橋梁加固與維修方法案例

1、橋梁加固與維修方法案例隨著我國大路交通事業(yè)的迅猛進(jìn)展，大路交通量不斷增強，超載重車輛不斷消失，大路橋梁負(fù)荷日趨加重。而大路橋梁本身在施工過程中受到一些難以控制的不利因素的影響，在建成運營中又受到風(fēng)、雨、水流的侵襲，溫度、濕度變化的影響，通過車輛荷載及沖擊的作用，甚至遭到地震、船舶撞擊的嚴(yán)峻傷害，使得其承載能力與交通需求的沖突日益突出。為逐步解決這一沖突，在現(xiàn)有的國民經(jīng)濟(jì)條件下，對有缺陷的橋梁舉行加固補強與技術(shù)改造已成為大路養(yǎng)護(hù)與設(shè)計研究部門的當(dāng)務(wù)之急。大路橋梁的結(jié)構(gòu)缺陷種類眾多，狀況復(fù)雜，但無論是梁橋結(jié)構(gòu)、拱橋結(jié)構(gòu)或是索橋結(jié)構(gòu)，也不論是橋梁上部結(jié)構(gòu)還是下部結(jié)構(gòu)，歸結(jié)起來，也不外乎有裂縫、鋼筋銹

2、蝕、混凝土結(jié)構(gòu)破壞、承載能力不足以及結(jié)構(gòu)的局部損壞等缺陷。若是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，還有無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的若干問題、預(yù)應(yīng)力索失效等缺陷。同時，橋梁附屬結(jié)構(gòu)包括橋面鋪裝、防水層、伸縮縫、支座等均存在各自的缺陷和病害。下面主要推薦幾種橋梁加固的常用方法及實例。1.體外預(yù)應(yīng)力加固法1.1 概述鋼筋混凝土梁橋，當(dāng)其存在結(jié)構(gòu)缺陷，尤其是承載能力不足或需要提高荷載等級，即需要對橋梁主要受力結(jié)構(gòu)舉行加固時，可在梁體外部（梁底和梁兩側(cè)）設(shè)置預(yù)應(yīng)力加勁鋼絲索或預(yù)應(yīng)力粗鋼筋補強，并分離錨固在梁的兩端，通過設(shè)置一定的聯(lián)結(jié)構(gòu)件使預(yù)應(yīng)力拉桿（鋼絲索或預(yù)應(yīng)力粗鋼筋）與梁體構(gòu)成一個桁架體系，成為一次超靜定結(jié)構(gòu)，從而抵消部分恒載應(yīng)力

3、，起到卸載作用，從而較大幅度地提高橋梁的承載能力。體外預(yù)應(yīng)力加固法比梁底增焊（或粘貼）鋼筋（或鋼板）的加固方法相比，不需清鑿混凝土庇護(hù)層，且損傷梁體程度小，加固時不影響或少影響交通，能恢復(fù)或提高橋梁的荷載等級，經(jīng)濟(jì)效果較顯然。但對于梁體外的預(yù)應(yīng)力筋和有關(guān)構(gòu)件應(yīng)實行切實有效的防護(hù)措施，否則在溫度、腐蝕等外界條件作用下，簡單造成預(yù)應(yīng)力筋斷裂而使加固工作失敗。通過在梁體外布設(shè)鋼材的拉桿或撐桿并與被加固的梁體錨固銜接，然后施加預(yù)應(yīng)力，強迫后加的拉桿或撐桿受力，從而轉(zhuǎn)變原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，并降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平，使結(jié)構(gòu)總承載力顯著提高，且可削減結(jié)構(gòu)的變形、裂縫寬度縮小甚至徹低閉合。這就是體外預(yù)應(yīng)力加固梁橋，

4、并能提高其承載能力的機理。1.2 加固實例廣州市丫髻沙特大橋副航道橋為86m+160m+86m繼續(xù)剛構(gòu)。2000年3月竣工，6月通車運營。運營3年多后，發(fā)覺使用中消失橋面下?lián)?，并在隨后舉行的梁體外觀檢查中發(fā)覺剛構(gòu)中跨跨中區(qū)域梁體底板及腹板開裂現(xiàn)象嚴(yán)峻，中跨跨中底板橫向裂縫寬度在0.15mm-0.3mm之間，最大裂縫達(dá)0.5mm；腹板消失斜裂縫，主要分布在邊跨現(xiàn)澆合攏段和中跨0.3L-0.45L，0.55L-0.70L位置，最大裂縫寬0.45mm；中跨跨中最大下?lián)隙?2.23cm。1.2.1 體外預(yù)應(yīng)力索布置按照繼續(xù)剛構(gòu)的受力特點，僅在中跨沿兩腹板外側(cè)布置預(yù)應(yīng)力索，為折線形布置，每側(cè)4束，全橋兩

5、幅共16束。體外索通過雙薄壁墩頂0號塊腹板外側(cè)設(shè)置的兩對錨箱錨固，全部體外索均在1號錨箱完成轉(zhuǎn)向，1號索和3號索在1號錨箱錨固，2號索和4號索在2號錨箱錨固。在跨中每根索對稱跨徑中心線設(shè)置兩個轉(zhuǎn)向點。在體外束直線段，為防止橋面行車引起鋼束過大振動，沿體外束縱向每隔10 m左右設(shè)置一道防振限位裝置，此外在跨中轉(zhuǎn)向點處，為防止未轉(zhuǎn)向索振動時與轉(zhuǎn)向點鋼箱加勁板相碰應(yīng)設(shè)置庇護(hù)措施。1.2.2 主要施工工藝（1）0號塊錨固點：a搭設(shè)施工支架（平臺）；b清理和修整混凝土表面；e在腹板錨固鋼箱位置鉆孔植螺桿；d安裝箱內(nèi)鋼板；e吊裝焊接好的錨固鋼箱，并將腹板內(nèi)側(cè)鋼板及外部錨固鋼箱用板材用環(huán)氧粘接劑和錨栓銜接在

6、腹板上，此時須擰緊螺栓并初張拉橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線，最后在箱內(nèi)澆筑混凝土，待澆筑的混凝土達(dá)到設(shè)計強度后將橫向預(yù)應(yīng)力張拉到設(shè)計值。（2）體外索轉(zhuǎn)折點：a在預(yù)制轉(zhuǎn)向鋼箱的同時在梁體的錨固位置種植化學(xué)螺栓；b將制作好的鋼箱安裝在箱梁底板上；e將一幅橋的兩側(cè)鋼箱在箱底用焊接型鋼銜接。（3）體外索張拉：體外索應(yīng)對稱逐級張拉（張拉時一幅橋的8根索應(yīng)同步對稱張拉），每級不超過張拉設(shè)計值的30%，在每張拉完一級時要認(rèn)真檢查每個錨固點及轉(zhuǎn)向點的受力狀況，是否有新的裂縫及過大變位消失，如有不良病害消失立刻停止張拉，查明緣由實行補強措施后再舉行張拉；當(dāng)張拉到設(shè)計值的50%時，查看跨中底板裂縫的閉合狀況及跨中開裂區(qū)是否產(chǎn)

7、生壓應(yīng)力；如裂縫閉合且開裂區(qū)有小的壓應(yīng)力消失可舉行裂縫灌漿，灌漿完畢后將體外索張拉至設(shè)計值，讀取跨中下緣應(yīng)力及上撓值，與設(shè)計預(yù)計值對照。（4）體外索防振設(shè)施：采用在腹板外側(cè)打孔埋栓方式與索上的減振器銜接（索夾）。2.粘鋼法加固粘鋼法加固橋梁一般采用環(huán)氧樹脂或建造結(jié)構(gòu)膠將鋼板、鋼筋或玻璃鋼等抗拉強度高的材料粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的受拉緣或薄弱部位，使之與原結(jié)構(gòu)物形成整體共同受力，以提高其剛度，改善原結(jié)構(gòu)的鋼筋及混凝土的應(yīng)力狀態(tài)，限制裂縫的進(jìn)一步進(jìn)展，從而達(dá)到加固補強、提高橋梁承載能力的目的。一般將鋼板粘貼在被加固橋梁結(jié)構(gòu)受力部位的外邊緣，以便充分發(fā)揮粘貼的鋼板強度與作用，同時封閉粘貼部位的裂縫和

8、缺陷，約束混凝土變形，從而有效地提高被加固構(gòu)件的剛度和抗裂性。（1）為了提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗彎能力，一般在構(gòu)件的受拉緣表面粘貼鋼板，使鋼板與原結(jié)構(gòu)形成整體來受力，此時以鋼板與混凝土粘結(jié)處的混凝土局部抗剪切強度控制設(shè)計。合理與平安的設(shè)計應(yīng)控制在鋼板發(fā)生屈服變形前，粘結(jié)處混凝土不消失剪切破壞。（2）當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)的主拉應(yīng)力區(qū)斜筋不足，為了加固和增強結(jié)構(gòu)的抗剪切強度時，可將鋼板粘貼在結(jié)構(gòu)的側(cè)面，并垂直于剪切裂縫的方向斜向粘貼（斜度一般為45?-60?），以承受主拉應(yīng)力。（3）補強設(shè)計時，鋼板可作為鋼筋的斷面來考慮，將鋼板換算成鋼筋，原有構(gòu)件承受恒載與活載，增強的鋼板承受原有構(gòu)件承受不了的那部分活載。（4）在

9、構(gòu)造設(shè)計時，加固用的鋼板可按實際需要采用不同的樣子，但鋼板的厚度務(wù)必比計算出的厚度大些。用于抗彎能力補強的鋼板尺寸盡可能薄而寬，厚度一般為4mm-6mm，較薄的鋼板可有足夠的彈性來適應(yīng)構(gòu)件表面樣子。用于抗剪能力提高的鋼板厚度宜厚些，依設(shè)計而定。（5）設(shè)計鋼板長度時，應(yīng)將鋼板的兩端延長到低壓力區(qū)，以削減鋼板錨固段的粘結(jié)應(yīng)力集中，防止粘結(jié)部位構(gòu)件消失裂縫或粘貼鋼板被拉脫現(xiàn)象的發(fā)生。（6）粘貼法加固橋梁，如何確保鋼板和被加固構(gòu)件形成整體受力是加固勝利與否的關(guān)鍵，所以，在補強設(shè)計時，除應(yīng)考慮鋼板具有足夠的錨固長度、粘結(jié)劑具有足夠的粘結(jié)強度和耐久性外，為避開鋼板在自由端脫膠拉開，端部可用夾緊螺栓固定，或

10、設(shè)置U型箍板、水平錨固板等，并在鋼板上按一定的距離用螺栓固定，確保鋼板與混凝土之間的粘結(jié)力滿意抗拉或抗剪強度的需要。3.外包混凝土法加固外包混凝土加固法又稱加大截面加固法，它是增大構(gòu)件的截面和配筋，用以提高構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性，也可用來修補裂縫等，適用于梁式橋和拱式橋。按照不同的加固目的和要求，可分為加大截面為主加固和加配筋為主的加固，或兩者同時采用的加固。加固中應(yīng)將新舊鋼筋以焊接，或用錨桿聯(lián)結(jié)補強鋼筋和原構(gòu)件，同時將舊混凝土表面鑿毛清洗整潔，確保新舊混凝土良好結(jié)合。外包混凝土加固法使用平凡混凝土，強度等級不低于C20，當(dāng)加固層較薄，鋼筋較密時，可用細(xì)石子混凝土，在條件許可的狀況下

11、亦可采用鋼纖維混凝土加固，配置的鋼材除平凡鋼筋外還可采用型鋼和鋼板。外包混凝土加固法缺點是現(xiàn)場濕作業(yè)工作量大，養(yǎng)護(hù)期較長，并對結(jié)構(gòu)外觀和凈空有一定影響。外包混凝土加固法的構(gòu)造要求：1）新澆混凝土的最小厚度不應(yīng)小于40mm，用噴射混凝土施工時不應(yīng)小于50mm。2）配制混凝土用的石子宜用堅硬耐久的卵石或碎石，其最大粒徑不宜大于20mm。3）當(dāng)采用鋼筋補強時，縱向受力鋼筋的直徑不宜小于12mm；封閉式箍筋直徑不宜小于8mm，U型箍筋直徑宜與箍筋直徑相同。4）當(dāng)采用型鋼和鋼板補強時，應(yīng)將其和原結(jié)構(gòu)的鋼筋舉行聯(lián)結(jié)，或采用錨栓與原結(jié)構(gòu)聯(lián)系，切實保證力的有效傳遞和能夠參加原結(jié)構(gòu)共同受力。5）加固的受力鋼筋與原構(gòu)件的受力鋼筋間的凈距不應(yīng)大于20mm，并應(yīng)采用短筋焊接銜接；箍筋應(yīng)采用封閉的或U型箍筋。4.結(jié)語舊橋的加固、修理工作應(yīng)該說是一項技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的舉措，但也存在很多實