中小跨徑危舊橋梁的加固法

郭玉峰

摘 要： 近些年，我國(guó)道路橋梁交通事故頻發(fā)，究其主要原因?yàn)槲Ｅf橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低，無(wú)法滿足現(xiàn)在快速發(fā)展的交通需求，大部分危舊橋梁在巨大的交通負(fù)荷作用下，各部件出現(xiàn)了不同程度的損傷和殘缺。橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法主要針對(duì)于中小跨徑的橋梁進(jìn)行加固，它屬于非結(jié)構(gòu)性加固方法的一種， 這種方法一般情況下，不會(huì)增加橋梁自重， 同時(shí)橋梁的鉸接縫可以得到改善，并且和補(bǔ)強(qiáng)層成為一體， 其加固效果更為明顯。

關(guān)鍵詞：橋梁加固；橋面補(bǔ)強(qiáng)層；中小跨徑

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.098

1 引言

橋面補(bǔ)強(qiáng)加固方法指的是在原有橋面板上再鋪設(shè)適量鋼筋混凝土，將加鋪的鋼筋混凝土與原橋梁構(gòu)成一個(gè)整體，進(jìn)而擴(kuò)大橋面及橋主梁的受力面積，提高橋梁的剛性。橋面補(bǔ)強(qiáng)加固方法由于其加固效果良好，因此在橋梁加固實(shí)踐中應(yīng)用廣泛。在橋梁的承載力弱或剛度下降、鉸縫不能起到傳力作用時(shí)都可以應(yīng)用橋面補(bǔ)強(qiáng)加固方法實(shí)現(xiàn)橋梁的加固。但是該方法也存在一定的局限性，其普遍應(yīng)用于中小跨徑的橋梁加固中。

2 材料選擇

2.1 鋼筋的選擇

在加固過(guò)程中會(huì)鋪設(shè)兩種類型的鋼筋：一是根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)層需要而設(shè)置的鋼筋，主要是增大混凝土聯(lián)結(jié)作用，由于加鋪的混凝土層屬于截面受壓區(qū)域，因此大多不會(huì)鋪設(shè)受力鋼筋，此類鋼筋的直徑不能太大，普遍會(huì)選擇使用螺紋鋼筋；二是將補(bǔ)強(qiáng)層與原橋梁構(gòu)造聯(lián)結(jié)起來(lái)的鋼筋，鋼筋兩頭分別植入原橋梁結(jié)構(gòu)和補(bǔ)強(qiáng)層中，由于錨桿固定長(zhǎng)度無(wú)須太長(zhǎng)，為了能夠提升鋼筋的握裹強(qiáng)度一般會(huì)使用熱軋帶肋鋼筋，確保原橋梁混凝土與補(bǔ)強(qiáng)層混凝土高效連結(jié)，該類鋼筋的直徑應(yīng)在8mm～20mm之間，每個(gè)鋼筋的縱向?qū)挾葢?yīng)小于50cm。鋼筋深入橋面板的距離有一定限制，深度應(yīng)該適應(yīng)膠粘材料的允許值，一般直線距離在6cm～5d（d表示鋼筋的直徑大?。┲g，其間距應(yīng)不大于20cm，直徑宜在6～16mm之間。

2.2 混凝土的選擇

補(bǔ)強(qiáng)層宜選用較高標(biāo)號(hào)混凝土，其標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于C30及主梁混凝土標(biāo)號(hào)，其厚度不能低于10cm；補(bǔ)強(qiáng)層的混凝土不但需要有較好的粘接力、較小的收縮性、較高的抗裂能力，同時(shí)還需要滿足韌性標(biāo)準(zhǔn)、具備較好的抗沖擊性能及抗?jié)B透性能。混凝土的性能受到原料的影響，同時(shí)還受到施工工藝的影響，因此，在選擇合適的材料后應(yīng)用恰當(dāng)?shù)墓に嚪椒▋?yōu)化混凝土性能。

（1）加入適當(dāng)?shù)奶砑觿┠軌蚋纳苹炷列阅?。例如混凝土中加入外加劑、防水劑后，可以提升其密?shí)性，增強(qiáng)其抗?jié)B性能；在混凝土中加入適量膨脹劑可以使其膨脹，從而提高密實(shí)性，除此之外，膨脹劑還能夠起到收縮裂縫的作用，在一定程度上增強(qiáng)了抗?jié)B性能。外加劑可以有效提升混凝土性能，但是也需要注意使用方法，在選擇合適的外加劑后還應(yīng)該做混合試驗(yàn)，應(yīng)用合理的摻入方法及合適的添加量，同時(shí)注意攪拌時(shí)間及養(yǎng)護(hù)方法。

（2）纖維混凝土以其優(yōu)良的性能得到廣泛應(yīng)用。它的優(yōu)點(diǎn)是具備優(yōu)良的抗裂性能、防滲透性能、抗沖擊力，同時(shí)還有足夠的韌性和延伸率，普遍應(yīng)用于橋梁補(bǔ)強(qiáng)加固。用于混凝土中的纖維主要有兩類：合成纖維、鋼纖維。前者具有穩(wěn)定性、抗變形性能、導(dǎo)熱率低的特點(diǎn)，在使用過(guò)程中不會(huì)凝聚在一起，分布較為平均，使用簡(jiǎn)便快捷；后者大多選用波形鋼纖維，其長(zhǎng)徑比不小于30mm，不大于50mm，添加量至少0.5%，最多3%。鋼纖維的穩(wěn)定性不足，因此纖維腐蝕對(duì)橋梁帶來(lái)的危害，及其對(duì)行駛車輛輪胎的危害不容忽視。

2.3 植筋膠的選擇

植筋膠的選擇應(yīng)該注重其粘結(jié)力、耐久性能，同時(shí)保證無(wú)毒無(wú)害，環(huán)氧樹脂類在橋梁橋面加固工程中使用較為普遍。

2.4 界面劑的選擇

因?yàn)樵瓨蛎婊炷辆哂形阅?，這不利于橋面與補(bǔ)強(qiáng)層聯(lián)結(jié)，因此，應(yīng)該加入界面劑提高兩層的粘結(jié)力。選擇的界面劑應(yīng)該化學(xué)性狀穩(wěn)定，且對(duì)混凝土能夠起到良好的粘結(jié)作用，在潮濕的環(huán)境中能夠保持其性能穩(wěn)定。

3 力學(xué)特點(diǎn)

在對(duì)橋梁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固過(guò)程中，橋面和加固層具有一定的力學(xué)特點(diǎn)。一是加固層的受力結(jié)構(gòu)屬于二次受力，即：在開始加固前原橋面就已經(jīng)受力，在加固后，其并沒(méi)有馬上受力，但是如果增加負(fù)荷，加固層受力。二是在對(duì)橋面進(jìn)行加固后，補(bǔ)強(qiáng)層和原橋梁存在整體工作、協(xié)同受力的情況，兩層結(jié)合處的強(qiáng)度相對(duì)較小，應(yīng)該采用一定的措施解決這一問(wèn)題。

如果新舊混凝土結(jié)合面的受力強(qiáng)度能夠滿足橋梁整體受力標(biāo)準(zhǔn)，那么構(gòu)成的加固結(jié)構(gòu)就可以稱為組合梁或組合板，該結(jié)構(gòu)具有一定的力學(xué)特點(diǎn)：應(yīng)力超前現(xiàn)象、分階段受力、受壓滯后等。

新舊混凝土結(jié)合面處在復(fù)合應(yīng)力的情況下。結(jié)合面對(duì)于兩層的壓力起到傳遞作用，出現(xiàn)問(wèn)題的可能性較低，但是結(jié)合面的抗剪性和抗拉力性能較弱，會(huì)導(dǎo)致橋面出現(xiàn)縫隙。當(dāng)結(jié)合面受到的剪力過(guò)大，就會(huì)增大混凝土的主拉應(yīng)力，主拉應(yīng)力達(dá)到承受極限就會(huì)造成結(jié)合面出現(xiàn)裂縫，此時(shí)再與斜裂縫相交將會(huì)導(dǎo)致交接面相對(duì)滑移增加，最終造成新舊混凝土交接面裂縫變寬變大的結(jié)果。為了避免這種情況發(fā)生可以通過(guò)鋪設(shè)結(jié)合鋼筋的方式解決，促使其產(chǎn)生拉應(yīng)力，拉應(yīng)力帶來(lái)的對(duì)交接面的反作用力能夠有效抑制裂縫的延伸和加寬。產(chǎn)生的剪力也能夠在骨料咬合及銷栓作用下傳遞出去。在這樣的受力作用下，新舊交接面并不會(huì)受力破壞。

4 施工工序

橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法的施工全部是在橋面上完成，因此施工工序并不復(fù)雜，主要內(nèi)容有：對(duì)結(jié)合面進(jìn)行處理、加固層混凝土澆筑等。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）補(bǔ)強(qiáng)加固法操作全部在橋面上完成，便于施工，能夠很好管理施工質(zhì)量。

（2）補(bǔ)強(qiáng)加固法應(yīng)充分考慮原橋梁的受力情況，原橋梁中鋼筋數(shù)量和強(qiáng)度限制了補(bǔ)強(qiáng)層如何進(jìn)行，因此應(yīng)將補(bǔ)強(qiáng)層與其他加固方式相結(jié)合，以其獲得最佳加固效果。

（3）補(bǔ)強(qiáng)加固方法中需要結(jié)合面和收縮差動(dòng)變形達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，確保加固結(jié)構(gòu)能夠滿足疊合結(jié)構(gòu)受力特征。

（4）橋梁加固是否能夠?qū)崿F(xiàn)期待效果更多的取決于工程質(zhì)量管理，工程進(jìn)行過(guò)程中應(yīng)該認(rèn)真細(xì)致，嚴(yán)格遵守各規(guī)章規(guī)定及技術(shù)要求，以保證加固層和原橋梁形成一個(gè)整體。

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