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【桥梁养护】桥梁加固的施工工艺及其特点

浏览: 发布日期:2018-05-02

市政工程桥梁较之于其他工程项目来说,具有重大的社会性、服务性和交通影响性等功能。本文对于几种桥梁加固的施工工艺及其特点进行分析探讨,对于我国市政工程桥梁建设具有一定帮助。 

一、加强薄弱构件加固方法 
  在桥梁上,对于有严重缺陷的部位,或者因要通行重型车辆而不能满足承载要求的部位,如梁的跨中部位、支座部位、承受负弯矩的部位等等,以及其他变截面处等,采取加强措施,进行补强。在桥梁结构中,特别需要注意的是:桥梁的薄弱处一般在受拉区域,受压区域则比较少。所以,对于薄弱处补强方法,往往采用增大截面面积、粘贴加固,增设预应力钢筋等等。 
  目前,国内有相当一部分桥梁由于在修建年代时,荷载等级仅适应当年的要求,因此在当前的使用中表现出承载力不足的缺陷。如果病害不断产生和发展,就会成为危桥。对于这部分桥,可以采用增大构件截面的方法,特别是在截面突变处或截面薄弱处。增大构件截面的途径有:增加受力钢筋的面积、加大梁的截面以及喷锚等方法。例如扬州市诵河涧桥在检测中发现跨中部位有少许裂缝,采用加固方式为在梁底板加焊Φ=22mm钢筋,荷载试验证明加固后完全满足规范要求,全部费用加在一起约9500元,经济节约且效果好。 
  但是对于交通流量较大的桥梁而言,增大构件界面的施工措施可能会导致将作业面设置在交通要道上,影响了桥梁的通行能力。更有甚者可能会因为要加焊钢筋或喷涂混凝土等施工要求而导致整座桥梁结构陷入封闭状态。 
  粘贴加固方法以其施工方便、影响范围小等优点已广泛应用于建筑结构中。钢板粘贴法是采用环氧树脂系列粘结剂,将钢板粘贴在结构的受拉区域或薄弱部位,使之与结构物形成整体,提高其刚度,限制裂缝开展,以达到补强的效果。随着加固技术的改进,粘贴加固法的材料也有了很大的改进。近几年来,玻璃纤维(CFRP)、碳纤维(CFRP)和芳纶纤维(AFRP)。纤维复合材料的力学特点是其应力应变量完全线弹性,不存在屈服点或塑性区。由于碳纤维材料具有高强、轻质、耐腐蚀等优异物理性能,以及现场施工便捷,成为旧桥加固的理想材料。近年来,省市利用碳纤维粘贴加固法对市政工程的人行天桥、通车桥等进行了大量的加固,施工效果良好体外预应力加固法也是当前较为普遍的一种的加固措施。预应力加固是指运用预应力原理,在增设构件或原有构件中,施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区域以预加应力的加固方法,可以抵消部分自重应力,起到卸载作用,从而提高梁的承载能力。 
  体外预应力加固技术对于施工的要求比较高,前期计算也需要进行系统的分析,工作量比较大。体外预应力加固技术对于桥梁下净空高度有较大的影响,且加固外形需要做精心的设计,特别是针对市政工程时,外观要求更为重要。 
  二、增加辅助构件加固方法 
  在地基安全性能好,并具有足够承载能力的情况下,可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁,这些新梁与旧梁相连接,共同受力。新结构中的内力将重新分布,使原有结构梁中所受荷载减小,由此使加固后的桥梁承载力和刚度得到提高,新增设的纵梁还兼有加宽作用。 
  相对于其他几种加固技术而言,增加辅助构件加固方法工程量较大,一般采用拓宽改建的技术路线,施工费用也较高,但是加固后的桥梁不仅在安全性能上能有很大的改善,还可以增加交通流量。 
  三、改变结构体系加固方法 
  改变结构体系加固,实际就是通过改变桥梁结构体系以减少梁内应力,例如:在简支梁下增设支架或桥墩;或把简支梁与简支梁加以连接,从而由简支梁变为连续梁;或者,在梁下增设钢桁架等的加劲梁等,以提高桥梁的承载能力,减小梁的跨中挠度。 
  在梁下增设支架使简支梁变为连续梁的加固方法中,需要注意梁的内力重分布,支撑与梁连接处为负弯矩处,需要对构件进行强度分析,必要时也可结合加固薄弱构件的方法,采用粘贴钢板、碳纤维等措施进行。 
  四、减轻恒载加固方法 
  减轻桥梁上部结构的恒载,改善原桥梁的受力状念,提高桥梁的承载能力,特别是在桥梁基础承载力受到限制,不能满足加固上部结构和提高活载承载力时,通过减轻桥梁恒载的办法来提高承受活载的能力,乃是一种经济有效的措施。 
  此种加固方法对于施工技术要求较低,且不需要进行复杂的验算,效果显著。但减轻恒载的方法从一定程度上来说,会影响原有结构的交通功能。此方法的施工面一般位于桥面,施工时会时得桥梁结构通行能力减低。