探析桥梁上部结构加固施工工艺

　　摘要桥梁加固是随着日益增长的交通运输业而产生并随其发展的新课题。通过对桥梁上部结构各种加固方法、施工工艺的介绍,探求桥梁加固合理、经济、有效的处治方法。 　　关键词桥梁结构;加固方法;施工工艺 　　中图分类号U445 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)042-0065-01 　　 　　现在公路上的桥梁是在不同的时期按不同的技术标准修建的。近年来,随着交通量的增大、超重车辆的增多,越来越多的桥梁结构出现了各种各样的病害,甚至遭受破坏,严重影响了行车安全和舒适。因此,对现有不能发挥其正常功能的桥梁进行补强加固,提高其承载能力,延长其使用寿命,具有十分意义。 　　经过大量的实际工程证明,桥梁维修加固比新建桥梁有更好的经济效益,加固费用一般为建造新桥的1/10～1/3,对于桥梁上部结构而言,有多种加固方法,每一种加固方法,其施工工艺,经济成本都不一样;而且,不同结构形式、不同病害的桥梁,其加固方法也不相同。 　　1桥梁加固方法 　　1.1桥面补强层加固法 　　在原有混凝土桥面上,浇筑一层混凝土或钢筋混凝土,使其与原有结构形成组合截面,这种方法称之为桥面补强层加固法。在汉宜高路桥涵处治工程中,其做法是用补强层代替原有的桥面铺装层,即先凿除原有的桥面铺装,再新设与原有桥梁梁板紧密结合的钢筋混凝土铺装层。现有桥梁均采用此类加固方法,既增加桥梁的横向刚度和桥梁的整体受力,又可提高桥梁结构耐久冲击荷载能力,阻止雨水渗漏,提高桥梁耐久性。其施工工序是: 　　1)破除原有桥面铺装层。为防止桥梁梁板结构受到扰动冲击,在破除时,禁用大型机械设备及重锤来破除桥面,只能用风镐、钻头等轻小型工具。 　　2)在桥面板上钻孔植筋。将废渣清扫干净后,在桥面板上钻孔植锚固钢筋,植筋的作用是锚固铺装层的钢筋,使铺装层和桥面板连成一个整体,抵抗铺装层和梁板结构间的剪切作用。锚固钢筋按30mm×30mm梅花型设置,钢筋与桥面梁板的粘结拉力≥40kN。 　　3)铺设钢筋网。按100mm×100mm铺设φ12双层钢筋网,上、下层钢筋网间距大于50mm,下层钢筋距梁板顶面50mm以上,保护层厚度为50mm。若原有的铺装层较薄,如10cm以下的,支模板铺设15cm厚钢筋混凝土,再对桥搭板进行调坡处理。 　　4)浇筑混凝土并养生。由于是维修工程,在汉宜高路工程中,混凝土均由自卸货车运输至现场,要注意混凝土拌和物的时间限制;浇筑完毕后,桥面用麻袋铺盖加定期施水养,桥面禁止使用早强剂,养生时间必须超过10d。 　　1.2梁(板)底粘贴钢板 　　在梁(板)底粘贴钢板,可以弥补原结构构件的强度不足,提高构件的抗弯、抗剪能力,提高原结构的刚度,限制裂缝的开展,改善钢筋与混凝土的应力状态。这种加固方法主要针对路段内现浇梁(板)桥。由于整体现浇结构横向刚度大,荷载横向分布不是影响整体结构承载力的关键因素,故可对此类桥梁进行纵向加固,但对小部分有纵向联系的桥梁也进行了横向补强。 　　1.3粘贴碳纤维布加固 　　采用粘贴剂将粘贴在混凝土构件表面,当结构荷载增加时,碳纤维布因与混凝土协调变形而共同受力,从而使混凝土构件提高承载能力和刚度的方法称为碳纤维布加固法。在汉宜高路工程中,这种加固方法主要针对上部结构为跨度较大的T梁和箱涵,T梁肋截面积较小粘钢板及增大其截面均对原结构有扰动性损伤且施工难度大,而采用粘贴碳纤维布加固补强,对原有结构不产生新的损伤。除此之外,碳纤维布加固桥梁还具有施工简便,不影响结构外观等特点。 　　1.4喷射混凝土加固 　　从现场调查情况及桥梁荷载试验来看,在经过十余年的运营后,高速公路上许多桥梁刚度明显减小,桥梁结构承载力虽然满足要求,但桥梁通车时振动感较强,部分预制梁(板)出现蜂窝麻面,混凝土松散,且主梁钢筋锈蚀,板间绞缝不起任何作用,桥梁板系单板受力。 　　采用喷射混凝土加固方法可以根治这类病害,其原理是利用压缩空气,将混凝土拌和料连续地连续地喷射到已锚固好的钢筋网上,形成新一层钢筋混凝土结构,并与原有结构连成一个整体。 　　喷射混凝土加固法将各单板连成整体,共同承受外部荷载,有效地解决了预制板桥单板受力这一病害。动静载试验证明,喷射混凝土加固桥梁效果良好。但是,这种施工方法也存在不足,诸如施工质量不宜控制,施工成本高,施工工艺较其它加固方法复杂等。这主要表现在: 　　1)施工混凝土配合比与设计混凝土配合比有时完全不同,施工现场存在这样的情况,当按照设计配合比施工时,喷射出来的混凝土不能粘在原有的结构上。施工实际配合比则是根据操作手的感觉来调整的,当操作手感觉混凝土拌和料能最大程度地粘附在原有结构上,混凝土配合比不再需调整。 　　2)喷射混凝土强度不高。喷射混凝土强度受各种因素影响。比如原材料品种和质量,配合比设计,施工工艺,施工机械的质量以及操作手的水平和熟练程度等,都对混凝土强度产生影响。值得一提的是,原材料中石子要冲洗干净,并晒干,才能投入使用。有试验证明,石子含泥量是影响混凝土强度一个重要因素,干净石子拌和的混凝土比未冲洗石子拌和的混凝土强度高5～10MPa。另外,喷射混凝土采用“湿喷法”,即用于喷射的混凝土在混凝土搅拌机中加水拌和好后送入喷射机中喷射。 　　3)喷射混凝土回弹率高。喷射混凝土是在高速喷射时,骨料的反复连续撞击而使混凝土压密,混凝土的物料撞击在受喷面上,发生回弹现象是不可避免的,一般回弹率在40%～60%左右,回弹料由于大多是粗骨料,含水泥量少,不能回收掺入下一次混合料中。 　　有关资料认为喷射混凝土加固旧桥经济、成本低、可不中断交通,但在汉宜高速公路桥涵处治工程中,与其他加固方法比,喷射混凝土加固法不仅施工难度大,成本也较高,而且必须中断交通。施工时不中断交通,喷射出来的混凝土就不能与原喷射面更好地粘结。当然,喷射混凝土的优点是其他加固方法不具有的。 　　2 4种加固方法特点比较 　　从表1中可以看出,粘贴碳纤维布加固法较其他方法优点多,在实际工程中,多数桥梁采用粘贴碳纤维布补强。桥面补强法在本次工程中其实就是更新桥面铺装,它与其他加固方法在工程中配合使用。喷射混凝土加固能加强桥梁板间的横向联系,根治单板受力现象,在这次桥涵处治工程中,也有一定应用。 　　而粘贴钢板和粘贴碳纤维布加固同为粘贴加固技术,均是采用一种化学粘贴剂从结构外部粘贴补强材料的加固方法。二者加固效果尚待讨论研究,但由于粘贴钢板施工存在钢板加工成型困难、对原有结构产生损伤、防腐性能差等不足,所以,在汉宜工程中,仅少数桥运用此法进行加固。 　　3结论 　　旧桥加固应从技术可能性、经济合理性、施工难易程度的角度出发,采用合理、有效、经济的加固方法,具有社会效益和经济效益。就高速公路旧桥上部结构而言,一般采用桥面补强层法+粘贴碳纤维布法进行加固,几种加固方法优缺点各异,加固效果有待探究。 　　参考文献 　　[1]朱娜,赵力.既有桥梁上部结构的维修加固方法[J].科技创新导报,2008,31. 　　[2]张嘉林,田晓晨.旧桥下部结构贴钢板加固方法研究[J].建筑科技与管理,2009,3.