橋梁加固技術(shù)途徑

首先根據(jù)橋梁的現(xiàn)有技術(shù)狀況、存在病害、車輛通行的需要以及將來交通發(fā)展的趨勢，對加固的必要性和可行性作出分析判斷，然后對各種加固方案的技術(shù)經(jīng)濟效果進行比較，選擇合理的加固方案。一般應符合下列要求:

1、比重建新橋節(jié)約60-70%以上的費用才是可行的，有意義的。包括因加固橋梁中斷交通造成的經(jīng)濟損失。

2、橋梁經(jīng)加固后，其結(jié)構(gòu)性能、承載力和耐久性方面都能達到使用上的要求，

3、橋梁下部結(jié)構(gòu)具有足夠的潛力，能滿足加固后的橋梁對基礎的要求。

4、對加固技術(shù)的先進性、經(jīng)濟性及耐久性等進行全面綜合評價，力爭采用各種指標較好的加固方案。

據(jù)統(tǒng)計，截至2014年年底，公路總里程446.39萬公里，其中高速公路里程11.19萬公里。

近20年來大量修建的預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，普遍出現(xiàn)在收縮徐變完成后，跨中仍然持續(xù)下?lián)?，腹板底板開裂;近10多年發(fā)展起來的鋼管混凝土拱橋，以其優(yōu)異的施工性、經(jīng)濟性、造型美風靡全國，但實踐的真實反映這一組合結(jié)構(gòu)的計算方法并不成熟，管節(jié)點焊縫疲勞沒能很好解決，吊桿壽命難于估計;近30年大量修建的鋼筋混凝土箱型拱橋，橋道系病害多;誕生于20世紀60年代初的雙曲拱橋，以其耗鋼材少、造價低、施工方便的優(yōu)點而風靡全國。到1979年全國建成雙曲拱橋4085座、總長達到35萬延米，占全國當時大中型公路橋梁25.7%，雙曲拱橋施工中突出優(yōu)點是化整為零，施工完成后聚零為整，這又是它的突出缺點，因為大量的接縫形成了結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)，加上當時人們認識局限，鋼材投資又嚴重不足，過分強調(diào)淺基薄面，建成的雙曲拱橋，經(jīng)短期通車，少數(shù)垮塌，部分棄而不用，部分已經(jīng)加固，部分正在或等待加固，正常使用的甚少。

貴州省交通廳在1979年提出的桁式組合拱橋，懸拼施工設備極為簡單，只是兩臺鋼人字桅桿，經(jīng)濟指標好，短短時間在貴州等地修建了40座，跨徑絕大多數(shù)在100米以上，最大跨徑達330米，在中國甚至國際上都有影響，曾經(jīng)兩次獲得國家科技進步二等獎?chuàng)私?，隨著時間的檢驗，多數(shù)桁式組合拱橋存在較嚴重的病害。

我國橋梁設計載重標準經(jīng)歷了從汽- 10、汽- 13、汽-15、汽-20、汽-超20的發(fā)展過程，其中載重標準在汽-20以下的橋梁占多數(shù);驗算荷載也由拖- 30、拖-60 、拖- 80 發(fā)展到掛- 100 和掛- 120;規(guī)范規(guī)定的車輛荷載安全系數(shù)為1.40，低于美國的1.75和英國的1.73;按交通部以往的橋涵設計規(guī)范，室外受雨淋(干濕交替環(huán)境)的混凝土構(gòu)件，鋼筋保護層最小設計厚度尚不到國際通用規(guī)范規(guī)定的一半;如此等等。原先設計規(guī)范標準過低，加上日益增加的交通量和車輛超限超載現(xiàn)象泛濫，，相應的公路橋涵負荷日趨加重，一大批橋梁出現(xiàn)不同程度的病害，結(jié)構(gòu)老化、破損、變形較大、開裂現(xiàn)象嚴重，橋梁的持荷能力明顯下降，有相當一部分成為危橋我國的橋梁安全狀況不容樂觀。橋梁加固已成為繼橋梁建設后的又一大難題!

1、已通車的橋梁，有現(xiàn)實的交通需要，因為要在不中斷交通的情況下加固，所以加固時有交通干擾。

2、結(jié)構(gòu)形式的限制，加固的原則一般必須利用原有結(jié)構(gòu)進行，所以受到局限。

3、新老結(jié)構(gòu)的結(jié)合是個難題，包含新老結(jié)構(gòu)體系的變化和過渡，還包括新老橋體的接合面。

4、風險大，凡是要加固的橋梁，多半是危橋，結(jié)構(gòu)已處在不利狀態(tài)，對舊橋有的缺乏原有的設計資料和施工記錄，結(jié)構(gòu)內(nèi)部情況不詳，現(xiàn)有受力情況不一樣，很難確定其受力極限，給舊橋加固帶來了風險。

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展，交通量增大，載重等級發(fā)生變化。

2、早年設計的指導思想注重于材料的節(jié)省，安全度低，一般來說造成斷面單薄、安全儲備低，其中最典型的是雙拱橋。

3、橋梁耐久性差和年久老化，如磚拱橋。

4、修建的橋梁，因設計失當或施工質(zhì)量差，也存在加固的問題。

從橋梁加固的部位來分，橋梁可分為上部結(jié)構(gòu)加固、下部結(jié)構(gòu)加固。橋梁上部結(jié)構(gòu)加固有常用方法有:加大截面法、粘貼加固法、體外預應力加固法、增加輔助構(gòu)件法和體系轉(zhuǎn)換法等。橋梁下部結(jié)構(gòu)加固常用方法有:擴大基礎加固法、高壓旋噴注漿加固法、鋼筋混凝土套箍及外包鋼板等。需要說明的是，這些加固方法的應用有的并不是單一的，必須根據(jù)實際情況來選擇加固的方法或者相互結(jié)合使用，并且在這些方法的使用之前，必須先將橋梁的裂縫、麻面等病害處理完之后方才進行加固。

中華人民共和國行業(yè)標準《雙曲拱橋加固改造技術(shù)規(guī)程》上海同華特種土木工程有限公司為主編單位之一

粘貼纖維織物(布)復合材加固法 即用改性環(huán)氧樹脂粘貼各種符合國標GB50367-2006規(guī)定的纖維單向碳纖維織物布復合材,S玻璃布,E玻璃纖維單向織物布及國標GB/T221491-2008規(guī)定的單向芳綸布,芳玻韌布復合材

該方法具有粘貼鋼板加固相似的優(yōu)點外，還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護費用較低等優(yōu)點，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。

1 碳纖維應選用不大于12k(1k=1000)的小絲束聚丙烯腈基(PAN基纖維)，不得使用大絲束纖維。

2 玻璃纖維，應選用S型玻璃纖維或E型玻璃纖維，不得使用A型玻璃纖維或C型玻璃纖維。

3 碳纖維與玻璃纖維符合材料的主要力學性能，應符合規(guī)定:

纖維類別 抗拉強度標準值 彈性模量 伸長率 彎曲強度 纖維復合材料與混凝土正黏結(jié)

碳纖維 布材 一級 ≥3400 ≥240000 ≥1.7 ≥700 ≥2.5 ≥45

二級 ≥3000 ≥210000 ≥1.5 ≥600 ≥2.5 ≥35

板材 一級 ≥2400 ≥160000 ≥1.7 -- ≥2.5 ≥50

二級 ≥2000 ≥140000 ≥1.5 -- ≥2.5 ≥40

玻璃纖維 S型(高強)≥2200 ≥100000 ≥2.5 ≥600 ≥40

E型(無堿)≥1500 ≥72000 ≥2.0 ≥500 ≥35

注:纖維復合材料的抗拉強度標準值應根據(jù)置信水平C=0.99、保證率為95%的要求確定。

4 芳綸纖維復合材料的力學指標參照《橋梁結(jié)構(gòu)用芳綸纖維復合材料》(JT/T531-2004)執(zhí)行。

4.5 纖維復合材料

4.5.1 纖維復合材料用的纖維應為連續(xù)纖維，通唱采用碳纖維、玻璃纖維及芳綸纖維，其品種和性能應

4.5.2 加固用纖維復合材料與膠黏劑應進行以下適配性檢驗，且檢驗結(jié)果必須符合上表規(guī)定:

1 抗拉強度標準值;

2 纖維復合材料與混凝土正拉黏結(jié)強度;

3 層間剪切強度。

4.5.3 在材料性能檢驗和橋梁加固設計中，纖維復合材料截面面積的計算應符合以下規(guī)定:

1 對纖維布材，應按纖維的凈截面面積計算，即取纖維布材的計算厚度乘以寬度，纖維布材的計算厚度應按其單位面積質(zhì)量除以纖維密度確定。

2 對單向纖維板材，應按不扣除樹脂體積的板截面面積計算，即應按實測的板厚乘以寬度計算。

4.5.4 纖維復合材料的單位面積纖維質(zhì)量和纖維體積應符合下列規(guī)定:

1 單層碳纖維布材的單位面積纖維質(zhì)量，不應低于200g/m2,不宜高于300g/m2。單向碳纖維板材的厚度不應小于1.0mm，不宜大于2.0mm;板的寬度不宜大于150mm;碳纖維體積含量不應低于60%。

2 單層芳綸纖維布材的單位面積纖維質(zhì)量，不應低于280g/m2,不宜高于830g/m2。

3 玻璃纖維布材的單位纖維質(zhì)量，不應低于300g/m2，不宜高于600g/m2.

4.6 膠黏劑

4.6.1 橋梁加固用膠黏劑，根據(jù)所加固結(jié)構(gòu)的重要程度分為A級膠與B級膠;其中A級膠用于重要結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固，B級膠用于一般結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固。

4.6.2 橋梁承重結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)加固用浸漬、粘貼纖維復合材料的膠黏劑的安全性能指標必須符合表4.6.2的規(guī)定，不得使用不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂等作為浸漬、粘貼膠黏劑。

4.6.3 浸漬、粘貼芳綸纖維符合材料用的膠黏劑，其安全性能指標不應低于A級膠的要求，采用的遞交與修補也應與之相匹配。