梁伯全
(中都工程設計有限公司中山分公司 528400)
首先,橋梁也是有使用壽命的,隨著時間的推移,自然環境和地質環境都發生了變化,舊橋梁已經出現了年久失修、風化蠶食的現象,其耐久性也越來越差,使用壽命也在不斷減少;其次,早年橋梁在設計時更加注重節約構建材料,而將安全性放在次位,安全度低,且技術水平和科技手段有限,橋梁構建材料質量不及現在,橋梁結構的科學性也有待提升。再者,隨著經濟的發展,現今的交通運輸量早已不是當時所能匹及的,這對橋梁的承重也提出了更高的要求。
隨著社會經濟的發展,人們的出行需求也越來越大,而舊橋質量難以負荷現今的交通負荷量,安全隱患一直存在,這對人們出行時的生命財產安全是巨大的威脅。例如,2010 年吉林省錦江大橋的塌方事件就造成6 人受傷的悲劇;2007 年的九江大橋事件也導致7 人死亡的慘劇。因而,對舊橋梁結構進行加固是十分必要的,可以降低安全隱患,為出行人們的生命財產安全提供保障。
運用貼鋼法進行橋梁加固基本是利用建筑結構膠將鋼筋等抗拉強度高的材料貼在鋼筋混凝土的受彎構建表面,通過與結構物的合二為一來提升構件的抗力,降低裂縫產生概率。貼鋼法作業簡單、施工周期短、耗材少,能夠在不影響交通情況下施工,因而,是舊橋加固常用的方法。
具體加固設計流程如下:首先,做好準備工作,了解分析舊橋存在病害與缺陷的原因,根據病害與缺陷位置和狀態明確鋼板規格和粘貼具體形式手法,通常將鋼板粘貼在舊橋結構受力部位的外側,這樣可以增加鋼板強度,也可以將舊橋的裂縫和缺陷封閉粘貼、提升被加固構件的剛度和防裂性能。例如在進行構造設計過程中,用于加固的鋼板厚度要比理論值略大,其中,進行抗彎能力補強的鋼板厚度通常在5mm,進行抗剪能力提升的鋼板厚度通常在13mm。其次,要進行材料準備、明確構造要求。例如,用于加固的粘結劑必須要有較高的強度、較好的彈性和耐久性;用于加固的鋼板可選用3 號鋼;粘鋼加固基層所用的混凝土強度等級應該大于C15 等。最后,是完成粘貼鋼板施工工作。其具體工藝如下:a處理構件表面,即對混凝土表面和鋼板表面進行去污處理;b 定位鉆孔植筋,即進行鉆孔定位、鉆孔、清孔、注膠、插筋、固化等操作;c 配制粘結劑,即根據粘貼鋼板專用結構膠的使用規范要求進行配制比例設定和執行;d 粘貼鋼板,可以利用涂拌法進行粘貼作業;e 加壓操作,等鋼板粘貼后,采用螺栓進行加壓操作;f 檢驗粘貼質量,即對粘貼成型后涂膠飽滿程度和固化時間及固化后粘貼的質量進行檢查;f 防護處理,即進行完除銹除污等清潔處理后,待到干燥進行環氧樹脂膠液的刷涂。
同時,為了提升粘貼質量,在施工過程中還要特別注意這幾點:清洗處理鋼板及待加固混凝土表面、加壓粘結層、選擇合適的鋼材并進行防腐處理。
粘貼復合纖維加固法是利用建筑結構膠將高強復合膠粘貼在被加固結構的薄弱處,使其與被加固結構共同受力,以達到提升結構抗裂能力及承載力。利用該方法對受彎構件正截面和斜截面承載力進行加固補強過程中,纖維布的設計工藝與粘鋼法相同。后粘貼的高強復合纖維不僅可以提升結構的抗震性,還可以提升混凝土的抗碳化以及抗蝕能力,因而,將粘貼復合纖維加固法用于延長結構使用年限的耐久性加固效果更佳。
具體加固設計流程如下:首先,做好材料準備工作,選用高強復合纖維、抗剪強度較高的粘結材料(如底層涂料、防護材料等)。其次,在施工過程中,有以下幾點注意事項:a 處理混凝土基面,即對混凝土基面進行清理、除塵及清洗;b涂刷底層膠,即將底層膠均勻涂抹在混凝土表層,風干后打平凸起部分;c 用平膠進行黏貼面修補;d 粘貼并檢查纖維布,即將已裁剪成適當尺寸的纖維布按設計位置自上自下、從左至右搭接,并及時檢查粘貼是否嚴絲合縫;e 對罩面進行防護處理,以提升膠體的耐久性。
同時,為了提升粘貼質量,在施工過程中還要特別注意這幾點:施工現場氣溫在5 度以下或陰雨天時要停工;結膠材料要嚴格按照說明書要求比例進行調配,并調配一次用完量,以免浪費。
為了延長舊橋的使用壽命和安全性能,我們可以采取以上方法對其進行加固,但是對于無法繼續使用的就橋梁結構我們也要進行回收再利用,充分發揮其剩余價值。為了避免設施、鋼材浪費現象發展,我們在對橋梁進行改造過程中,要堅持可持續發展的理念,在對舊橋梁進行拆除和改造時,要全面做好舊橋梁結構回收利用工作,最大程度的挖掘被拆除舊橋的再利用價值、有效降低資源浪費。例如,舊橋梁結構中的混凝土在破碎后可以當做道路結石材料進行再生利用,橋梁樁基可以作為基坑施工支柱利用,橋梁中的鋼筋可以回收進行再利用。
對舊橋梁進行加固、改造是一項持續的工程,勢必會造成舊橋梁結構及其中原材料的增多,為了更好處理這些廢棄材料,對舊橋梁結構進行可回收利用是十分必要的,同時這也符合我國提倡的綠色發展理念要求,因而,回收利用舊橋梁結構是未來發展趨勢。
綜上所述,從對舊橋梁結構進行加固再利用的理論及現實意義和綠色發展理念出發,探究了舊橋結構加固方法(包含貼鋼法和粘貼復合纖維加固法),以期為舊橋加固和再利用提供新的利用路徑。