桥梁的维修与加固

桥梁的维修与加固 随 固任 务将 越 来越 繁重 。桥 梁在 使 用过 程 中难免 会 出现 各 种各 样 的 损坏 ，而 桥 梁重 建 的造 价又 很 高 如 果 出 现 一 些 小 的损 坏 重建 在 经济 方 面是 很 不 合 理 的 。这 就 需要 对桥 梁 上 小 的损 坏进 行维修 与加 固 ，可 以 用少量 的资 金投 入 延长 桥 梁 的使 用寿 命是 桥 梁 维修 与加 固的显著 特点 。 桥 梁 维修 与加 固 是通 过 采取 有效 的措施 使 受损桥梁结构恢复其原有 的 技 术功能 ；或通过改变结构的传力途径 而减少构件 的荷载效应 ：或在已有结构 的基础 上提 高结构的承载能力 ，以满足 新 的安全性能和使用性能的要求。 桥梁加固方案的确定原则 桥 梁 的维修 与加 固方 案 应满 足 ” 工艺简单 、设计规范 、技术可行 经 济合理 、结构安全 的要 求。桥梁加固 方案确定的基本 原则有如下几 点。 满足瓤旧结构的均衡性 制定 的 方案 要充 分考 虑 新 旧结 构 的强度、刚度与使 用寿命 的均衡性 。 经济 方面 应合 理 在方 案分 析 时应 建 立桥 梁维 修 、 加固的经济 分析模型 ，以保证方 案的经 济 性。 采取多方案比选 维 修 与 加 固 备 选 方 案 应 不 少于 2 个 ，对 备选 方案进行技术 、经济 、工期 等多方面比选 ，从中择 出综合最佳 方案 做 为实施方 案。 尽量减少对原结构的破坏 加 固设 计及 施 工尽 量 不损 坏原 结 构 ，并保 留具有利 用价 值的构件 避免 不必要的拆除或更换。 尽量 减 少对 周 围环境 的 影响 选择 的 施工 方 案 ，应尽 可 能减 少 对桥 上 和 桥下 的 通行 车 辆及 行 人 的干 扰 及对周围环境的污染。 选定方案要满足施工的蜜全性 安全 性 是现 在 施工 开展 的前提 。 并且在施工过程 中 应 采取 安全监测措 施 ，确保人 员及结构 安全。在加 固方 案 选择过程 中 必需遵循 以上原则 ，才能 制定出满足 安全 性、耐 久性 、可操作 性及经济性 的桥梁加固方案。 传统桥 梁加固技术 土 部 结构 加 固援 术 轿 补 膳 船鳓法 在 梁 顶 上 加 铺 一 层 钢 筋 混 凝 土 层 ，一般 先凿除旧桥面 使其与原有 主 梁形成 整体 达到增大主梁有效高度 、 改善桥梁 荷载横向分布能力 从而达 到 提高桥梁 的承载能力 的目的。 蹭大截褥鞫 籁船 法 当梁 的强 度 、刚 度 、稳 定 性 和抗 裂 性能 不 足 时 ，通 常采 用增 大 构 件截 面 增大配筋 提 高配筋 率加固方法 ， 这种方法是在梁底面或侧 面加大尺寸 、 增配主梁 、提高梁 的有效 高度和抗 弯强 度 ，从而提高桥梁 的承载 力。该法广泛 应用于桥梁及拱 桥拱 肋的加固。 锚 喷混凝±酾 法 借助 高速 喷 射机 械 ，将 新混 凝 土 文 许 银 亮 混合料连 续的喷射到已锚 固好钢筋网 的 受喷 面 上 凝 结硬 化面 形 成钢 筋混 凝 土 从而增大桥梁 的受 力断面和补强钢 筋 ，加强结构的整体性 ，使其能承载受 更大 的外 荷载 作用 。 粘$ 占 钢板加固 法 当交 通 增加 ，主 梁 出现承 载 力不 足或 出现严重腐蚀的情况时 ，梁板桥 的 主梁 会出现严重的横 向裂缝 ，采用粘结 剂及 锚栓 ，将钢板粘帖锚 固在混凝土结 构的受拉缘或薄弱部位 ，伎其与结构形 成 整体 以钢板代替增设 的补强钢筋 ， 达 到提 高梁的承载 力的 目的。 增设纵粱加 固法 在墩 台地 基 安全 性能 好 并具 有 足够 承载 力的情况下 可采用增设承载 力高 和刚度大的新纵梁 新梁与 旧梁相 连接 共 同受力 由于荷载在新增主梁 后 的桥梁结构 中重新分 布 ，使原有梁中 所受荷载得 以减少 ，由此使 加固后的桥 梁承载力和 刚度得 到提 高。当增设的纵 梁位于主梁 的一侧或者 两侧 时 ，则兼用 加固作用 。为保证新 I i9 混凝 土能 够共 同 作用 ，必须注意做好新 l E l 梁 之间的横 向 链接。 拱 圈增设 套拱加固法 拱 圈 增 设 套 拱 加 固 法 在 原 主 拱 圈腹 面 下增 设一 层 新拱 圈 ，即紧贴 原 拱 圈底 面 上 脚 注 或锚 喷 混凝 土新 拱 圈 外形 上 就像 是在 原 拱 圈下 套做 了 一个新拱 圈 。 旧桥 下 部结 构 加固技 术 扩大基础加固技术 适 用于 基础 承载 力不足 或埋 深 太 2 0 1 O 年第2 3 期( 1 2 月 ) 交通世界 1 85 0 桥 梁 隧 道 _ 鼗 i 黪 馨 萎 0 嚣甏 鼍 浅 而墩 台又是砖石或混凝 土刚性实体 式基础时 的情况。扩大基础底面积应 由 地基强度验算确定 。 增补褴基加固法 当桥 梁墩 台基 底下软 卧层 时 墩 台发生沉陷 对此 采用增补桩加 固法是 一种常见而且 有效 的方法 。这种方法是 在桩式基础的周围补加钻孔桩等 ，以此 提 高基础 的承 载 力 增强基 础 的稳 定 性 。 钢筋混凝±套箍或护襄加圈法 当桥梁 墩 台由于基 础埋 深 不够 或因施工质量控制不严等原因 ，导致墩 台开裂时 ，有时会 出现贯通裂缝 ，可采 用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。 桥台新建辅助挡±疆加固法 由于桥 台 台背水平 土压 力过 大 ， 引起桥 台倾斜 应在背后加建一挡墙 ， 以抵御过大的土压 力。 檄螽辐宽桶凰法 利 用 旧桥 基础 靠 墩 台盖梁 挑 出 悬臂加宽部分 以便安装上部结构 。 旧桥其他加固技术 塞缝 灌 浆一般 用于 处理 桥梁 上 、 下部结 构裂 缝 灌 浆分 为水 泥浆 、水 泥 砂 浆 、环 氧树 脂 浆 、环氧 树脂 、砂 浆等 ，具体 采 用哪一 种 应 视实 际情 况而 定 。通 常 水泥 浆用 于石 砌墩 、台 和拱 圈裂缝 由裂缝 的 大小 来决 定灌 浆 中是否掺 砂 ，采 用水 泥浆 造价 低 、 效果好 。环氧树脂浆一般用于钢 筋混凝 土结 构物 因为钢 筋混 凝土 构件 产 生 的裂 缝较 小 。易灌 满 粘结 性好 ，环 氧树脂 砂 浆 多用于 桥面 裂缝 。塞缝 灌 浆技术 的通常做法是 ，先用 1 ： 1 水泥 砂 浆勾缝 ，勾缝时需预 留直径约6 8 mm 的灌 浆孔 孔 距视 裂缝 宽度 而定 ，缝 宽 处 孔 距 为0 6 1 O m ，缝 小 处 孔 距 为 0 4 0 6m 待 勾缝砂浆达到一定强 度 后 即可灌 浆 。钢筋 混凝 土梁 的裂缝 较 小 用环 氧树脂 勾缝 同时要 留孔 灌 浆 ，孔距一般 为0 2 5 0 3 m，灌 浆方 法与灌水泥浆大致相 同。在公路 旧桥加 固中 ，塞缝 灌浆是综合处治的方法 ，用 得比较普遍 通过试载及使用观察 ，效 果较好 。 桥梁加固新技术的探讨 复合材 料加 固技术 ( F R P ) 复 合材料 F RP由纤维 及 网型树脂 两部分构成 。 目前 常用的复合材料有 E 一玻璃纤维 、碳纤维 、芳纶纤维三 种 其 中又 以碳纤 维( CF RP ) 材料 应用得最 为广泛 这里作为代表着重介 绍。碳纤 维 增强聚合物 ( CF RP) 复合材料 是 由碳 纤 维及其聚 合物基 质( 如聚醋 、乙烯基 醋 、环氧树脂 或酚 醛树脂 ) 组合而 成 。 碳 纤维主要 是增加 刚度和强 度 而聚 合物基质是增强弹陛和韧 性。与传统 的 粘贴钢板或加大混凝土截 面等 加固技术 相 比 碳 纤 维 布 具 有 重量 轻 、强 度 高 、 耐 腐性 柔韧 性好 、 电磁 呈中性 等诸 多优点 。利用此项技术加固土木工程结 构 ，具有结构耐 久性强 、施工周期短 、 加 固成本低 等显著特点 。 S RA P J I： t 圃 方法 SR AP加 固 方法 是一 种 新的 导入 预 应 力概念 的 桥梁 加 固方 法 。其 利 用 S R增强材料 的高强特 性和AP 树脂砂 浆 防腐 防水 、粘 合 力强 的特 点 ，通 过特 殊 的方法 对S R高强材 料施 加预应 力 ， 从 而达 到 对桥 梁 的加 固。预 应 力 的施 加 ： 把膨 胀螺栓锚 固于 梁底两 端 软 钢 丝的 两端 用螺 旋 扣环 固定 于膨 胀螺 栓 上 ，通过把丝扣反 向的螺旋扣环旋紧施 加预应力 。S R AP j I3 固方 法的特 点主要 是： AP 树脂砂浆 可以同时对混凝 土建筑 物进行修 补和 加固 粘 结可靠 ；AP树 脂 砂浆 与原混凝 土构件 的机械 性能( 弹 性系数 、热膨胀 系数) 类似 ，力学 性能 相 同 ，采用 了氧化铝粉混凝土 ，增加了 耐 化学性能 ，提高 了收缩补偿效果 ，采 用了聚糖增粘剂 提高 了黏着力和结合 力 ，使施工 性能得到提高 ，对硬化材料 给 予保 湿 性 ，具有 保湿 砂 浆的优 秀 性 能 AP 树脂砂 浆可 喷射 也 可涂抹 ， 施 工方便 ：对加 固平面没有特殊 的平 整 性要求；自重增加很少 ；具有较 高的疲 劳荷载抵抗力。 植 筋加 固桥 面技术 在 桥面破 坏修 复 中 通 常是 先完 全凿除 旧桥面再换铺新桥面 这样一是 费工费 时，二是经济效益也 不理想 。对 此 有人提 出采用植筋技术 。在 旧桥面 上直接加一层新桥面 ，这样 不仅充分利 用 了旧桥面 ，而且缩短 施工时间，经济 效益也很显著。采用植筋技术 对 旧桥 面进行简单的清洁处理 ，然后平行 旧桥 面钢筋 按计算深度和规定 间距钻孔 再将钢筋植入孔内 再采用同级 别的混 凝土填孔 并浇筑 新的桥面层 。在这种 桥面加固技术中 ，新旧桥面 的连接是个 薄 弱环节 ，尤其是界面 的抗 剪强度 。该 方法的缺点是计算比较 复杂 ，不仅要计 算新桥面层的厚度以满足承载要 求，而 且剪力植筋应有适当的埋深 ，需经过计 算确 定 。 另外 ，植筋 点 的选择 也是 一 个 问题 ，既要避 开 原钢 筋 ，还 要 与原 钢 筋保 持一 定 的距 离 ，以满 足钻 孔操 作 要 求 。最 后就 是 植筋 后要往 孑 L 内注 入 混凝 土 虽 然混凝 土 量 比较 少 但 是 混凝 土 的膨 胀和 收缩 也是 一个 不得 不 考虑 的问题 。 结束语 早 期建 设 的桥梁 ，标 准低 承载 力不足 ，成 为公路交通的 “ 瓶颈”。结 合桥梁 实际 ，采用合适的维修与加固技 术 可使 旧、危桥满足安全要求和使 用 要求继续服务 让少量的投资发挥大效 益 。 作者单位：大城县交通局公路管理站