橋梁不僅是交通工程的建筑物,而且還是一個(gè)地區(qū)、城市環(huán)境的重要組成部分。隨著世界經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和生活質(zhì)量的提高,對(duì)橋梁的環(huán)境和美學(xué)的要求愈加重視。力求橋梁與地區(qū)的整體環(huán)境相協(xié)調(diào),做到功能、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一,橋梁結(jié)構(gòu)形式和諧,具有**、清爽、穩(wěn)定的秩序感和韻律感。隨著我國(guó)高速公路的建設(shè)和發(fā)展,將逐步建成全國(guó)干線和高速公路網(wǎng)絡(luò),其中原有的公路將發(fā)揮干線到支線、到各地分散物流的重要作用。因此,研究延長(zhǎng)既有橋梁使用壽命的方法,力求加以充分利用,使有限的建設(shè)資金用于當(dāng)前急需的工程,是一項(xiàng)十分重要的工作,應(yīng)當(dāng)提到各級(jí)公路管理部門(mén)的議事日程。

一、舊橋檢測(cè)和加固研究的意義

舊橋加固改造技術(shù),是針對(duì)正在使用的舊橋進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)價(jià)、維修、加固或改造等技術(shù)對(duì)策的總稱(chēng)。統(tǒng)計(jì)資料表明,對(duì)于結(jié)構(gòu)建筑物承載能力和使用性能進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)價(jià),在投入使用后一般有兩次高峰期,一是投入使用后約20年,稱(chēng)為小周期,二是約60年左右,稱(chēng)為大周期。小周期對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)的目的是:確保結(jié)構(gòu)建筑物處于完好的技術(shù)狀態(tài);大周期是對(duì)結(jié)構(gòu)建筑物進(jìn)行鑒定,判定其使用狀態(tài),以便作出相應(yīng)的對(duì)策。近十幾年來(lái),我們進(jìn)行舊橋檢測(cè)、評(píng)價(jià)和加固技術(shù)的研究,主要是針對(duì)20世紀(jì)50―80年代修建的公路橋梁,其中大部分是鋼筋混凝土梁橋和雙曲拱橋,目的是對(duì)這些橋梁使用狀況作出符合客觀實(shí)際的判斷,從而制定出相應(yīng)的技術(shù)加固或改造措施。對(duì)公路舊橋的檢測(cè)、評(píng)價(jià)和加固方法進(jìn)行了廣泛的研究和工程實(shí)踐,并**了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。此舉較大地推動(dòng)了公路舊橋加固、改造技術(shù)研究,在公路梁橋和拱橋等舊橋承載力的檢測(cè)、評(píng)定、加固改造技術(shù)和施工工藝等都**了許多寶貴經(jīng)驗(yàn)。在舊橋加固改造工程中,盡管每座舊橋梁的情況各不相同,具有各自不同的特點(diǎn),但也存在一定的共性。我們應(yīng)遵循橋梁加固、改造工作的共性,結(jié)合具體橋梁的特殊性,在實(shí)踐中發(fā)揮積極性和創(chuàng)造性,不斷進(jìn)取和探索,采用**技術(shù)和材料。在舊橋利用、加固、改造工作中總結(jié)出多種切實(shí)可行的方法,為開(kāi)辟一條新路打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),使舊橋繼續(xù)發(fā)揮固有的使用功能,以保證公路交通暢通無(wú)阻。

二、橋梁加固方法

加固,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),對(duì)于樓面混凝土裂縫修補(bǔ)加固,我們采用樹(shù)脂灌漿液灌漿和粘貼玻璃纖維布加固的綜合處理方法。前者可以封閉裂縫,防止鋼筋銹蝕,增強(qiáng)現(xiàn)澆板的整體受荷性能,提高抗剪能力;后者可以提高樓板結(jié)構(gòu)的承載能力,起到補(bǔ)強(qiáng)加固作用。由于樹(shù)脂玻璃纖維加固層厚度很小,并且表面可以鉆孔,涂抹涂料,所以加固后不會(huì)影響使用凈空,不會(huì)影響建筑功能和外觀。舊橋加固方法可綜合為以下幾類(lèi)。

1、橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法

在梁**上加鋪一層鋼筋混凝土層,一般先鑿除舊橋面,使其與原有主梁形成整體,達(dá)到增大主梁有效高度和抗壓截面強(qiáng)度、改善橋梁荷載橫向分布能力,從而達(dá)到提高橋梁的承載能力的目的。

2、增大截面和配筋加固法

當(dāng)梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時(shí),通常采用增大構(gòu)件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方法是在梁底面或側(cè)面加大尺寸,增配主筋,提高梁的有效高度和抗彎強(qiáng)度,從而提高橋梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋的加固。

3、錨噴混凝土加固法

借助高速?lài)娚錂C(jī)械,將新混凝土混合料連續(xù)地噴射到已錨固好鋼筋網(wǎng)的受?chē)娒嫔?/span>,凝結(jié)硬化而形成鋼筋混凝土,從而增大橋梁的受力斷面和補(bǔ)強(qiáng)鋼筋,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性,使其能承受較大的外荷載作用。

4、體外預(yù)應(yīng)力加固法

對(duì)于鋼筋混凝土橋,預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋或板橋,采用對(duì)受拉區(qū)施以體外預(yù)加力進(jìn)行加固,可以抵消部分自重應(yīng)力,起到卸載的作用,從而較大幅度地提高梁的承載能力。體外預(yù)應(yīng)力加固法的優(yōu)點(diǎn)是:在自重增加很少的情況下,能夠大幅度改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的受力狀況,提高承重結(jié)構(gòu)的剛度和抗裂性能。由于承重結(jié)構(gòu)自重增加少,故對(duì)墩臺(tái)及基礎(chǔ)受力狀況影響很少,可節(jié)省對(duì)墩臺(tái)及基礎(chǔ)的加固。橋梁營(yíng)運(yùn)影響較少,可在不限制通行的條件下進(jìn)行施工。預(yù)應(yīng)力加固法既可作為橋梁通過(guò)重車(chē)時(shí)的臨時(shí)加固手段,又可作為*性提高橋梁荷載等級(jí)的措施。目前常用下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固法和外部預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固法兩種。

5、改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法

改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法是通過(guò)改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)整體承載能力的目的,是一種變被動(dòng)為主動(dòng)的加固方法。包括在梁的中間部位增設(shè)支點(diǎn),增設(shè)托梁、撥去柱子,將多跨簡(jiǎn)支梁變?yōu)檫B續(xù)梁等力“法。改變結(jié)構(gòu)的受力體系能大幅度地降低計(jì)算彎矩,提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力,達(dá)到加強(qiáng)原結(jié)構(gòu)的目的。通常,支柱采用磚柱、鋼筋混凝土柱、鋼管注或型鋼柱,托架、托梁常為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。增設(shè)支點(diǎn)按其支撐剛性不同,分為剛性支點(diǎn)和彈性支點(diǎn)兩種;支撐按其受力情況,分為預(yù)應(yīng)力支撐和非預(yù)應(yīng)力支撐兩類(lèi)。這種技術(shù)具有提高結(jié)構(gòu)承載力,增大結(jié)構(gòu)剛度,減小撓度等優(yōu)點(diǎn)。但該加固方法施工改造時(shí)一般要涉及到橋面鋪裝的再處理,增加了改造費(fèi)用且加固效果受負(fù)彎矩區(qū)施工質(zhì)量的影響較大,目前較少單獨(dú)采用。

三、加固效果評(píng)價(jià)

橋梁加固應(yīng)在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上形成專(zhuān)門(mén)規(guī)范,同時(shí)要重視對(duì)加固后的橋梁進(jìn)行檢測(cè)和觀察,以確定加固的效果。橋梁加固后的上部結(jié)構(gòu)通常是用靜載或動(dòng)載試驗(yàn),將試驗(yàn)結(jié)果與加固設(shè)計(jì)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,來(lái)判斷橋梁加固成功與否。但對(duì)下部結(jié)構(gòu)而言,不方便進(jìn)行荷載試驗(yàn),通過(guò)其頻率變化來(lái)定量評(píng)估橋墩的加固效果。在施工過(guò)程中對(duì)構(gòu)筑物進(jìn)行了沉降觀測(cè),經(jīng)過(guò)一年多,沉降已趨于穩(wěn)定,總沉降量和差異沉降均在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi),地基處理是成功的。從這個(gè)工程可以看出,當(dāng)樁間距較小時(shí),采用振動(dòng)沉管CFG樁復(fù)合地基可以消除黃土濕陷性。 需要指出的是,對(duì)含水量較低的濕陷性黃土,以消除濕陷和提高地基承載力為目的,建議采用碎石校和CFG校間作的多樁型復(fù)合地基。

橋梁的加固維修技術(shù),是很近興起的一門(mén)新技術(shù),為了指導(dǎo)橋梁加固技術(shù)的應(yīng)用,需提出一整套完整的實(shí)用性公路橋梁檢測(cè)、評(píng)定與加固成套的技術(shù)規(guī)范,為我國(guó)公路危舊橋的改造提供技術(shù)支持,確保危舊橋的改造工作科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)安全,使得橋梁加固做到“有法可依”。