桥梁维修与加固方法分析
2015-07-29
1 桥梁维修与加固的内容
在交通运输中，公路的运输量随着国民经济的发展也日益增长，危桥的数量也不断增加。若将危桥拆除重建，则需要较长的工期，同时也将耗费巨大的资金，若按计划对旧桥进行逐步加固和维修，则能使其使用寿命得到延长，同时也能节省大量资金，还可以使投资桥梁建设的集中性得到缓解，具有巨大的经济效益和社会效益。对于那些存在重大病害的以及对运输要求无法满足的桥涵，应对其进行彻底的整治、改善甚至更新，从而使原有桥梁的使用消能得到恢复并使其使用年限得到延长，同时对其通过能力及负荷等级得到提高。桥梁的维修与加固主要包括以下内容：维修加固桥梁的上部构件、下部构件以及对桥梁上人行道和行车道的拓宽等。对桥梁的上部构件的高度进行升高，对桥梁的行车道和引桥路面进行更换，对桥梁中损坏的结构物进行部分甚至全部更换。在桥梁维修与加固工作中，进行加固能满足要求的则不建议改建，进行部分改建能满足要求的则不建议全部改建。桥梁维修与加固的步骤如下：对桥梁的损坏情况进行检查；对桥梁的交通状况进行调查并查阅该历史技术方面的相关资料；提出桥梁的维修与加固方案并对各个方案进行比较分析；最后确定方案并实施方案。
2 桥梁维修加固的方法
桥梁的维修加固就是通过采取某些措施来提高桥梁构件或桥梁整体结构的承载力与使用性能，从而满足交通的新要求。桥梁的维修与加固是通过修复或加大桥梁的本身构件从而提高桥梁的承载能力，因此在桥梁的维修与加固过程中不应改变桥梁原有的建筑形式，只有在某些特殊的情况下，才考虑更改桥梁的结构。根据桥梁的当前情况和今后任务，考虑其承载能力的降低程度，对不同的桥梁应采取与之相适应的恰当的维修与加固方式。其方式有：通过增大桥梁原有构件的截面使构建的刚度和强度得到提高；用新构件来替换原有的应力不足的构件；通过改变桥梁的原有受力体系以减少结构的受力；通过将外应力施加于原有结构上使原有结构的受力体系得到改变，从而使桥梁的强度和刚度得到提高。旧桥的维修与加固方法主要有以下2种：
2.1 结构性维修加固
桥梁的体外预应力维修加固方法的原理就是在桥梁的下部受拉区位置设置提高预应力的材料。由于张拉作用从而在梁体上产生偏心压力，在该力作用下，梁体上拱能够将自重应力的一部分抵消掉，使裂缝宽度和结构变形得到减小，使结构受力得到改善，使结构的承载能力得到较大提高。目前常用的维修加固方法主要有两种，即外部预应力钢丝束维修加固法和下撵式预应力拉杆维修加固法。当合理有序地安排施工时，采用该种方法进行维修加固对桥上交通的影响最小，甚至在适当开放交通时也可以组织施工，国内近些年采取该种方法的实例较多。但采用该方法进行加固后，需对桥梁体外的预应力钢筋进行防腐，这样会使桥梁的养护费用增加，因此公路部门一般不会首选该种方法。粘贴钢板维修加固法是将钢板用锚栓以及粘结剂固定于桥梁的薄弱部位或混凝土受拉面上，使其成为整体，从而提高桥梁结构的承载能力。该方法具有诸多优点，例如施工简单、工艺成熟、不改变结构的原有尺寸、技术可靠、对短期加固能够收到较好的效果等，因此该方法在近些年被公路部门使用较多，是近年来使用最多的方法。从国外引进的碳纤维加固法是近几年才逐渐兴起的一种新方法，该方法也已逐渐应用于工程项目中，该方法具有高强度、不易腐蚀、施工简单方便等优点。但碳纤维本身存在耐火性不佳等缺陷，使得该材料在实际应用中受到限制。增大截面和配筋加固法是通过加大桥梁侧面或底面的尺寸，并增配主筋，从而使主梁截面的高度得到提高，使桥梁的承载能力得到加强。但是应用该方法在施工的整个过程中将在梁底作业，导致施工难度大同时施工质量不易控制。所以，虽然该方法的费用一般较低，但上述因素使该方法的应用受到制约，该方法多用于加固维修T型截面梁。改变桥梁结构的受力体系维修加固法是对桥梁的结构受力体系进行改变，从而使桥梁结构的整体承载力得到提高，该方法能够将被动变为主动。该方法的优点是能够增加结构的刚度、提高结构的承载能力等。但采用该方法则施工时需对桥面的铺装进行再处理，使改造的费用增加且负弯矩区的施工质量对加固的效果影响显著，目前该方法很少单独使用。除上述各加固方法外，结构性维修加固方法还包括锚喷混凝土维修加固法、增设主梁维修加固法等。
2.2 非结构性维修加固
针对桥面铺装层破损严重的情况，可以考虑使用钢纤维混凝土修复法。使用该方法后，可能增强桥面的抗冲击能力、抗裂能力和耐磨耗能力，可以使桥面的寿命得到延长，在不改变桥梁承载的情况下，使桥梁结构的受力性能得到改善。桥梁的维修与加固时，需对伸缩缝进行更新改造。以下类型的伸缩缝得到了较为成功的使用。仿毛肋型伸缩缝应用于大中型桥梁，效果良好；“三防”伸缩缝应用于大型桥梁，效果明显；FG、TST系列的伸缩缝，广泛应用于中小型桥梁，且效果良好。
3 结语
本文对桥梁的维修与加固的内容以及各种常见方法的原理和适用情况进行了简单的论述。在桥梁的维修与加固过程中，除了一少部分的重车需要短期绕行外，一般无须中断全部交通，其社会效益和经济效益明显。而无论拟定改造方案还是设计计算，或者技术改造的实施，都需要相关的工作人员去不断的实践和研究。
