对公路桥梁施工加固技术的研究
2015-09-22
1公路桥梁中经常出现的一些病害
公路桥梁当中的一些主要病害有：第一，主拱圈、拱肋、拱波和拱肋的连接处、横梁处出现各种各样的裂缝。第二，钢筋生锈腐蚀现象，钢筋生锈的时候，体积会发生膨胀，从而对钢筋周围的混凝土造成挤压的现象，使混凝土开裂，桥梁的承载能力也会随着下降。同时，锈迹外流之后造成桥梁的表面不美观。第三，桥墩及其墩台承受着桥梁的大部分的重量，而且受到各种力的作用，比如说风载荷、水的浮力等等，导致了桥墩及其墩台会出现不同程度的破坏。第四，主梁发生变形会出现裂缝，主梁的裂缝大多数是发生在中部梁的下缘或者梁臂的上缘区域。这种裂缝基本上都是因为桥梁的超载荷运行使桥梁的受力区拉开，这种现象一般都是属于正常范围之内的，但是这种裂缝都是在上面，因此雨水容易从这些裂缝流到梁内，使梁内的钢筋生锈腐蚀，使桥梁的结构强度降低。
2公路桥梁加固的必要性
2.1节省大量建设资金和社会资源。仅从经济层面去看桥梁加固，它能节省一大笔国家建设资金，在降低成本的同时还能提高社会效益。采取各种有效技术对旧桥梁进行加固或改造，能省去因旧桥拆除又重建的大笔工程费用，还能恢复和提高旧桥原有的承载能力以及交通运输能力，延长桥梁的生命周期，为现代运输做出贡献。
2.2确保桥梁的质量。在原有公路桥梁的基础上加固，除了可以稳步提高公路桥梁的建设水平，关键是保证桥梁的施工质量，避免重新修建过程中出现安全隐患。
2.3推动可持续发展。交通运输业成为提升国家经济力量的主要动力，加强交通运输业的发展也被全社会普遍认同，为了满足现代城市建设的需求，为人们提供更好的生活服务设施，但又要以不伤害子孙后代的发展空间为代价，实现可持续发展，公路桥梁的加固工程是值得推广的。这是一种经济发展、社会进步、环境资源各方面密切联系而又统筹兼顾的模式，在可持续发展目标的支持下，应保护人类生存的自然资源，为后代留下更多、更美好的东西。
3公路桥梁施工加固技术
3.1增大截面法
增大截面法是一种增大构件截面面积和配筋的传统加固方法。广泛应用于混凝土梁、板、柱的加固。这种方法的主要优点有；施工技术难度小，对施工的条件和人员要求都不高，几乎不需要特殊的技术和加固设备；可广泛用于一般梁、柱、板、墙等混凝土结构；在结构允许的情况下，增大截面法可以大幅度地提高构件的承载力以满足设计要求。但其缺点也是相当明显的，主要有增加构件的自重，尤其是加固梁的时候，自重的增加对梁影响非常大；工作量相对较大，加固周期太长，而且还需要湿作业，养护起来比较麻烦；需要较大的作业空间，甚至需要完全清空建筑物，加固后对外观影响较大。
3.2粘贴钢板加固法
外部粘贴钢板加固法是一种把钢板粘贴在构件表面的常用的加固方法，通过外粘的钢板提高构件的承载力、刚度。该方法的主要优点有施工速度较快，一般花二天左右的时间即可把粘贴的钢板加压固化。和增大截面法相比，它占用的空间很小，钢板的粘贴位置比较灵活，除了在梁底粘贴可以提高受弯承载力外，在两侧粘贴也能提高受剪承载力，这些位置的粘贴不但可以提高承载力还可以封闭及限制结构的裂缝。粘贴钢板的缺点主要为对施工人员的素质要求比较高，施工需要由专业队伍施工，材料费用及施工用费用较高。另外耐腐蚀、耐火性和耐久性差也是限制该方法使用的重要因素。
3.3粘贴纤维复合材料加固法
粘贴纤维复合材料加同方法是一种把纤维复合材料粘贴在构件表面的常用的加固方法。纤维复合材料最早主要用于航空航天等高科技领域，随着技术的进步和工艺的成熟，才逐步应用于船舶、汽车等领域。该方法的优点有：据自然和加速暴露试验表明，50年的时间内，复合纤维材料的抗拉强度以及与混凝土粘结强度相当于不发生改变；施工速度快，不用使用大型机械；合纤维材料自身重量很轻，几乎不增加构件的自重，能广泛应用于桥梁，厂房、梁柱的加固；碳纤维的强度是普通钢材十倍以上，加固同一构件，所需的材料就大大降低。粘贴纤维复合材料加固也不是十全十美，它自身也有一些缺点；粘贴纤维复合材料几乎不提高结构的刚度，对于要控制结构挠度的结构，该方法不能得到很好的效果；复合材料的表面需要涂上保护漆，防止树脂在高温下软化失去强度，对复合材料的防火保护措施较麻烦，而且需要花费大量的金钱；复合材料的延性较差，使得该材料容易发生脆性破坏，这也表明了粘贴纤维复合材料加固并不是简单地用复合材料代替钢筋，复合材料缺乏钢筋的延性。
3.4体外预应力加固法
体外预应力体系由体外预应力孔管、浆体、锚固体系和转向块等部件组成。根据被加固结构受力要求不同，预应力拉杆又分为三种，即水平拉杆、下撑拉杆和组合式拉杆。水平拉杆使用在正截面受弯承载力不足的加固，同时可减小梁的挠度，缩小原构件的裂缝宽度。下撑式拉杆适用于斜截面受剪承载力、正截面受弯承载力均不足的受弯构件加固同时又可减小梁的挠度，缩小原构件的裂缝的宽度。组合式拉杆一般用两根水平拉杆，两根下撑式拉杆，使用于正截面受弯承载力严重不足而斜截面受剪承载力略为不足的加固，同时也可减小受弯构件的挠度、缩小裂缝的宽度。体外预应力法具有以下优点；预应力索布置在混凝土外，便于检查、养护、更换，梁体截面削弱小，索力可检测、能够多次张拉，可以充分发挥预应力索的效益；应力变化幅度小，疲劳影响小。由于其与混凝土截面变形不协调，索力增量均匀，体外索因轴向应力变化引起的疲劳较小；在自重增加很小的情况下，能大幅度改善和调整原结构的受力，提高承重结构的强度和抗裂性；可以在不限制通行的情况下进行加固施工，对桥梁营运影响小；简化了预应力筋曲线，体外索仅在转向、锚固块处设置预埋管道，减小了摩阻损失；体外预应力法既可作为重车过桥的临时加固手段，又可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施。
3.5高强钢绞线网一聚合物砂桨法
高强钢绞线网一聚合物砂浆法加固技术主要是采用高强钢绞线作为受力钢筋，提高原有加固梁的配筋率，从而提高原有构件的刚度和承载力，以聚合物砂浆作为粘结剂和钢绞线网的保护层，利用其自身良好的性能达到粘结良好、抗腐蚀、耐高温等优良性能。高强钢绞线网一聚合物砂浆法加固技术有些类似于加大截面加固法，但是其加固面积很小，用高强钢绞线代替钢筋达到更加良好的加固效果，从承载力提高的角度来说，复合砂浆的贡献并不大，主要是对钢绞线提供一系列保护。
4结语
桥梁的加固维修技术是最近兴起的一门新技术，是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术，加速我国旧桥加固或改造技术的研究，不仅能更好地、及时地为现代交通运输服务，而且能为国家带来巨大的经济效益和社会效益。然而加固施工工艺相对较复杂，要求桥梁加固工程取长补短，不仅延长了原桥的使用寿命，同时还增强了原桥的承载能力。桥梁的加固维修问题已经成为世界普遍关注的课题，加固理论、加固方法也是多种多样，只有遵循一套科学的程序和方法，才能够达到技术可行、经济合理、结构安全的目的。
