潘春龙
(哈尔滨市方正县公路管理站 黑龙江省哈尔滨市 150800)
浅析公路桥梁加固施工中的技术方法
潘春龙
(哈尔滨市方正县公路管理站 黑龙江省哈尔滨市 150800)
近年来我国交通运输业取得了较快的发展,特别是私家车数量的激增,给公路桥梁的荷载带来了较大的压力。目前部分桥梁存在着承载能力不足及混凝土表面裂缝等问题,另外部分桥梁由于老化、破损及受原设计标准限制已无法满足现代交通运输的要求,因此对于这类桥梁可以采用加固改造施工来提高桥梁的受力性能,使桥梁能够重新投入使用。
公路桥梁;加固;施工技术
对旧桥进行加固施工,可以有效的提高桥梁的交通运行能力,增加桥梁的承载力,使其能够更好的满足现代化运输的要求。特别是在当前重型车辆不断增多的新形势下,更需要重视对公路桥梁的加固,提高桥梁的耐久性,延长其使用寿命。
1.1 墩台的问题
在桥梁常年使用过程中,桥梁墩台基础会受到上部结构荷载力、土压力、风力及流水压力等的共同作用,在长期较大重荷影响下,桥梁墩台基础避免不了会发生不同程度的损坏,影响桥梁的安全。
1.2 主拱圈的问题
公路桥梁在定期质量检查过程中,发现各孔中波波项纵向裂缝较为常见,特别是在孔拱波和拱肋衔接处横向和U型裂缝更为常见。
1.3 主梁的问题
公路桥梁一旦锚跨中部梁下缘及悬壁梁根部上缘出现问题,通常都会产生裂缝,裂缝的产生会对整体车行道的翼板带来一定的影响。特别是一些重载车辆通过时,会导致主梁的受拉区出现不同程度的开裂,当负变矩区出现裂缝时,多集中于上部的位置,从而导致雨水经由裂缝处渗入到主梁内部,导致主梁发生变形,严重时还会使钢筋发生锈蚀,影响混凝土强度。
2.1 增大截面法
这种加固方法主要是通过增加构件截面面积和配盘,在混凝土梁、板和柱加固中应用较为广泛。利用增大截面法进行加固过程中,不仅施工难度较小,而且对施工人员和施工条件没有严格要求,不需要特殊的技术和设备即可以完成加固施工任务。在结构允许的情况下,利用增大截面法能够有效的提高构件的承载力,但增大截面法会导致构件自重增加,这必然会对梁产生较大的影响,同时工作量和加固周期都会增加,养护难度较大,在施工过程中需要较大的作业空间,需要完全清空建筑物,加固会对对桥梁的外观带来较大的影响。
2.2 粘贴钢板加固法
外部粘贴钢板加固法是一种把钢板粘贴在构件表面的常用的加固方法,通过外粘的钢板提高构件的承载力、刚度。该方法的主要优点有施工速度较快,一般花2d左右的时间即可把粘贴的钢板加压固化。和增大截面法相比,它占用的空间很小,钢板的粘贴位置比较灵活,除了在梁底粘贴可以提高受弯承载力外,在两侧粘贴也能提高受剪承载力,这些位置的粘贴不但可以提高承载力还可以封闭及限制结构的裂缝。粘贴钢板的缺点主要为对施工人员的素质要求比较高,施工需要由专业队伍施工,材料费用及施工用费用较高。另外耐腐蚀、耐火性和耐久性差也是限制该方法使用的重要因素。
2.3 粘贴纤维复合材料加固法
这种加固方法主要是在构件表面粘贴纤维复合材料,由于纤维复合材料抗拉强度和混凝土粘结强度在较长的时间内都不会发生变化,施工速度较快,不需要大型机械,同时纤维复合材料自身重量较轻,不会导致构件自重增加,在桥梁加固中应用具有非常好的效果。在利用粘贴纤维复合材料加固法施工时,由于粘贴过程中结构刚度基本不会发生变化,因此需要对挠度控制的结构利用粘贴纤维复合材料回固时无法取得预期的效果。同时在粘贴过程中,复合材料表面要涂上保护漆以避免树脂在高温下发生软化,因此复合材料在防火问题上具有较大的难度,耗费的资金也较多。另外,复合材料自身延性较差,容易发生脆性破坏。
2.4 体外预应力加固法
体外预应力体系由体外预应力孔管、浆体、锚固体系和转向块等部件组成。根据被加固结构受力要求不同,预应力拉杆又分为三种,即水平拉杆、下撑拉杆和组合式拉杆。水平拉杆使用在正截面受弯承载力不足的加固,同时可减小梁的挠度,缩小原构件的裂缝宽度。下撑式拉杆适用于斜截面受剪承载力、正截面受弯承载力均不足的受弯构件加固同时又可减小梁的挠度,缩小原构件的裂缝的宽度。组合式拉杆一般用两根水平拉杆,两根下撑式拉杆,使用于正截面受弯承载力严重不足而斜截面受剪承载力略为不足的加固,同时也可减小受弯构件的挠度、缩小裂缝的宽度。体外预应力法具有以下优点;预应力索布置在混凝土外,便于检查、养护、更换,梁体截面削弱小,索力可检测、能够多次张拉,可以充分发挥预应力索的效益;应力变化幅度小,疲劳影响小。由于其与混凝土截面变形不协调,索力增量均匀,体外索因轴向应力变化引起的疲劳较小;在自重增加很小的情况下,能大幅度改善和调整原结构的受力,提高承重结构的强度和抗裂性;可以在不限制通行的情况下进行加固施工,对桥梁营运影响小;简化了预应力筋曲线,体外索仅在转向、锚固块处设置预埋管道,减小了摩阻损失;体外预应力法既可作为重车过桥的临时加固手段,又可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施。
2.5 高强钢绞线网一聚合物砂桨法
这种加固方法主要是采用高强钢绞线作为受力钢筋,以此来提高原有加固梁的配筋率,提高原有构件的刚度和承载力。在实际施工时,主要采用聚合物砂浆作为粘结剂及钢绞线网的保护层,具有良好的粘结性、抗腐蚀性和耐高温性。利用高强钢绞线网-聚合物砂浆法进行加固施工时,加固面积较小,高强钢绞线能够有效的代替钢筋,而且复合砂浆能够对钢铰线提供有效的保护,能够获得较好的加固效果。
桥梁加固技术属于新兴的技术,发展速度和应用速度都较快,在对旧桥加固改造过程中发挥了非常重要的作用,为现代交通运输的发展起到了有效的推动作用,具有非常好的经济效益和社会效益。但由于加固施工相对较为复杂,因此在桥梁加固施工过程中,需要取长补短,选择适宜的加固方法,遵循科学的施工程序,保证技术的可行性、经济性和安全性,有效的提高桥梁的承载能力,增加桥梁的使用寿命。
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U445.7+2
A
1004-7344(2016)17-0138-01
2016-6-1