徐州上铁工程段江苏徐州222000
摘要:对于公路桥梁的加固,保证公路交通的安全运行已经引起了相关部分的重视,公路桥梁的加固技术作为一个永久性的课题,技术人员应该充分的汲取知识,对公路桥梁的加固技术进一步的进行完善,对每一座桥梁制定出一套合理的治理方案。本文分析了公路桥梁加固的重要性,并阐述了公路桥梁加固施工技术。
关键词:公路桥梁;加固;施工技术
随着我国交通事业的不断发展,桥梁问题日益突出,老旧、年久失修等问题都是重要的桥梁问题,所以我国相关部门就为桥梁加固设计和施工技术等提出了多方面要求,促使我国桥梁设计事业的迅速发展。对旧桥的加固是桥梁设计工程中的重要组成部分,为了减少资金利用,对旧桥进行重新修建是不可能,所以旧桥加固就变得重要起来,由于对旧桥的加固没有现成的设计规范这就使旧桥的加固设计比建造新桥更加困难,而且对旧桥的加固还没有现成的施工验收标准,着就需要施工人员来对旧桥的实际情况来进行评估了,更具实际情况来进行加固设计,但是又因为引起桥梁病害的原因错综发杂,病害的原因很难确定。
一公路桥梁加固的重要性
1.1在公路桥梁使用期间内,任何桥梁都会成为旧桥。
早期修建的桥梁,由于当时人们对铺装功能、病害认识有限,往往存在配筋偏小,钢筋直径过细,铺装与承载构件的界面连续不牢靠等问题。由于桥梁是建在大地上的特殊产品,不仅受自然环境的影响(如大气腐蚀、温度、湿度变化等),而且还受到使用环境的影响,难以避免产生损坏现象。这使桥梁的维修、养护、加固、改造已成为必然。
1.2从经济上分析,公路桥梁加固可以节省大量投资,收到良好的社会经济效益。
采用适当的加固技术和拓宽措施,不仅可以避免因拆除旧桥与重建新桥而增加工程费用;而且对现有交通运输影响有的甚至可以在不中断交通的情况下完成,早期设计施工的高速公的桥梁在长期大交通量、重荷载的运营情况下大部分出现了病害;同时也恢复和提高了旧桥的承载能力及通行能力,延长桥梁的使用寿命,满足现代化交通运输的需求。
二公路桥梁病害的原因
2.1在设计、施工中产生的桥梁缺陷。
设计中原有设计标准偏低安全储备不足,保护层厚度偏小,设计耐久性考虑不全面;施工中质量控制不到位,桥梁进行施工作业时没有达到相应的质量要求,所使用的建筑材料质量不达标,对桥梁施工养护的不合理以及不及时等都会导致桥梁在投入使用之后产生一些质量问题,影响结构的耐久性。
2.2公路桥梁的日常养护。
在公路桥梁的使用过程中,通行车辆所造成的超载超限问题都会对桥梁自身带来很大的损伤,如果长时间放任不管,会大大的缩短桥梁的使用寿命,很可能会造成严重的安全事故,全国已经发生的该类事故不在少数了。另外,对于桥梁的附属设施需要经常的维护,如伸缩缝、泄水管、防撞墙等,如维护不到位,桥面雨水就会腐蚀梁体和墩台,造成更大的损害。
三公路桥梁加固施工技术
3.1体外预应力加固技术。
体外预应力加固技术其实就是采用粗钢筋绞线或高强钢丝等钢材将其力施加在桥梁上部结构上,有部分外荷载产生的内力被预加产生的反弯矩抵消了,因此,使旧桥使用性能得以提高。体外预应力加固原理是在梁的下缘受拉区设置预应力材料,通过张拉对梁体产生偏心预应力,在此偏心压力作用下,使梁体发生上拱,抵消部分自重应力,减小了结构变形和裂缝宽度、改善了结构受力,能够较大幅度地提高结构承载力。与通常的预应力混凝土结构相比,预应力筋与原结构只在锚固点与梁连接,类似于无粘结预应力结构。目前体外预应力加固是采用较多的加固方法之一,特别是在大跨径预应力混凝土连续桥梁和连续刚构桥梁的加固方面。体外预应力筋锚固在梁端或中间横隔梁上跨间用转向块调整预应力筋的角度,以适应桥梁的线形变化及受力要求。体外预应力加固技术与普通预应力混凝土结构相比,其结构具有以下几个特点:1)设计方面。体外预应力加固技术主要是采用钢筋来进行,其可以是固定的,也可以是可换的。当然,可更换的钢筋应用起来更加方面,简化了桥梁加固的步骤。2)施工方面。体外预应力加固技术可以在任何一个季节中施工,并且也简化了旧桥改造的施工。3)使用方面。体外预应力加固技术有利于抗疲劳,并且也使预应力筋利用效率更高。在我国,混凝土耐久性问题一直都是我国桥梁工作的难点,而体外预应力加固技术解决了这一问题,提高了桥梁耐久性。
3.2高强符合纤维加固技术。
高强复合纤维主要有芳伦纤维及碳纤维(FRP),碳纤维材料在桥梁加固工程中应用非常广泛,技术比较成熟。在结构受拉区或抗剪薄弱区域,直接粘贴纤维加固方法采用的较多。就实际工程中大量遇到的承载力加固而言,多采用在受拉区直接粘贴碳纤维布的被动加固方法。后加补强材料是不能充分发挥作用的。计算表明,对原梁高度较小、配筋率较大的情况,加固设计以混凝土压应变达到极限值控制设计,在极限状态下,后加补强材料的应
力仅为700-800MPa,此值只相当碳纤维抗拉强度标准值的(21.2%一24.2%);对原梁高度较大、配筋率较小的情况。加固设计以原梁钢筋应变达到极限值控制设计,在极限状态下,后加补强材料的应力也只有2000MPa左右,此值相当碳纤维抗拉强度标准值的60%。高强复合纤维加固技术与其他钢筋混凝土结构相比具有以下几个特点:1)施工方面。在进行加固过程中,混凝土结构构件的承载力和延性的提高可以将高强符合纤维的特点充分利用起来,从而将其受力性能进行改善,实现加固的目的。2)结构方面。在温度变化时,FRP也能够与混凝土一起工作,这主要是因为线膨胀系统与混凝土较接近有关。FRP质量轻并且较薄,构建经过加固补修后不会使原结构的自重增加的,也就不会使建筑物的使用空间减少,即建筑物的自重和体积都不会改变。3)使用方面。高强符合纤维加固技术可以应用与很多结构的建筑物中,并且它的加固技术不会对原结构形状和原结构外观产生影响。高强符合纤维具有良好的耐腐蚀性和耐久性,使桥梁的耐腐蚀性得以增强。采用高强符合纤维加固技术加固的公路桥梁,不需要再定期进行维护,其本身具有很强的保护作用。
3.3有粘结预应力加固技术。
利用锚固于被加固梁体上的小直径预应力筋,对梁体施加预应力,然后喷注具有较高抗拉强度的复合砂浆,将预应力筋与被加固梁体粘结为一体,构成有粘结预应力加固体系。有粘结预应力加固体系以其预应力筋锚固简单、张拉施工方便、结构耐久性好,材料利用效率高的技术优势受到国内外土木工程界的重视。有粘结预应力加固体系特点适用于中、小跨径钢筋混凝土梁、空心板梁、箱梁桥的加固,尤其是对高速公路及城市立交工程中大量采用的中等跨径的钢筋混凝土及预应力混凝土连续箱梁桥,由于受箱梁高度的限制,在箱内布置体外预应力筋有困难的情况下,采用在箱梁底板部增设预应力筋,然后喷注高性能抗拉复合砂浆的有粘结预应力加固体系是理想的加固方案。
随着城市规模的不断增大,全国通车公路里程等都得到了迅速发展,桥梁总数不断增加,危旧桥的数量也在不断的增加。如今,很多桥梁都开始进入了维修加固的阶段,尤其是市政桥梁,冬季融雪剂的使用,城市交通量的剧增,日常养护的缺失都对桥梁造成了很大的伤害。目前市政项目数量和规模都在大幅度提高,在整个交通建设中,桥梁安全是大家所关注的主要问题,搞好桥梁的的施工安全及桥梁加固就显得日益重要。
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