王智宇(湖北工程學院城市建設學院,湖北 孝感 432000)
我國橋梁的發展現狀及加固方法研究
王智宇
(湖北工程學院城市建設學院,湖北孝感432000)
摘要:橋梁在使用過程中會不可避免的出現損傷和病害。本文歸納了橋梁的病害類型,闡述了加強橋梁加固的緊迫性和必要性,介紹了橋梁加固的幾種常用方法,以供大家參考學習。
關鍵詞:橋梁;橋梁病害;結構;加固
我國大部分橋梁建于上世紀90年代,因此現在大部分橋梁結構的耐久性都有所降低,橋梁結構的病害逐年增多,其安全性不斷降低,目前我國有很多的橋梁已經過早的進入維修加固期,很多橋梁的病害在不斷增加,交通安全風險不斷增大,嚴重影響了橋梁的使用性能,如不及時修補和維護,還會造成主體結構的破壞[1,2]。因此及時做好橋梁的有效加固和維護、保養工作,能最大程度的保障橋梁安全,減少交通運輸的風險,為經濟的健康運行保駕護航[3]。隨著我國高速公路及其橋梁的日漸增加,橋梁的運營管理以及養護維修加固任務越來越繁重。怎樣科學合理地管養好高速公路舊橋和病橋,已經是擺在我們面臨的亟需解決的難題。
改革開放三十多年來,我國經濟得到了快速增長,西部大開發戰略,以及城市化進程的加快,我國基礎設施建設取得了舉世矚目的成就。截止到2010年底,我國的公路橋梁總計62萬多座,其中特大橋2051座,大橋39381座。我國的橋梁總數已經使得我國已成為僅次于美國的第二橋梁大國。在我國的橋梁建設中,混凝土橋梁受到我國的重視,很多橋梁都是混凝土結構的,目前混凝土橋梁占到了我國橋梁總數量的90%以上。然而在改革開放的初期,我國橋梁的設計標準一般偏低,導致現在橋梁結構的安全可靠性不斷降低,使得目前大部分橋梁結構的承載能力普遍降低,但為滿足交通通行,這些橋梁都采用限載或是限行來保證交通,造成這些橋梁都不能滿足現在交通的發展需求。隨著我國經濟的快速發展,各地區的經濟聯系更加緊密,各城市之間的交通運輸更加頻繁,然而我國橋梁隨著使用年限的增長以及我國橋梁道路交通量的日趨增大,出現了各種各樣的橋梁病害,限制載重或者不能通行,極大地影響著交通的發展,與當前快速增長的交通極不相稱。
目前我國許多舊橋正在變成病橋、危橋,嚴重阻礙了交通的通行。這些橋梁若不能進行及時有效的維修、加固,其病害將會越來越嚴重,最終導致橋梁的破壞,造成橋梁的限制使用或者停止使用,直接造成整條路線的運輸堵塞或中斷,同時也給國家和人們的生命財產造成重大損失。為加強現有橋梁的維修、養護、加固與改造,延長橋梁的使用年限,確保交通安全。我國針對橋梁中存在的病害、安全可靠性降低的問題,我國公路建設采取“新建”與“既有改造”并舉,“建養并重”的方針,加大對橋梁的維護,確保交通的通暢,要及時發現并處理橋梁發生的病害和出現的缺陷。對既有的舊危橋進行維修加固,確保其能繼續為交通運輸服務,不僅可以在不用重建的情況下保證交通的正常通行,節省重建費用。
據有關資料統計調查,舊橋的加固維修改造費不到新建橋梁的五分之一,因此為保障交通的通行,與重新新建橋梁相比,對舊橋進行維修加固改造不僅可以為國家節省大量的資金,而且其社會經濟效益也比較客觀。另外,如果將這些舊橋梁全部拆除重建,不僅時間上不允許,同時也會浪費大量的建設資金。
3.1增大截面加固法
增大構件截面加固法是通過在原有橋梁結構中植筋等方法使新增加截面和原有截面連接成為一體,增大橋梁結構構件的受力面積,提高受壓構件的承載能力和剛度。
3.2鋼板粘貼加固法
粘貼鋼板加固法是在橋梁混凝土結構的受拉區或薄弱部位粘貼高強度的鋼板,使新粘貼上的鋼板與原橋梁混凝土結構成為一個整體共同承受車輛的荷載,這樣的加固方法可以充分發揮鋼板的強度優勢,有效地提高橋梁結構構件的剛度、承載力和抗裂性。這種加固方法可以不不改變原橋梁結構的尺寸,其施工操作也比較簡單,其短期加固效果非常好。
3.3粘貼碳纖維復合材料加固法
粘貼碳纖維復合材料加固法的優點是操作比較簡單。粘貼碳纖維復合材料加固法比較適用于板橋、混凝土梁的抗彎加固。目前,粘貼碳纖維復合材料加固法的首選材料是高強輕質的FRP材料。
3.4橋面補強層加固法
橋面補強層加固法即鑿除舊橋面,然后在舊橋梁的橋面的梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層,通過在橋面鋪裝補強層,可以使補強層與原有的橋梁主梁形成一個新的整體,增大主梁有效高度和抗壓截面強度,可以共同承受橋梁的荷載。
3.5體外預應力加固法
體外預應力加固法幾乎不增加橋梁結構的自重,卻能大幅提高橋梁承重結構的剛度、結構承載能力,大幅度改善既有橋梁結構的受力狀況。體外預應力加固法一般是采用主動增設預應力索進行橋梁加固。
3.6改變結構受力體系法
改變結構受力體系法就是采取一定的措施改變既有橋梁的受力狀況,一般情況是對既有橋梁增設附加構件并對其進行技術改造,減小原有橋梁結構的承受應力,提高承載力的作用。可通過兩種方式改變結構受力體系:一種是通過增加新的附加構件,第二種是通過改變承重構件的邊界條件。
做好橋梁的有效加固和維護工作,不僅能延長橋梁的使用壽命,保障交通的暢通,減少資源的耗費及交通運輸過程中的風險,同時也減少了橋梁重建的資金費用。隨著橋梁使用年限的增長,橋梁結構的老化、結構耐久性的降低以及橋梁病害不可避免的,然而造成橋梁出現這種情況的原因有很多,影響因素也很多,也很復雜。因此就像文中針對一些情況介紹了一些橋梁加固維修的方法。橋梁的加固及維修方法可以有很多,但是,現在對既有橋梁價格維修達成一致的看法是,橋梁病害應越早發現,發現病害后應及時維修加固,這樣的話,橋梁加固維修的費用也越少。因此我們只有對橋梁病害產生的原因進行深入的分析,制定科學合理的加固維修管理措施,保證橋梁的正常運營。
參考文獻:
[1]肖玉輝,沈立宏.混凝土橋梁病害成因分析及對策研究[J].中外公路,2004,24(01):39-42.
[2]王家壽.道路橋梁的病害分析及其加固技術運用[J].建筑與發展, 2011,1(10):98-99.
[3]才華,王大鵬,劉雄.淺談橋梁的維修與加固[J].山西建筑, 2007,33(27):334-335.
作者簡介:王智宇(1993-),男,湖北孝感人,土木工程專業,本科在讀。