作者：張繼承
摘要:文章介紹了中小跨徑橋梁常用加固方法的原理、適宜的條件和施工程式。
關鍵詞:中小跨徑橋梁;加固方法
一、概述
橋梁的生命週期都要經歷建造、營運和老化三個階段,雖然橋梁建設初期充分考慮了近、遠期經濟發展和社會的諸多需求,採用了當時最先進的技術和材料,但仍然難以擺脫歷史的侷限。隨著科技的進步,車輛載重逐漸增大,車速相繼提高,人們對行車的安全性和舒適性也提出了更高的要求。但早期建設的橋梁,荷載標準低,施工水平差,經過多年運營橋梁病害相繼出現,因此舊橋維修和加固便成為乙個急需解決的問題。
目前,世界上發達國家都投入了不小的人力和物力進行舊橋加固技術研究,在興建新橋的同時,仍然十分重視舊橋的利用價值。我國現時期正在大力發展基礎設施,資金需求量大,而要在短時間內重建等級公路上的危橋,不僅需要大量資金,同時也有悖於橋梁建設的可持續發展。下面筆者就根據近幾年來在公路路網改造過程中,針對中小跨徑橋梁經常採用的一些維修加固方法做一些介紹。
二、錨噴混凝土加固法
錨噴混凝土是指先將錨桿錨入補強部位結構內,掛設補強鋼筋網,然後再噴射一定厚度的混凝土,使其與原結構共同承受外力的組合結構。
此種加固法在漿砌片石板拱橋加固中運用較多,目前低等級公路上的石板拱橋由於早期施工時未按強度和規格要求嚴格選料,砌築片石時砂漿不飽滿,砂漿配合比控制不嚴,再加上超重車輛長期作用,普遍存在主拱圈片石風化、石料大小不
一、片石被擠壓碎裂、石料強度不均勻等現象,砌築砂漿鬆動脫落並存在較多空洞,有的拱圈已發現縱向裂縫。針對此種情況採用錨噴混凝土加固既不中斷交通,又能很好地解決這些病害。
錨噴混凝土施工工序:
①將拱圈底面人工打毛,並將汙染的砂漿完全鑿除,然後用高壓水沖洗拱底表面;
②在拱圈底面用電鑽打錨筋孔,孔深不得小於10cm,錨筋直徑不得小於12mm,孔內灰塵要吹洗乾淨,然後用m12號砂漿或環氧樹脂注入孔內,再插入錨筋,使之粘結牢固;
③將鋼筋網點焊在錨筋上,焊點不能太少,以免噴射混凝土時鋼筋移動;
④噴射混凝土前先將拱圈底面用水沖洗濕潤,然後在表面先噴一層m12號砂漿,厚度約1cm,再噴射混凝土,使新老混凝土粘結良好並能填塞片石間孔洞,噴射混凝土後要注意及時養生。
三、外包混凝土加固法
外包混凝土加固法又稱增大截面加固法,是指增大構件的截面和配筋,以提高構件的強度和剛度的一種加固方法。此種加固法在增加橋梁橫向聯絡方面應用較多,早期修建的橋梁橫繫梁或橫隔板尺寸都較小,強度和剛度也較弱,在當前較大外荷載作用下, 產生了較大變形,導致橫繫梁開裂、脫落,無法有效地橫向分布荷載。此時採用外包混凝土加固法適當增大橫繫梁尺寸,隨著橫向聯絡的加強,主梁的橫向整體受力效能提高,從而增加了橋梁的承載能力,提高了橋梁的剛度和穩定性。
外包混凝土加固施工工序:
①為了加強新、舊混凝土的結合,應對原構件混凝土的缺陷進行清理,並將構件表面鑿毛;
② 當採用三面或四面外包加固時,應將構件的稜角敲掉,同時除去浮碴和灰塵;
③用高壓水沖洗原混凝土表面,在澆築混凝土前,在原混凝土表面刷一層水泥漿以加強新、舊混凝土的結合。
四、貼上碳纖維布加固法
碳纖維是一種新型材料,具有高強、輕質、耐腐蝕以及施工簡便等優點而成為舊橋加固的理想材料。加固混凝土構件時,按構件的不同受力特點,用粘結材料將碳纖維布貼上於構件表面,實現對構件變形的約束並由此提高構件的承載能力。
此種加固法在增強構件抗彎剛度、減少構件撓度和約束混凝土裂縫擴充套件方面應用較多。當補強結構外形較複雜,採用外包混凝土或者貼上鋼板加固法時,施工難度很大,且貼上鋼板可能會對原結構造成損傷,此時就可以發揮碳纖維布隨結構外形變化任意施工,從而降低施工難度的優點。
貼上碳纖維布施工工序:
①按加固設計要求,對需要表面處理和貼上纖維布的部位進行放樣定位;
②混凝土表面打磨平整,除去表層浮漿、油汙等雜質,直至完全露出結構新麵, 將混凝土表面清理乾淨,去除灰塵並保持乾燥;
③用一次性軟毛刷或特製滾筒將底膠均勻塗抹於混凝土表面,待膠表面指觸乾燥時即進行下一步工序施工;
④混凝土表面凹陷部位用找平膠填補平整,且不應有稜角,轉角處應用找平膠修復為光滑的圓弧;
⑤按設計要求的尺寸裁剪纖維布,配製貼上膠並均勻塗抹於所要貼上的部位,用一次性軟毛刷或特製滾筒沿纖維方向多次塗刷,擠除氣泡,並使膠水充分浸透纖維布。多層貼上重複上述步驟,待纖維布表面指觸乾燥時即進行下一層的貼上。在最後一層的碳纖維布表面均勻塗抹貼上膠。
貼上注意事項:
①纖維布貼上施工宜在5℃～35℃環境溫度條件下進行,並應符合配套樹脂的施工使用溫度。當環境溫度低於5℃時, 應採取加溫措施;
②用碳纖維布加固混凝土構件宜採用薄布多層的貼上方法,使其與粘接材料充分浸潤,確保粘接效率。設計時根據各塊件處的應力值大小決定碳纖維布的層數。
五、橋面補強層加固法
橋面補強層加固法是指先鑿除原橋鋪裝層後,重新澆築一層鋼筋混凝土補強層,使其與原橋結構形成整體。利用梁體截面加高,改善橋梁橫向應力分布能力,從而提高橋梁承載能力。
由於橋面鋪裝層直接承受車輛荷載作用, 應力集中明顯,再加上中小跨徑橋梁所受應力變化和衝擊影響較大。因而它也是最易出現破壞的結構之一,常見病害有:磨耗、露筋、網裂、坑洞等。
原中小跨徑橋梁橫向大都通過鉸縫進行連線,而橋梁設計老規範對鉸縫未作明確要求,現經過多年運營,已有鉸縫開始出現鬆動脫落,減弱或失去橫向傳力功能,這樣就給主梁安全運營帶來了隱患。
橋面補強層加固法針對此種病害具有施工簡便、加固效果明顯的特點,尤其適用於中小跨徑的梁式橋。其常用方法是鋪築鋼筋網與混凝土或鋼筋網與鋼纖維混凝土。鋪築的厚度和配筋視加固需要而定,一般補強層厚度不小於8cm,以不增加新的恆載為宜,並要注意確保新舊混凝土能成為乙個受力整體。
結束語以上為中、小跨徑橋梁在常規加固中經常採用的一些方法。由於我國暫時經濟能力有限,為保證橋梁安全運營,在一定時期內橋梁維修加固不可避免。
①由於老橋資料不全,實際受力情況與結構計算模型也存在一定的差異,所以橋梁加固在設計單位嚴格計算、施工單位按圖精心施工後,建議仍要對加固後的橋梁進行檢測,作好各項資料的詳細觀測和記錄,與理論計算相比較,經分析得出安全可靠的結論後,方能通車。
②對橋梁病害處理要貫徹「建養並重」、「預防為主」的思想。橋梁要進行定期檢查和週期性養護,對發現的一些小病害要及時維修,避免病害擴大,失去承載能力。
③現時期橋梁建設要走可持續發展的道路,新建橋梁應考慮其可檢測性、可加強性和可更換性。
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