橋梁加固技術(shù)以及耐久性的技術(shù)分析

1、    橋梁加固技術(shù)以及耐久性的技術(shù)分析    牛鳳松摘要：本文主要針對(duì)鋼筋混凝土橋梁的缺陷，基于加固的原理基礎(chǔ)上，分析了橋梁工程中加固技術(shù)必要性和可行性，介紹了幾種常用的加固方法。關(guān)鍵詞：橋梁；加固； 耐久性abstract: this article mainly aims at the defects of reinforced concrete bridge, based on the principle of reinforcement, based on the analysis of the bridge engineering reinf

2、orcement technique necessity and feasibility, this paper introduces some common methods of reinforcement.keywords: bridge; reinforcement; durability：tu71 ：a 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸量大幅度增長(zhǎng)，行車密度及車輛載重越來(lái)越大，重型車輛日益增多，承受的荷載增大，重型車輛增加及超載現(xiàn)象嚴(yán)重。隨著各種重型車輛，尤其是工程用重型運(yùn)輸車的不斷出現(xiàn)，公路橋梁負(fù)荷日趨加重。橋梁在多年的使用過(guò)程中多承受風(fēng)、雨、水流等自然界的侵蝕，還可能遭受地震、洪水等自

3、然災(zāi)害而受到嚴(yán)重破壞。橋梁結(jié)構(gòu)自然老化, 耐久性差，老舊橋梁設(shè)計(jì)斷面單薄、安全儲(chǔ)備低，部分橋梁存在設(shè)計(jì)不當(dāng)或施工質(zhì)量差。因此對(duì)舊橋、危橋的加固維修, 以及如何提高其承載力的問(wèn)題, 確保交通運(yùn)輸?shù)陌踩悄壳昂徒窈竺媾R的主要任務(wù)1。近20年來(lái)，中國(guó)的道路建設(shè)蓬勃發(fā)展，新建橋梁逐漸減少，已建橋梁的維修、養(yǎng)護(hù)、加固已成為公路交通部門的工作重心。通過(guò)調(diào)查，2004年我國(guó)存在安全性與耐久性不足的橋梁約有1000多座。在國(guó)外，美國(guó)全國(guó)共有三分之一的橋梁處于非健康狀態(tài)；日本和德國(guó)等國(guó)都發(fā)現(xiàn)很大一部分的橋梁的安全與耐久性都具有潛在的危機(jī)。所以，對(duì)這些危橋、舊橋的研究已成為現(xiàn)代交土人的重要課題，對(duì)那些年久失修、承

4、載能力不能滿足運(yùn)營(yíng)要求的橋梁全部拆除重建，不僅需要較大的投資，還不利于環(huán)保。因而我們要采取不同的手段對(duì)這些橋梁進(jìn)行檢測(cè)評(píng)定，運(yùn)用新型的改造的手段來(lái)保障提高橋梁的工作能力。這樣做既節(jié)約了大量的人力、物力、財(cái)力資源，又滿足了橋梁的運(yùn)作要求，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的要求。1. 橋梁加固的概念及特點(diǎn)提高整座橋梁通行能力的措施主要是通過(guò)技術(shù)改造加強(qiáng)或增加橋梁構(gòu)件進(jìn)行加固?？梢砸晿蛄旱暮奢d承受能力、結(jié)構(gòu)類型及使用的技術(shù)要求而確定。加固的特點(diǎn)2主要包括：1）橋梁加固要比新建橋梁節(jié)省成本，新建橋梁施工費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且成本高，而加固所需費(fèi)用節(jié)約相對(duì)來(lái)說(shuō)要節(jié)約很多。2）橋梁的加固應(yīng)使原有結(jié)構(gòu)發(fā)揮最大的功效，首先應(yīng)進(jìn)行原

5、橋的檢測(cè)評(píng)定，合理利用原有結(jié)構(gòu)，使原有橋梁的經(jīng)濟(jì)效益最大化。3）涌現(xiàn)出許多新的施工工藝，新技術(shù)的科學(xué)性、合理性、耐久性等必須經(jīng)過(guò)大量的工程實(shí)踐的檢驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。4）改造的標(biāo)準(zhǔn)與原設(shè)計(jì)時(shí)所采用的標(biāo)準(zhǔn)不同，由于舊橋設(shè)計(jì)時(shí)采用的標(biāo)準(zhǔn)只能滿足當(dāng)時(shí)的需要，而不能滿足現(xiàn)在以及未來(lái)的使用要求，所以加固時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)一般比原設(shè)計(jì)時(shí)采用的荷載標(biāo)準(zhǔn)要高一個(gè)等級(jí)以確保橋梁的安全性與耐久性。2. 橋梁加固方法的研究2.1 混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的缺陷3混凝土橋梁結(jié)構(gòu)缺陷產(chǎn)生的原因有很多，一般分為表層缺陷和內(nèi)部缺陷兩類。鋼筋混凝土表層缺陷主要有：蜂窩、孔洞、剝落、老化、露筋、層隙、磨損、掉角、表面裂縫、表面腐蝕、構(gòu)件變形、接縫不平等。

6、混凝土表層缺陷，其原因是多方面的，如設(shè)計(jì)、施工、維修養(yǎng)護(hù)不善、交通事故、地震和結(jié)構(gòu)老化等等。鋼筋混凝土的內(nèi)部缺陷主要有：設(shè)計(jì)方面，結(jié)構(gòu)受力分析錯(cuò)誤、結(jié)構(gòu)不合理、計(jì)算上出現(xiàn)差錯(cuò)、穩(wěn)定性能較差、剛度不足等。施工方面：施工質(zhì)量不好，施工中所使用的材料的規(guī)格與性能不符合要求，操作違反規(guī)程等原因。2.2 橋梁加固機(jī)理研究分析加固方法主要利用了兩個(gè)相互擠壓且做相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體的接觸面之間會(huì)產(chǎn)生摩擦阻力這一力學(xué)原理。摩擦阻力的大小主要取決于兩個(gè)物體之間的壓力，由摩擦力的計(jì)算公式，可以看出，摩擦力f與壓力n之間是正比例關(guān)系，當(dāng)壓力n越大時(shí)，摩擦力f也越大。如果當(dāng)上部結(jié)構(gòu)的重量g大于摩擦阻力的臨

7、界值 時(shí)，就會(huì)打破力的平衡，發(fā)生滑動(dòng)；當(dāng)gf0時(shí)，受到的摩擦力f=g，就保持力的平衡，就不可能向下滑動(dòng)，從而起到支撐上部結(jié)構(gòu)重物的作用4。3. 橋梁的加固方法3.1粘貼碳纖維加固法碳纖維材料和黏結(jié)劑必須由供應(yīng)商配套提供，并同時(shí)給出材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)。碳纖維質(zhì)輕（1.71.9g/cm3），高強(qiáng)（34gpa），高彈模（220440gpa），導(dǎo)電性良好（10-210-3cm），線膨脹系數(shù)為零，是一種性能極為優(yōu)良的復(fù)合材料組分5。加固法是利用樹脂類材料把碳纖維布材或板材粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面，形成復(fù)合材料體。碳纖維加固舊橋具有以下優(yōu)點(diǎn)：不增加恒載及斷面尺寸；可適應(yīng)不同構(gòu)件形狀，成型很方便；施工簡(jiǎn)便

8、；采用碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)，對(duì)原結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生新的損傷；能有效地封閉混凝土的裂縫；碳纖維布(片)具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性；不影響結(jié)構(gòu)的外觀。3.2 粘貼鋼板加固法粘貼鋼板加固法是通過(guò)配置黏結(jié)劑把打磨好的鋼板粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)的表面，用以提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力。具有獨(dú)特的特點(diǎn)：1) 不會(huì)破壞被加固結(jié)構(gòu)的外形。2) 施工工藝簡(jiǎn)單, 施工質(zhì)量易于控制。3) 施工工期短, 經(jīng)濟(jì)性較好。4) 粘鋼所占空間小, 不影響橋梁凈空, 橋梁自重增加很小。5) 加固部位、范圍與強(qiáng)度可視設(shè)計(jì)構(gòu)造需要靈活設(shè)置。6) 可在不影響或少影響交通的情況下施工。3.3 體外預(yù)應(yīng)力加固法體外預(yù)應(yīng)力加固通常是在梁底或梁側(cè)下部增加預(yù)應(yīng)力加勁鋼絲

9、索或預(yù)應(yīng)力粗鋼筋補(bǔ)強(qiáng)并分別錨固在梁的兩端，通過(guò)設(shè)置一定的聯(lián)結(jié)構(gòu)件使預(yù)應(yīng)力拉桿與梁體構(gòu)成一個(gè)體系，抵消部分恒載應(yīng)力6。體外預(yù)應(yīng)力法實(shí)際上改變了原結(jié)構(gòu)，其計(jì)算方式與無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相似。這種方法施工簡(jiǎn)便、對(duì)交通干擾較小，人力投入少的特點(diǎn)，體外預(yù)應(yīng)力加固橋梁能很明顯的提高或恢復(fù)橋梁原有的承載能力，滿足交通的需求。橋梁的加固方法必將越來(lái)越先進(jìn)，傳統(tǒng)的加固方法除了簡(jiǎn)便易行，材料經(jīng)濟(jì)而繼續(xù)得到青睞外，新方法的運(yùn)用，使得橋梁加固的對(duì)象更廣，施工更方便快捷，效果更明顯，選擇最佳加固形式做出最優(yōu)控制以實(shí)現(xiàn)橋梁的加固和耐久性的目的，保障人民的財(cái)產(chǎn)和生命的安全至關(guān)重要。為我們帶來(lái)最大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，這是我們工程人員一個(gè)前進(jìn)的方向，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)保障，立足現(xiàn)狀，放眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，處理好橋梁設(shè)計(jì)與維修管理的關(guān)系，如何把維修加固中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，放到今后橋梁設(shè)計(jì)上加以考慮。參考文獻(xiàn)：1 張開鵬，蔣玉龍，曾雪芳.橋梁加固的發(fā)展與展望.公路，2005，8: 3002 陳開利，王邦楣，林亞超橋梁工程鑒定與加固手冊(cè)人民交通出