摘要:桥梁是我国交通运输中重要的基础设施,由于使用年限的长久、施工工艺、施工材料等多方面因素的影响,桥梁病害的发生频率越来越高,严重影响了我国交通运输行业的发展,给国家和个人带来巨大的经济损失。为提高桥梁的运输能力,延长桥梁的使用寿命,应运用先进的加固技术对现有桥梁病害进行修复。常见桥梁加固技术主要包括裂缝修复技术、粘贴钢板加固技术、粘贴碳纤维片加固技术、增大横截面积和配筋加固技术及其他加固技术。 关键词:桥梁;加固技术;钢板加固;碳纤维片加固 1引言
随着经济的不断发展,我国交通运输行业的基础设施建设已经取得巨大成就,据不完全统计,截止到2012年底,我国公路桥梁的建设数量以达到70万座以上,其中特大桥梁修建数量达到将近3000座。在桥梁修建取得巨大成就的同时,也出现了一系列问题,需要我们高度重视。一方面,多数桥梁修建时间较早,尤其是建国以后所修建的桥梁,由于时代的原因,桥梁设计标准、材料及施工技术等方面均受到影响,加之在长期的使用过程中缺乏相应的养护维修,已经遭受到不同程度的损害;另一方面,现代桥梁在设计或施工过程中,由于技术原因,同样导致桥梁出现多种病害,如桥面铺装受到损害、梁板和墩台出现裂缝、支座发生变形、桥头跳车等,这些病害影响了桥梁的运输质量,若不及时进行修复,将进一步扩大影响交通安全。 2桥梁抗震加固技术 2.1桥梁加固的重要性
桥梁在运行过程中,不仅要受到车辆等荷载的影响,还受到自然因素变化的影响,如温度变化、雨水、湿度、环境污染等多种因素的影响,这些影响因素严重影响了桥梁的耐久性和稳固性,加速了桥梁的老化进度。早期桥梁的设计工艺及原材料材质较为落后,已不能适应现代运输业发展的需求,桥梁设计标准及施工工艺已经进行了多次修订及改进,利用新的施工工艺对旧有桥梁进行加固,不仅可以减少旧桥的拆除量、还能恢复和提高旧桥的荷载能力及运输能力,严重其使用寿命。根据国内旧桥加固或改造的相关数据表明,桥梁加固费用仅为新桥梁修建费用的10-20%,利用科学的加固技术对旧有桥梁进行维修,可以消除安全隐患,缓和桥梁建设投资的集中性,提高交通运输行业的经济效益和社会效益。 2.2桥梁加固技术
桥梁加固技术是采用一定的措施是桥梁结构的承受力及实用性能提高,以满足现代运输对于桥梁的质量要求。在对旧桥进行改造或者加固过程中,应针对桥梁各自的特点进行施工,最大限度的提升桥梁的运输能力。桥梁加固工艺流程虽然不尽相同,但加固技术具有一定的共性,以下就对常见的加固技术进行简单介绍。
2.2.1裂缝修复
桥梁裂缝是常见的病害之一,裂缝宽度不同,其修复方法也存在一定的差异性。以0.15mm为界,若裂缝小于0.15mm,可利用涂刷封缝胶进行修复处理,具体方法为,将裂缝断口及周边地区进行清洁处理,用丙酮擦洗裂缝处构件表面,带丙酮干燥后,涂刷约1mm厚的封缝胶。若裂缝达到或者超过0.15mm,则应使用灌缝胶进行补强处理,具体处理方法为对裂缝进行清洁处理,埋设灌胶嘴后进行封缝,检查密封效果后,配置胶液,然后向裂缝处进行胶液注射,注射完毕后,
进行封口,再次检查密封效果。一般对桥梁箱梁底板、腹板、梁腋翼板下缘折线处的裂缝采用上述方法进行密封处理,然后在进行加固维修。 2.2.2粘贴钢板加固技术
粘贴钢板加固技术是利用粘结剂和锚栓将钢板固定于混凝土结构受力部位或者其他薄弱部位,使钢板与混凝土结构融为一体,以此提高桥梁部件的承受力、抗弯能力和抗剪能力,阻碍裂缝的开展,改变混凝土结构的应力状态。
粘贴钢板方式有两种,方法一为直接粘贴法。当钢板厚度在5mm以下时,可采用直接粘贴法,具体操作技术为将构件表面进行清洁处理后,钻孔植筋,然后对钢板进行现场配套打孔,并对粘贴表面进行整平处理,对钢板表面进行打磨处理,增大粘胶剂的接触面积;将粘结胶涂抹到钢板上,粘结钢板后对其进行固定和加压,带固化后进行检验,最后对其采取一定的防护措施。方法二为灌注式粘贴钢板,这种方法适用于钢板厚度达到或者超过5mm的,该法的施工工艺流程为:对构件表面进行清洁处理,钻孔植筋后,对钢板进行现场配套打孔,并对粘贴表面进行平整处理,对钢板表面打磨后,安装固定钢板,然后进行封边和埋设注胶嘴,进行通气试压后,配置并注射粘结剂,带固化后进行防护处理。
粘贴钢板加固方法基本处理方法类似,主要不同点在于中间粘结剂填充部分,其中方法二具有施工简单、效果好、工艺成熟等多方面优点,因此得到广泛的采用。在具体的施工过程中,钢板的选择应考虑裂缝的,如箱梁腹板裂缝较为严重,超过值,可用8mm的大钢板;对于箱梁腹板未超过斜向裂缝限度值时,可采用6mm的钢板;对于梁腹板无斜向裂缝的情况,可采用4mm厚的钢板加固。
2.2.3粘贴碳纤维片加固技术
粘贴碳纤维片加固技术是用树脂材料将碳纤维粘贴在桥梁结构或构件表面,从而形成复合材料,与桥梁结构或构件系统作用,以达到改善桥梁结构及构件承受性能的目的。该法的施工技术为:准备施工材料,对混凝土表现进行处理,配置树脂并进行涂刷,对不平整处进行平整处理,然后配置涂刷材料,并将其涂刷在树脂粘贴纤维片材料上,最后对处理表面进行防护处理。
粘贴碳纤维片加固技术具有良好的抗疲劳性能,对于桥梁结构及构件的自重影响较小,且尺寸较小,方便于施工。然而,碳纤维片韧性及耐火性不高,这就了该方法的适用范围。一般对于桥梁板底病害较轻的部位可采取此加固技术,对于桥梁腹板跨中有竖向裂缝的,可在腹板3L/8至5L/8范围内,利用碳纤维片进行粘贴加固。
2.2.4增大横截面积和配筋加固技术
增大横截面积和配筋加固技术是在桥梁构件表面增大混凝土尺寸,增加受力钢筋的数目,使其与旧有桥梁结构融合,从而增大桥梁构件的有效刚度及受力面积,从而提升桥梁的荷载能力。增大横截面积的方法有多种,一般常用的三种方法为增加桥墩台截面积、增加桥面板和增加主梁梁肋的高度和宽度。在具体的施工工艺中,若需要采用增大桥面面板厚度及配筋方式,则应先对桥面进行凿除,处理完毕后再重新铺装桥面。 2.2.5其他加固技术
除以上几种加固技术外,还有置换混凝土加固技术、自流平砂浆加固技术以及更换支座加固技术。置换混凝土加固技术常用于横隔板发生破损的病害,具体方法为先凿除已损坏的横隔板湿接缝混凝土,然后植筋支立钢模板,施工完毕后进行混凝土浇筑即可;对于普通混凝土无法振捣密实的部位,可采用自流平砂浆
加固技术。如在对桥梁腹板和翼缘板开裂部位进行处理时,可先进行植筋,然后将植于腹板和顶板的钢筋进行焊接,将加固钢板锚固在腹板和翼板上后,以加固钢板为模板,灌注自流平混凝土砂浆即可;支座更换已经是一门比较成熟的加固工艺技术,该技术施工时,一般采用进口设备进行同步顶升,将整孔的箱梁整体抬起后,对支座进行更换处理。 3总结语
随着桥梁抗震加固技术的不断提升,结合桥梁不同的病害情况,制定科学、合理的加固工艺,可恢复或提升旧有桥梁的荷载能力,保障桥梁运输能力的安全性、稳定性,更好的发挥其运输性能。桥梁加固技术不仅能在一定时期内缓解修建桥梁需要大量资金的压力,还能更好的发挥旧有桥梁的功能,延长其使用寿命,这是符合我国当前经济建设需求的,应给予大力支持。桥梁加固技术种类较多,其中裂缝修复技术、粘贴钢板加固技术、粘贴碳纤维片加固技术、增大横截面积和配筋加固技术是应用较为广泛的几种加固技术。 参考文献:
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