上。為了減輕模板的自重，施工模板及支架一律采用木質(zhì)結(jié)構(gòu)。2 橋面板的施工。現(xiàn)澆橋面板應(yīng)以對稱均衡為原則進(jìn)行，為了延長橋梁的使用壽命，橋面板不設(shè)縱縫。拱頂部分的施工支架均以實(shí)腹段為支撐，模板支撐在實(shí)腹段上，其余部分的施工支架均以弦桿為支撐。3 新老混凝土結(jié)合面的施工 ①用硬毛刷或鋼刷清洗老混凝土的表面，將混凝土表面的泥土、粉塵、油污及碎渣清洗干凈。②用小鐵錘將混凝土表面鑿毛，鑿成間距3cm、深5mm的密布小坑。③用清水沖洗，用鋼刷刷洗小坑，將混凝碎渣全部清除干凈。④在老混凝土表面上涂刷一層水泥漿，其厚度為1~2mm。為了增強(qiáng)新老混凝土的粘結(jié)力，在配制水泥凈漿時(shí)，要求加入漿液體積10%的丙苯乳液。⑤在涂刷的水泥漿液尚未凝固時(shí)，立即澆注微膨脹混凝土，要求振搗密實(shí)，各部尺寸滿足設(shè)計(jì)要求。.4 混凝土缺陷及鋼筋銹蝕的處理。對有缺陷的混凝土（如蜂窩、麻面、空洞、表面風(fēng)化、剝落等），必須人工敲打、鑿毛、用鋼刷來回刷擦，清除不穩(wěn)定的混凝土部分。為使混凝土表面潔凈，必須用水清洗。對銹蝕鋼筋，應(yīng)先鑿除掉周圍損壞的混凝土，露出的鋼筋，用細(xì)的鋼刷將銹蝕部分清除干凈，再外涂阻銹劑，然后再根據(jù)情況用高標(biāo)號混凝土或水泥砂漿填補(bǔ)。為增強(qiáng)新老混凝土的連接，在澆注混凝土之前，應(yīng)在原混凝土表面刷上一層水泥凈漿，以利新老混凝土結(jié)合牢固。
三、橋梁加固維修技術(shù)的應(yīng)用
本溪境內(nèi)頭道河大橋建于20世紀(jì)80年代，全長 145.8 m 上部結(jié)構(gòu)為3×30m鋼筋混凝土剛架拱，橋面全寬18.7m（凈-9m主車道+2×0.2m分隔帶+2×3m非機(jī)動車道+2×1.5m人行道+2×0.15m欄桿），該橋原設(shè)計(jì)荷載為汽-20，掛-100。上部構(gòu)造由6個鋼筋混凝土拱片組成，拱片采用現(xiàn)澆法施工，由橫系梁將6個拱肋組成整體。橋面系為預(yù)制的肋板上現(xiàn)澆橋面鋪裝層，在拱片外側(cè)為預(yù)制的懸臂板。下部結(jié)構(gòu)兩個橋墩采用鋼筋混凝土人工挖孔樁，樁基直徑1.4m，采用高樁承臺。兩個橋臺采用重力式橋臺，未發(fā)現(xiàn)墩臺沉降和變位問題。 橋梁主要病害 ①橋面出現(xiàn)多處縱橫方向裂縫，特別是沿樁號前進(jìn)方向由于重車較多，導(dǎo)致裂縫更多，有的肋腋板在運(yùn)營過程中已經(jīng)損壞后更換。②車輛行駛過橋時(shí)振動較大，尤其是各跨中振動較為明顯。③0＃側(cè)橋臺上部沿下游方向有局部開裂現(xiàn)象。④各跨主拱腿拱腳上緣出現(xiàn)多處橫向裂縫。對橋梁病害原因分析：橋梁本身結(jié)構(gòu)缺陷和承載力不足。剛架拱橋是一種集零散為整的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸偏小和配筋不足，整體性能差和剛度較低是主要原因。②重載車輛的過度行駛加速了結(jié)構(gòu)的破壞。以上兩點(diǎn)是本橋出現(xiàn)嚴(yán)重病害的最主要原因。 加固維修方案： 本橋主要采用加強(qiáng)主拱腿及上部構(gòu)造的整體性，提高橋梁強(qiáng)度和剛度，用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠封閉橋梁裂縫，修補(bǔ)橋梁缺陷等辦法進(jìn)行加固。具體加固措施有：在主拱腿拱腳2.5 m范圍內(nèi)上緣頂面新增鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，將矩形截面改造為T型截面，改善拱腿受力和加強(qiáng)6片拱腿橫向連接。②更換橋面，增強(qiáng)橋面的整體性。由于肋腋板整體性差，與拱片不能形成組合截面，降低了剛架拱橋的強(qiáng)度和剛度。本橋拆除全部橋面鋪裝及肋腋板，重新現(xiàn)澆鋼筋混凝土橋面板，并采取有效措施，使新老混凝土結(jié)合牢固，增強(qiáng)剛架拱橋的整體性，提高橋梁的剛度和承載能力。③用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠封閉橋梁裂縫。④修復(fù)加固橋臺及橋梁中的混凝土缺陷、鋼筋銹蝕等病害。⑤更換全橋伸縮縫，增設(shè)變形縫（縮縫）。⑥完善泄水系統(tǒng)。⑦為保證行車安全、橋面上、下游設(shè)置鋼筋混凝土護(hù)欄。我國交通運(yùn)輸量迅速增長，道路上行駛的車輛密度以及車輛軸重不斷加大，勢必造成公路橋梁日益不堪重負(fù)，橋梁加固維修問題已經(jīng)成為我們普遍關(guān)注的問題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加固維修橋梁的方法有很多，各有所長，應(yīng)用時(shí)要因地制宜，結(jié)合所處地區(qū)的實(shí)際情況定出比較好的方案，確保危舊橋的改造工作科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)安全。
