桥梁加固与改造技术的探讨

2013-10-16潘盛向

黑龙江交通科技 2013年3期

关键词：现役内力主梁

潘盛向

(贵州省交通建设咨询监理有限公司)

1 对现役桥梁进行加固应遵循的标准

对现役桥梁进行加固的方法多种多样，针对不同类型的桥则需要选择不同的加固方法。在加固之前一定要明确桥梁出现病害的程度，然后确定在加固的过程中应该选择哪种方法。

1.1 判定现役桥梁是否需要进行加固的主要标准

现役桥梁出现下述任意一种情况就需要采取恰当的方法进行加固:

(1)桥梁的承载能力无法达到强度要求。根据通常情况下车辆对现役桥梁产生的承载能力进行检测，如果桥梁无法达到相应的强度要求，就需要加固改造。需要注意的是如果通行过程中重型车辆持续增加，现役桥梁承载能力过低则需要进行加固改造;如果整条路线上的承载能力一致，需要对承载能力较低的部分进行适当的加固。

(2)在经过检测后发现，现役桥梁的应力如果超出极限就需要采取恰当的方法进行加固。

(3)如果桥梁的通行能力受到了宽度的限制，需要进行拓宽、加固处理。

(4)桥梁结构在局部位置甚至整体都出现刚度不足的情况，需要对其进行加固除处理。

(5)如果在通行特殊重车的过程中，现役桥梁的承载能力无法达到相应条件则需要临时采取恰当的方法对其进行加固。

桥梁可以说是整个交通建设基础设施中的一个重要组成部分，在加固的过程中要求的技术含量以及经济含量都非常高，这就要求在选择加固方法时进行技术以及经济对比，选择最恰当的加固措施。

在对现役桥梁加固的过程中需要考虑到下述两个因素，首先，应该根据目前所使用的加固技术、桥梁出现病害的程度、车辆荷载的要求以及未来一段时间内交通运输的发展趋势等，对桥梁加固的必要性进行准确判断;其次，对多种加固方法进行技术上以及经济上的衡量和对比，选择最佳方案。

1.2 对桥梁进行加固过程中选择的方案需要遵循下述三个原则

(1)现役桥梁在经过加固之后，不论是承载能力还是耐久性等各个方面的指标都应该达到相关要求;

(2)在对桥梁进行加固的过程中不能改变其原有结构，通常会适当的加大桥梁受力截面截面、对受损构件进行修复，或者还可以通过采用其他方法来有效的加大承载力;

(3)在判定桥梁下部结构具有的承载力时，如果基础承载力小是由于基础出现沉降或者位移等现象引起的，这就需要先进行桥梁下部结构的加固，在完成加固后能够满足桥梁自重以及荷载的要求。

2 桥梁加固原理

在交通荷载的作用下，通常梁式桥梁的结构普遍采用受弯结构，承受着荷载造成的弯矩作用，按照力学原理，其计算公式

式中:σ为表示在荷载作用下，主梁造成的拉应力或者压应力;M为荷载对主梁造成的弯矩;W为桥梁主梁截面产生的几何抗弯弹性模量。

从公式中可以知道，梁式结构桥梁主梁的受力情况主要是由下述三个因素决定的，分别是荷载形成的内力，主梁材料本身具有的强度以及由主梁截面面积产生的几何特性等。

虽然到目前为止在进行梁式桥梁的加固改造过程中能够采用的方法有很多，但是这些方法所遵循的基本原理都是一样的遵循力学原理，不仅要考虑对桥梁产生影响的外界因素，还要综合考虑桥梁内在发生的改变来进行加强和改造，有效的提高桥梁的承载能力。

3 通过改变桥梁的结构性能来提高主梁具有的承载能力

3.1 进一步增大主梁具有的截面面积

增加主梁截面面积的方法主要包括增加主筋，进行现浇、喷射以及外包混凝土，增加桥面的厚度等。从上文的公式(1)中我们可以知道，通过增大主梁具有的截面面积来对桥梁进行加固和改造，主要目的是能够增加主梁具有的几何抗弯模量，如果交通荷载形成的内力不发生改变或者荷载等级出现一定程度的提高，那么就可以改变主梁截面面积有效的降低其所承受的拉力。

3.2 进一步增加主梁具有的强度

增加主梁强度的方法主要包括利用环氧砂浆进行钢板的粘贴以及利用碳纤维布或者芳纶纤维布等具有高等级强度的材料进行加固和改造。从上文的公式中我们可以知道，保持主梁截面面积大小不变，通过增强主筋的强度，如果交通荷载形成的内力不发生改变或者荷载等级出现一定程度的提高，就使得荷载形成的拉应力低于补强材料所具有的强度。