王敬辉
摘 要:随着我国社会经济和交通运输事业的不断发展,使得道路桥梁所负担的车速、荷载、交通量都大大提高,再加上受环境作用、自然灾害,以及设计、施工的不当等因素影响,目前,我国大部分多年前修建的桥梁已无法适应新的运营要求,往往出现各种缺陷和病害,这些病害的出现,不仅会影响正常的交通运行,而且也会危及桥梁,一旦发生坍塌等安全事件,其所带来的危害与损失是巨大的。总之,无论对新桥的建设,还是对旧桥的改造,做好道路桥梁的加固是十分必要的。
关键词:桥梁;加固;病害;荷载;技术;施工
一、道路桥梁加固的必要性
为恢复原有桥梁建筑物的整体使用效能和延长使用年限,以及原有桥梁建筑物的荷载等级和通过能力,需要对发生重大病容和不能满足运输要求的桥涵彻底进行加固、整治、改造和更新,具体可包括:拓宽桥梁的行车道或人行道、更换桥梁行车道路面或引桥路面的结构、部分或全部更换桥梁损坏或破旧的结构物、对旧桥下部构件进行加固、升高桥梁上部构造的高度,等等。对道路桥梁进行加固,不仅可以美化原有桥梁,还可以增加桥梁的承载能力,提高桥梁的可靠度。
那么,处于何种状态下的桥梁才应予以加固呢?笔者根据实际工作经验,总结出以下几方面:1)某些桥梁如混凝土、砂浆、钢筋等组成材料,其性能已随时间的延续,发生或多或少的减弱,这极大地影响了桥梁的适用性和耐久性;2)某些桥梁出现其梁跨的挠度可以用肉眼看出,这已经影响了桥梁的正常使用,对使用者引起不好的视觉效果;3)某些桥梁的桥墩上有轻微裂缝,很可能会继续发展,进而影响到桥梁的安全性;4)某些桥梁的桥面铺装已经非常破旧,内部材料已经外露,且两侧的栏杆也损坏的非常严重,不但影响桥梁的美观,还可能会导致过往车辆和行人掉入河里等等。当处于运营状态下的道路桥梁一旦发生以上这些桥面净宽不足、荷载标准偏低、桥头跳车、墩台断裂位移、栏杆断裂、墩台基底冲空,河床护底冲翻等病害时,道路工作者就必须对其予以维修和加固,否则一旦桥梁出现损坏、坍塌,不仅会影响正常的交通运输,而且会影响当地居民的生活。
二、桥梁加固工作程序
桥梁加固工作的程序一般为:桥梁检定→确定加固方案→施工图设计→施工组织设计→施工→工程验收。
首先,在桥梁加固过程中,应考虑所要加固桥梁的实际情况,根据需要改造桥梁的评估结论及经济分析,以及先期的检测工作,在得知现有桥梁可以通过加固、维修达到使用要求的结论后,再提出桥梁加固的设计方案;
其次,由于目前我国道路桥梁加固和改造技术的研究与实践在不断提升,使得加固技术和方法在不断增多,为此,桥梁加固工作者应建立既有桥梁维修、加固、重建的经济分析模型,通过比较分析,选择经济合理、技术可行、对现有交通干扰较小的最佳加固方案;
再次,在实施道路桥梁具体加固方案的时候,一定要经过有条不紊的程序、完整齐全的操作、精确的控制过程来实现。一要保证原材料,在做好原材料的验收工作,证实原材料检验合格后方可投入使用;二要保证各项施工符合相关规范、设计文件、加固方案的要求,并进行抽查,不合格予以返工;
另外,在桥梁加固工程完工后,承包商需申请交工验收,监督工程师先进行现场初验后,在进行正式验收,验收顺序为单项工程验收,再全部工程验收,对于不符合规范、方案的,要责令返工。同时,要注意收集相关资料与文件,以备后续之需。
三、 桥梁加固技术
以往,桥梁常用旧桥的基础加固、上部结构的改造、下部结构的加固、桥面铺装层的加固、塞缝灌浆等方法,随着近年来科学技术的日新月异,桥梁的加固技术也有很大的进步,除了常用的改变结构体系加固法、喷射混凝土加固法、粘钢板加固法等多种加固技术外,还可综合应用几种技术及体外预应力加固法、碳纤维加固法等技术以达到更好的加固效果。
1.改变结构体系加固法
此方法是通过改变桥梁的结构体系,达到提高桥梁承载能力的目的。改变结构体系加固法可以显著改变结构的受力特征,且桥梁结构受力比较明确、收效明显,如:在简支梁下增设斜支撑或桥墩,或把简支梁与简支梁纵向加以连接等。
2.喷射混凝土加固法
此方法是借助高速喷射机械,将新混凝土混合料连续地喷射到已经锚固好的钢筋网受喷面上,凝结硬化而形成钢筋混凝土,从而增大桥梁的受力断面和补强钢筋,进而增强桥梁结构的整体性,使其能够承受更大的外荷载作用。
3.粘贴钢板加固法
具有施工简便,快速,不影响结构外形,加固费用低,不减小桥梁净空以及增加荷载不多等优点的桥梁粘贴钢板加固,是采用粘结剂将钢板粘贴在桥梁的钢筋混凝土结构物的受拉边缘或薄弱部位,使之與桥梁形成整体,从而提高桥梁承载能力的一种加固方法。
4.植筋加固桥面法
具有充分利用旧桥面,而且能够缩短施工时间,经济效益也很显著的桥梁植筋加固桥面法,是采用植筋技术,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,采用同级别的混凝土填孔,并浇筑新的桥面层。
5.碳纤维加固法
具有重量轻、热膨胀系数低、抗拉强度高、抗腐蚀性好、抗疲劳性好、对结构外形适应性好、施工方便等特点的碳纤维,它可以做成预应力筋用于体外预应力加固,也可以做成悬索桥的缆索,能够提高桥梁结构及构件的承载力和延性,从而改善桥梁的受力性能,达到高效加固的目的。
6.桥梁SRAP加固法
桥梁SRAP加固方法是一种导入预应力概念的桥梁加固新方法,其原理是利用SR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SR高强材料施加预应力,进而达到对桥梁的加固。
由于旧桥检测、评定与加固技术是一项既综合、复杂又在不断发展和、更新的技术,也是公路工程技术人员共同关心的热点问题,为此,在选择适宜的加固技术和方法时,应综合考虑,从实用性角度来看桥梁加固适合于在承载力满足的要求,但无论采用何种方法,桥梁加固后均要满足加固的目的,并满足加固的成本,让有限的资金发挥到更大的效益。
四、 结语
对于病、危桥梁的加固,能够有力地提高公路通行和服务能力,保障公路通行的安全,而对于改善我国投资环境,加快经济发展也具有极其重要的意义。在桥梁加固具体的施工过程中,应充分利用原有的部分,凡能加固的则不改建,同时,要充分利用各种新材料、新方法,使得桥梁加固的对象更宽泛、方法更快捷、效果更明显,以此推动桥梁加固技术的不断成熟和完善。