桥梁加固技术

摘 要：随着经济的发展,公路交通量也不断增加,公路桥梁负荷日趋加重,而公路桥梁本身在施工过程中受到一些难以控制的不利因素的影响,在建成运营中又受到风、雨、水流的侵袭,温度、湿度变化的影响,通过车辆荷载及冲击的作用,甚至遭到地震、船舶撞击的严重损害,使得其承载能力与交通需求的矛盾日益突出.

关 键 词：桥梁；加固

中图分类号：TD265.2文献标识码：A

桥梁作为交通运输的枢纽,直接影响着交通的流量和荷载.当它投入使用一定时间后,往往由于设计的局限和施工的欠缺,使其难以适应日益繁重的交通量,而且随着运输设备的高速发展和车轮负载的不断增长,使桥梁常常处于超负荷运行的状态,从而逐步成为交通运输线上的“瓶颈”.

因此,为了维持桥梁的正常营运,尽量保持和延长桥梁的使用寿命.对桥梁结构物进行经常性的养护维修是非常必要的.当桥梁结构物无法满足承载能力、通过能力(如荷载标准提高、原结构严重损伤从而承载能力降低、桥而过窄妨碍车辆畅通)等要求时,则需对桥梁进行必要的补强加固、拓宽等技术改造.

1桥梁的维修整治

桥梁的维修整治或称养护维修主要是对危害桥梁正常营运的部分进行修缮工作.例如桥面铺装层、桥面伸缩缝装置、桥面防水设施、桥梁主体结构(如钢筋混凝土桥梁等的混凝土裂缝等)的缺陷,都会影响桥梁的正常营运及使用寿命,严重的甚至直接导致桥梁承载能力的降低.因此.在桥梁使用过程中对其进行经常性的维修整治是不容忽视的一项工作.桥梁技术改造的工作重点,往往是针对桥梁的主体结构,但同时也必须对影响桥梁正常使用的其他部分进行维修整治.

2桥梁的技术改造

桥梁结构的安全度是以结构的强度、刚度、稳定性及耐久性等指标来衡量的,也就是说,桥梁结构必须满足基本的承载能力功能的要求.桥梁结构应具有足够的强度,以承受作用其上的荷载,使桥梁结构构件或其连接构造不致产生破坏,结构各部分应具有足够的刚度,以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲变形,构件的截面必须有适当大小的截面尺寸,以使其在承受荷载时不发生屈曲而丧失稳定性.对桥梁结构物不仅要保证结构具有整体强度、刚度及稳定性,而且必须保证结构各组成构件具有足够的强度、刚度及稳定性,同时结构物必须具备良好的工作性能及足够的耐久性.但是,桥梁结构由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性以及计算检测定的近似性等原因,其实际安全度往往是一个不确定值.有的桥梁由于设计与建造年代久远,原设计荷载标准偏低,现时运行重车增多、行车密度增加而不适应,有的桥梁由于采用的桥型结构不当或设计计算检测定不尽合理,导致结构实际受力状态与计算检测定不完全相符,有的桥梁在施工时由于质量控制不严、管理不善而造成不应有的缺陷,有的则因不注意经常性的检查、维修整治导致结构产生缺陷而不能维持正常的工作条件等.

3桥梁加固措施

为适应桥梁对抗震的要求,针对震害所出现的各种薄弱环加强桥梁构造以提高桥梁抗震能力,显然是有重要意义的.

3.1桥梁杭震的构造要求

3.1.1对简支梁、连续梁、系杆拱等梁式体系,必须设置阻止梁墩横桥向相对位移的构造,阻止梁的横向位移.

3.1.2对悬臂梁和T形刚构除采取上述措施外,还应采取阻止上部结构与上部结构之间出现横桥向相对位移的构造措施.

3.1.3对活动支座,均应采取限制其位移、防止其歪斜的措施.

3.1.4对简支梁应采取措施防止地震中落梁,如采用螺栓连接,钢夹板连接,以及将基础置于可液化层一定深度等措施.

3.1.5对于桩式墩和柱式墩,桩(柱)与盖梁,承台联接处的配筋不应少于桩或柱身的最大配筋.

3.1.6对于砖石、混凝土墩台,应考虑提高墩台帽与墩台本身以及基础联结处,截面突变处和施工处的抗剪强度.

3.1.7桥台胸墙应予加强,在胸墙与梁端部之间,宜填充缓冲材料,如沥青,油毛毡等.

3.1.8砖石、混凝土墩台和拱圈的最低砂浆强度等级应按现行公路桥涵设计规范规定的要求提高一级使用.

3.1.9不论为梁式桥、拱桥尽量避免在不稳定的河岸修建,并应合理布置桥孔.避免将墩台布设于在地震时可能滑动的岸坡突变处.

3.1.10大跨径拱桥的主拱圈,宜采用抗扭刚度较大,整体性较好的断面型式,如箱形拱、板拱等.当主拱采用组合断面时,应加强组合截面的连接强度,对双曲拱桥应加强肋波间的连接.

3.1.11大跨径拱桥不宜采用二铰和三铰拱,当小跨径拱桥采用二铰板拱时,应采取防比落拱构造措施.

3.1.12砖石、混凝土腹拱的洪上建筑,除靠近墩台的腹拱采用三铰或二铰外,其余腹拱宜采用连续结构.

3.1.13拱桥宜尽量减轻拱上建筑的重量.

3.1.14刚性地基烈度为9度(地震动峰值加速度系数≥0.4g)时,或非刚性地基烈度为7度(地震动峰值加速度系数0.1～0.15g)时的单孔及连拱桥与端腹孔均应采取防止落拱构造,包括加长拱座斜面,设置防落牛腿以及将主拱钢筋伸入墩台帽内.

除上述外,还要加强施工质量管理.

3.2桥梁杭震加固的原则

在烈度为8度(地震动峰值加速度系数0.2～0.3g）及8度以上的地震区,公路桥梁均应局部加强其抗震薄弱环节.

重要大跨径桥梁作重点加固,一般性桥梁作一般性加固.

3.3梁式桥的抗震加固

防止顺桥向(纵向)落梁的抗震措施主要有:增设挡块和加强胸墙,桥台加固挡板,用H形卡架和三角形支架加固,墩帽上设置活动支座端挡块等.

防止横桥向落梁的抗震措施主要有:用钢丝绳横向连接加固,边主梁外侧设置挡块或挡杆,边主梁外侧设钢支架加固等.

防止支座破坏的主要措施有:宽盖梁上设置支座挡块,U形承托支座加固,一字形承接支座加固,两支座用钢筋纵向连接加固等.

3.4拱式桥的杭震加固

对双曲拱桥因其连接部位较多,如拱肋和拱波的连接,拱肋和桥墩(台)的连接,拱上建筑和拱圈连接,这些薄弱环节,亦应预以加固.其主要抗震措施有:拱肋与拱波之间用钢筋混凝上补强,拱顶上部用钢筋混凝土加固,或用加劲钢及剪力撑法,对拱脚用钢筋混凝土加固等.

3.5墩台和基础的杭震加固

基础在设计或修建时没考虑增加地震因素时,应采取以下加固措施:对于扩大基础,可采用外加固围裙的方法进行抗震加固.加打木桩浇筑混凝土增大基础底面积.对于桩基础采用加筑围裙式条形基础.在一般冲刷线以下,桥台前端加高斜撑.桩墩两侧加设斜撑加固.对于排架桩采用横斜撑加固.对断面薄弱处采用扩大桥墩断面加固法.台后土压力较大时,可在台后加建挡墙.于台前增设扶壁加固,其基础埋深一般在冲刷线以下1m.地震造成台后沉陷,用台后增设桥孔来稳定桥台.台背两侧出现坍塌时,改建成U形台,从而加固台身以稳定土坡.

结束语

公路桥梁结构缺陷的种类很多,产生的原因也很复杂,因各种桥梁的结构类型、地基类型、材料种类、施工质量、通行车辆、管理养护工作等的不同而千差万别.对于这类缺陷,查清后就必须及时加以处理,或者进行修补加固,或者报废重新浇筑.