如何做好道橋加固預防結構病害
2015-09-07
1.道路橋梁結構病害的成因
道路橋梁作為保障人類生命財產(chǎn)安全的空間載體，伴隨著使用功能的轉變，其自身結構時刻都面臨著加固的問題，只是個中原因未必一致：有的橋梁在還沒建成時，因為設計中存在缺陷施工質量問題需要加固補強，比如說橋型結構不當、設計不合理；或者由于地質原因，比如說滑坡、軟基等原因致使橋梁發(fā)生病害等；有的雖然已經(jīng)建成，但由于設計變更或結構老化不得不進行改造加固，如車輛荷載增大，橋梁承載不足而產(chǎn)生病害；有的為滿足相關規(guī)定，需要對橋梁的周邊部分實施改造；有的由于遭受自然災害（如洪水、地震等）而務必采取加固措施等等。此外，橋梁結構還應該具備足夠的強度，以承受作用于其上的重力及附加力；結構各部尺寸也應適當取其大小，以使其承受軸向壓力時的構件不至于發(fā)生扭曲，導致結構的穩(wěn)定性喪失；結構各部必須具有足夠的剛度，以使其在荷載作用下不產(chǎn)生過大的撓曲和變形。面對這一系列問題，道路橋梁的加固改造工程也越來越多。所以說，結構設計工作者非但要能熟練掌握橋梁結構設計的細節(jié)，還需要根據(jù)橋梁工程新的發(fā)展趨勢，了解并運用橋梁的加固設計工作。
2.道路橋梁結構加固原則
2.1總體效應原則
雖然在結構加固中，實施對象僅僅是橋梁的危險構件，但還應當考慮到加固之后整體結構體系會發(fā)生何等改變。所以，在設計橋梁結構加固方案時，應對橋梁的總體進行綜合分析，以保證橋梁結構的整體性能不被破壞。
2.2“謀定后動”原則在確定橋梁結構加固設計方案之前，應該對已有結構進行全面檢查和可靠性分析，在掌握已有結構的性能、構造以及缺陷等資料的同時，對結構的受力情況與持力水平進行分析，為之后確定加固設計方案奠定基礎。
2.3設計方案的優(yōu)化原則
在確定加固方案之前，對加固方案的選擇并不是唯一的，到底選擇哪一種方案，這要通過優(yōu)化原則來加以斷定。這其中應該盡量滿足工程的綜合經(jīng)濟指標，考慮加固施工的特點和加固技術的水平，在加固方案的設計和施工組織上采取恰當?shù)氖侄危瑴p少對外界環(huán)境和局部構件的影響，盡可能地縮短工期。
2.4最大化利用的原則
原道路橋梁結構經(jīng)過加固后，往往還具備一定的承載能力。所以，在加固時應盡可能地降低對原橋梁結構的損壞，以保證原有結構的使用性能不被破壞；對于那些已有的結構或構件，在經(jīng)過結構檢測與可靠性鑒定的分析之后，對其結構構造與承載性能有了全面了解的基礎之上，應該盡量地保留并使用。
3.道路橋梁結構加固方法
3.1加大截面法
加大截面法是在鋼筋混凝土受彎構件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層，增大原混凝土構件截面面積，從而提高構件正截面抗彎，達到加固補強的目的，根據(jù)荷載大小和凈空條件不同，可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案。其施工工藝簡單、適應性強，能廣泛對一般建筑的梁、板、柱、墻等混凝土結構進行加固。但這樣導致施工工作量大，養(yǎng)護期長，對生產(chǎn)和生活有一定的影響，且嵌入的鋼筋銹蝕和混凝土劣化的危險性很大。
3.2碳纖維加固法
碳纖維加固法，全稱為粘貼纖維增強塑料加固法，它通過膠結材料將纖維增強復合材料貼在被加固構件的受拉區(qū)段，使它和被加固截面一同抗拉，從而達到提高結構承載性能的要求。這種技術優(yōu)點很多，比如說高強高效，可以大幅度地提升混凝土結構的延性與承載性能，而且施工簡捷，具有很好的耐腐蝕性及耐久性，加固前后對結構的尺寸和外觀不構成影響，質量輕，自重少，因此適用范圍非常之廣。
3.3粘鋼加固法
所謂的粘鋼加固方法，就是在鋼筋混凝土結構構件承載力不足的區(qū)段表面粘貼一定數(shù)目的鋼板。這種方法能夠很好地保護原混凝土構件，施工工藝簡單，現(xiàn)場工作量小，而且在方案設計及結構計算方面都非常之簡單。但實施過程中，由于鋼板重量過大，在操作上有所限制，固化劑在結硬以后，表現(xiàn)出很明顯的脆性，粘結的耐久性難以保證，此外，鋼板和膠體界面還存在一些潛在的銹蝕。
3.4錨噴技術
隨著施噴機具的發(fā)展和速凝劑的使用，現(xiàn)代技術獎噴射鹼與鋼筋網(wǎng)、錨桿配合使用，逐漸完善錨噴技術的。施工中需加入速凝劑，因而又具有快凝、早期強度高的特點；錨噴技術可以少用甚至不使用側向模板，其運輸、澆注、搗固合并為一道工序、占地面積小且設備簡單、施工機械化程度高、效率高、節(jié)省勞動力，而且在實施過程中可以不中斷交通。
3.5外部預應力加固法
這種方法也叫反彎矩法，一般適用于大跨度結構加固。通過在構件外對預應力鋼筋進行張拉，不但能夠增加主筋，提高構件的截面強度，還能增強剛度效果，可以說是一種十分積極的加固手段，對受拉區(qū)施加預加壓力，可以抵消部分自重應力，起到卸載、減小跨中撓度、閉合裂縫或減小裂縫寬度的作用。
4.結束語
總的來說，道路橋梁加固技術是二十一世紀公路橋梁施工領域發(fā)展速度最快、用途最廣的一門科學技術。然而加固施工工藝相對較復雜，要求橋梁加固工程取長補短，不僅延長了原橋的使用壽命，同時還增強了原橋的承載能力。通過道路橋梁加固技術，不但可以更好地、及時地為現(xiàn)代交通運輸功能，還能節(jié)省道路橋梁在施工和使用階段的能源損耗，給人民、國家、社會帶來良好的經(jīng)濟效益。
