桥梁加固技术与方法的应用
2015-05-06
公路桥梁都是建立在室外的，经常受到风吹雨淋的，自然环境对其产生了很大的影响，其随着时间的延长必可避免地会被损坏，因此公路桥梁加固是非常必要的。桥梁加固比起重建桥梁来说比较节省资源和资金。因此，从经济角度考虑，桥梁加固在节省资金的基础上，提高了桥梁的使用时间，提高了社会的经济效益。
根据桥梁的加固原因、加固部位以及现有桥梁本身桥型方案的不同，应采用不同的加固方法。目前,桥梁上部结构常用的加固方法有：体外预应力加固法、体系转换加固法、增加构件加固法、粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法等；桥梁下部结构常用的加固方法有扩大基础加固法、高压旋喷注浆加固法等。
1桥梁加固的步骤与基本原则 桥梁的加固与桥梁的设计一样，除了应满足设计规范，符合技术可行、经济合理、结构安全的原则外，还必须经过一定的程序和步骤，这就是所谓的加固概念设计。
1.1桥梁结构由于结构失效或损伤经评估不能满足结构安全或正常使用要求时，必须进行加固。加固设计的内容及范围，应根据评估结论和委托方提出的要求确定，可以包括整体桥梁，也可以是指定的区段或特定的构件；
1.2建立既有桥梁维修、加固、重建的经济分析模型，通过分析比较，选择技术可行、经济合理、对现有交通干扰较小的方案实施，以保证改造后的桥梁能安全运营；
1.3根据需要改造桥梁的评估结论及经济分析，当得知现有桥梁可以通过加固、维修达到使用要求的结论后，再提出桥梁加固的设计方案；
1.4对于大桥、特大桥，其主要承重构件需要加固补强时，加固设计方案应≮2个，进行方案比选和经济评估，选择最佳加固方案；
1.5加固设计及施工尽量不损坏原结构，并保留具有利用价值的构件，避免不必要的拆除或更换；加固设计应与施工方法紧密结合，并采取有效措施，保证新老结构连接可靠、协同工作；加固设计应按结构实际损坏情况进行计算；
1.6在加固施工中，应尽可能减少对桥上和桥下的通行车辆及行人的干扰，采取必要的措施，减少对周围环境的污染；在施工过程中，若发现原结构或相关工程隐蔽部位的构造有严重缺陷时，应立即停止施工，会同加固方案设计者进行研究，待采取有效措施处理后，方能继续施工；加固施工中，应采取安全监测措施，确保人员及结构安全。 2加固施工方案
2.1裂纹修补 首先对大于0.02mm的裂纹进行标识，沿裂纹方向切“v”型槽，宽2cm，深1cm.埋设压浆咀，强度达到要求后，压注环氧树脂。待环氧树脂凝固后，去除环氧胶泥，抽检压浆饱满情况。
2.2施工放样 根据原主梁悬浇施工的特点：梁体的外轮廓尺寸、预应力束定位、钢筋及预埋件位置均以与底板底面相对位置控制，故本加固工程以原各施节段前端底板底面分中点连线为桥中心控制线。 腹板扦钉孔高程控制按设计图要求控制与主梁顶板底面倒角处相对尺寸。 横隔梁水平孔放样时横桥向尺寸以实测桥中线尺寸为基准放样，高程以梁体顶桥底面为基准面控制相对位置，辅以至梁底板底面距离校核（确认避开横梁内预应力束）。
2.3钻孔 腹板加固φ27mm扦钉孔采用冲击钻电锤成孔，钻头直径为φ27mm.全桥共计钻φ27孔43262个。设计钻孔深度15cm，考虑到钻头锥度，成孔时钻尖深度应不小于15.5cm.钻孔时采取措施控制深度，不得损伤预应力筋。待孔内干燥后，植入φ16mm“l”型扦钉，用环氧胶泥填充密实。 竖向预应力孔施钻避碰原有预应力措施：竖向预应力筋孔（φ40mm）、混凝土灌注孔（φ82mm）、振捣孔（φ56mm）均采用130型金刚取芯机成孔，钻头直径分别为φ40mm、φ82mm、φ56mm.全桥腹板加固共需钻φ40m孔1840个，φ56mm孔432个，φ82mm孔392个，原结构主梁为三向预应力体系，预应力束（筋）布置较密，钻孔均在预应力束间隙内进行，即使放样施工位置准确，原桥本身预应力安装也存在偏差。特别是在墩中心0号块内纵向预应力束中心距为200mm，原预应力束采用φ外85mm波纹管，φ82mm混凝土灌注孔与原预应力束理论间隙仅16mm，对放样及施工要求尤为严格。因此在钻孔过程中根据实际情况进行调整显得极为重要。 因主梁原预应力束过于密集，要求钻孔精度很高，为保证钻孔时不钻断预应力束，钻孔均采用熟练工人操作，正式开钻前先组织工人试钻，并给工人讲解原预应力束的位置，做到心中有数。同时加强工人对钻机性能知识的培训，加强工人对钻机定位方法的培训，加强工人对钻机给尺进尺的培训。 钻孔时当钻机钻深在9-23cm时应注意力集中，注意手感和听觉，发现卡钻或钻机晃动时，及时停机察明原因；应及时取芯观测钻孔的实际情况。孔位调整：根据已钻孔位的具体情况，及时调整相邻钻孔孔位的位置，从而准确判断梁体内预应力的实际位置，在现场施工中应用效果较好。钻孔顺序为上下游交错进行。
2.4新老混凝土结合措施 在原有结构上加浇新混凝土，如何保证结合面的传力是关键，为此采用新老混凝土结合面凿毛，且每隔一定距离植扦钉的方法。 为保证后浇混与原腹板很好地结合，以达到共同受力，原腹板内侧及加厚腹板范围内的上下倒角混面要凿毛，凿毛时须首先去除有碍新老混凝土结合的杂物，凿除裂缝压浆时封闭的表面环氧胶泥，拆除压浆咀，剥除封闭胶带，最后对原混凝土面进行凿毛，凿毛率要求达到95%.灌注前应将结合面上灰尘及杂质清理干净，并用水冲洗风干。 加强新老混凝土结合的另一措施是植扦钉 腹板上布置有梅花型扦钉，间距约为30cm，扦钉为l型；与外侧箍筋焊连，上下倒角布置扦钉，间距约为20cm，扦钉为直筋，要求与外侧箍筋焊连；加固腹板端部布置扦钉间距为20cm，扦钉为l型，要求与加固腹板外侧水平筋焊连。扦钉采用φ16mm钢筋弯制，植入所钻φ27mm的扦钉中，植入深度为15cm，用环氧胶泥锚固。
2.5混凝土的浇注及养生 模板采用新制钢模板，宽60cm，最大高度不超过200cm，以便于人工搬动，安装检查合格后方可进行混凝土的浇注。腹板加固采用50#微膨胀混凝土，混凝土配合比由试验室根据设计要求和施工需要进行配制，混凝土入模陷度控制在12cm~14cm，初凝时间为10h，掺微膨胀水泥以补偿混凝土的收缩，防止产生收缩裂纹。 由于腹板加厚部分除顶板下灰孔及振捣孔外全封闭，混凝土入模全部靠人工从56mm下灰孔中捣入。混凝土连续养护14天，混凝土开始灌注时应采取封桥措施禁止一切车辆通行。
2.6张拉 梁体内外侧的裂纹全部修补压浆完毕后，方可进行张拉作业，腹板加固竖向预应力为φ25mm冷拉iv级无粘结钢筋，端锚固在梁底板底面，上端锚固在梁顶板顶面。
2.7封锚按设计要求在竖向预应力筋张拉完毕后应用环氧胶泥混凝土对底板底面轧丝锚头进行封锚。
3结语 桥梁的加固维修问题已经成为世界普遍关注的课题，采取加固的方法提高桥梁承载力、抗弯能力、抗剪能力、荷载等级等是最经济、最简单和最适用的措施,依据不同的桥梁现状和加固要求可以采取不同的方法。确保危旧桥的改造工作科学合理、经济安全。
