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橋梁檢測發現的問題有哪些加固與維修方法

  近些年來,隨著我國經濟的高速發展,交通基礎設施建設無論從規模上講還是從建設標準上講都有了一個大跨度、超常規的發展。

  橋梁作為交通干線道路的一部分,隨著國家經濟的發展和公路交通量的增大,橋梁荷載呈現以下特點:交通量不斷增大;重型車輛和超載現象嚴重;超限運輸的增加。由于橋梁的承載能力有限,許多橋梁都會因為不堪重負出現了裂紋,沉陷等各種破壞。若拆除服役橋后重建新橋或換下全部服役橋主梁,架設荷載等級高的新梁,施工費時、費力,并且造價較高,因此,橋梁的加固與維修具有非常明顯的現實價值。

橋梁加固的工作內容及步驟

  一、橋梁加固的工作內容及步驟

  橋梁加固是一種借加大或修復橋梁構件來提高局部或整座橋梁承載能力或通過能力的措施。橋梁加固與改建工作的主要內容包括:對服役橋上部構件進行加固;對服役橋下部構進行加固;拓寬橋梁的行車道或人行道;升高橋梁部構造的高度;更換橋梁行車道路面或引橋路面結構。橋梁的加固與改建工作應充分利用原有部件,凡能加固的,則不宜改建。橋梁加固的工作程序一般為:檢查橋梁現狀及損壞情況;調查橋梁歷史技術資料及現有交通狀況;提出維修加固或改建方案并進行分析比;確定方案并付諸實施,即進行維修加固或施工。

  二、橋梁加固常用方法

  我國對橋梁加固技術探討的起步比較晚,但是隨著我國基礎設施建設的飛速發展,加固理論日益完善,在充分應用力學效應和新材料特性的基礎上形成了富有成效的橋梁加固方法。

  1.增大混凝土截面加固法

  增大混凝土截面一般采用加厚橋面板和加大主梁肋的高度和寬度兩種方式。加厚橋面板,即在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土,一般先鑿除舊橋面,使加強層與原有主梁形成整體,增大主梁有效高度,提高抗壓截面強度,改善橋梁荷載橫向分布能力,從而達到提高橋梁承載力的目的。加大主梁肋的高度和寬度,即當梁的強度、剛度、穩定性和抗裂性能不足時,通常采用增大構件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法,這種方法是增大梁底面或側面的尺寸,增配主筋,提高粱的有效高度和抗彎強度,從而提高梁的承載力。

  2.錨噴混凝土加固法

  借助高速噴射機械,將新混凝土混合材料連續地噴射到已錨鋼筋網的受噴面上,凝結硬化而形成鋼筋混凝土,從而增大橋梁的受力截面,增加補強鋼筋,加強結構的整體性,使其能承受更大的外荷載作用。采用錨噴混凝土加固技術具有較高的力學強度和良好的耐久性。目前比較流行的是噴射合成纖維混凝土,也就是在噴射混凝土中摻入三維分布的合成纖維來改善混凝土性能。

橋梁加固常用方法

  3.粘貼鋼板加固法

  當交通量增加,主梁出現承載力不足,或縱向主筋出現嚴重腐蝕的情況時,梁板橋的主梁會出現嚴重的橫向裂縫,采用粘結劑及錨栓,將鋼板粘貼錨固在混凝土結構的受拉邊緣或薄弱部位,使其與結構形成整體,以提高構件的抗彎、抗剪能力,提高原結構的剛度,限制裂縫的開展,改善鋼筋與混凝土的應力狀態,達到提高梁的承載能力的目的。這種加固的方法的特點是:不需要改變被加固的原結構的尺寸;施工工藝簡單,施工質量較容易控制。

  4.改變結構體系加固法

  通過改變橋梁結構受力體系,達到提高橋梁承載能力的目的。在簡支梁下增設支架或橋墩,或把簡支梁與簡支梁縱向加以連接,由簡支梁變為連續梁,或在梁下增設鋼桁架等加勁梁或疊合粱,以減小梁的內應力,達到提高橋梁的承載力的目的。改變結構體系的方法有多種,但往往都需要在橋下操作,或設置永久設施,因而,減小了橋下凈空。用臨時支架加固時,改變了原簡支梁的受力體系,支點處將產生彎矩,故必須進行受力驗算。

  5.粘貼碳纖維加固法

  粘貼碳纖維加固技術是一種新型的橋梁加固改造技術。碳纖維是一種高新材料,它有著優異的力學性,是在幾千度的高溫下經特殊工藝制造出的一種科技產品。用環氧樹脂類粘結劑,將炭纖維粘貼固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位,使其與結構形成整體,以炭纖維布代替鋼筋作用,提高梁的承能力。使用粘貼碳纖維加固法施工工序簡單,且碳材料有著優異的力學性能和化學穩定性,材料本身質輕高強,可以不增加結構體積和改變結構外形。

  三、橋梁加固效果的檢測與評估

  橋梁加固技術難度較大,對于施工工藝有比較高的要求。加固后需要對橋梁進行檢測和觀察,以確定加固的效果。常規的檢測方法是利用靜載試驗和動載試驗,將試驗結果與加固設計的計算結果進行對比,來判斷橋梁加固成功與否。

  1.橋梁靜載試驗。

  靜載試驗通過測試橋梁結構在試驗荷載作用下控制截面的應變、位移或裂縫分析來判定橋梁的承載能力。荷載工作狀況選擇應反映橋梁設計的最不利受力狀態,同時為了確保加載安全和了解結構應變和變位隨試驗荷載增加的變化關系,對橋梁試驗加載應分級進行。加載設備常采用可行式車輛,測點的布置不宜過多,但要保證質量,一般情況下,主要測點布設應為能控制結構的最大應力和最大撓度。

  2.橋梁動載試驗

  動載試驗通過測試橋梁在動載作用下的響應,分析橋梁的頻率、阻力和振型等動力特性,根據動力響應和動力特性進行橋梁承載力評定。橋梁結構的動力特性只與結構本身的固有性質有關,而與荷載等其它條件無關。橋梁在實際動荷載作用下,根據結構各控制部位的動力響應,如振幅、頻率、速度和加速度以及反映結構整體動力作用的沖擊系數等,來分析結構在動荷載作用下的受力狀態。

  四、結束語

  任何一座“新”建的橋梁經過若干年大自然的侵蝕和使用,終將成為一座“舊”橋。橋梁的加固維修問題已經成為世界普遍關注的課題。我國新建橋梁技術發展較快,但橋梁養護維修加固技術的發展相對滯后。舊橋加固、維修將是一個永久性的技術課題,因此需要我們在舊橋檢測、評定、加固和改造工作中,創造和總結出多種多樣的、切實可行的技術和方法。

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