关于桥梁施工中加固技术及设计优化方案

2016-01-27李小玲

科学中国人 2016年33期

关键词：设计方案碳纤维承载力

李小玲

湖南路桥建设集团有限公司

关于桥梁施工中加固技术及设计优化方案

李小玲

湖南路桥建设集团有限公司

随着社会经济的飞速发展，对公路桥梁等需求也急剧增加。桥梁施工的质量会直接影响到人们的生活质量和生命安全，因此桥梁施工的加固非常重要，能够使桥梁能够发挥出最大化效用。本文就桥梁加固的原因进行了分析，并提出了几种常用桥梁的加固技术和设计方案，以供参考。

桥梁施工；设计方案；加固技术；承载力度

前言

桥梁是重要的基础设施之一，能够给人们的出行带来极大便利，但是桥梁由于受种种因素影响，通常需要对其进行加固处理，以保障桥梁设施能够持续发挥作用。桥梁加固不仅能够提升桥梁的承载力，使桥梁能够满足公共交通需要，还可以提升桥梁的使用寿命。

1.桥梁加固原因分析

为保障桥梁的正常运转，需要对桥梁进行加固，桥梁加固是一项比较复杂和系统性的工程，导致桥梁需要加固的原因主要有：（1）加固桥梁可以延长桥梁的使用寿命，从而达到节约施工成本的目的，减轻经济负担。（2）桥梁在使用较长时间后，其效用会开始逐渐下降，或者桥梁无法满足交通运输需要，从而对其进行加固。（3）交通事故、货车超载或爆炸事故等给桥梁施加了过大的负荷，也都对桥梁结构造成损坏，因而需要对桥梁实施加固。（4）桥梁受到外界恶劣环境影响或桥梁设计存在缺陷，导致桥梁钢筋或者混凝土严重腐蚀。（5）新桥梁在建造完成后发现无法满足原先设计的功能，需要对其进行加固，以使桥梁的功能能够正常发挥。

2.体外预应力加固技术和设计方案

体外预应力加固是桥梁施工中比较常用的加固技术，其工序简单，加固效果相对较好，不仅不会增加桥梁重量，而且不会降低桥梁的原使用功能，因此，桥梁加固施工中体外预应力加固技术的应用非常广泛。

2.1 加固原理

体外预应力加固技术主要是使用钢绞线、粗钢筋和高强钢丝等作为施工材料，通过施加预应力对桥梁进行加固，在这种预应力的作用下，梁体会产生偏心应力，同时使梁体产生向上的力，而这种力能够将梁体自身的部分重力抵消，从而提升桥梁的承载力[1]。

2.2 加固优势

这种加固方法有其自身的优势，具体表现为：一是体外预应力加固法工序少，施工工艺简单，能够有效缩短桥梁施工工期。二是这种施工方法不会对桥梁的使用功能造成影响，对桥梁结构的空间占用较少。三是后期维护方便，维护人员能够及时获取桥梁的相关数据，掌握桥梁的腐蚀情况，并及时进行更换。四是体外预应力加固法能保障工程质量，加固效果好。

2.3 设计方案

体外预应力加固法的设计方案主要有两种，一种是外部预应力钢索加固法，这种设计方案应按照一定的线形设置预应力钢绞线，采用张拉的形式来对桥梁结构施加预应力，为保障钢索的线形，应在梁底设置定位装置。使用保护管对预应力钢索实施保护，避免其被锈蚀。第二种设计方案是下撑式预应力拉杆加固法，这种方法有几种不同形式，如折线式、直线式、混合式，直线式主要用于梁的正截面抗弯承载力不足的情况，混合式多用于斜截面抗剪承载力不足的情况和正截面抗弯承载力不足的情况[2]，每种加固方案都有各自的适用范围。

3.化学植根加固技术和设计方案

这种加固技术在大部分混凝土结构中都适用，可靠性较强，设计较为灵活，而且能在高温条件下施工作业，具有较好的经济效益，也是桥梁施工常用加固技术之一。

3.1 加固原理

化学植根加固技术是充分利用锁键原理，按照规定的直径和作业标准在原有混凝土构件上进行深度钻孔，并使用植筋胶将原混凝土与钢筋粘结牢固，从而形成一个全新的受力整体，从而达到加固的目的。

3.2 设计方案

在进行化学植根加固技术方案设计时，应注意几个要点：一是首先需要仔细检查和记录桥梁修补部位的裂缝情况，在此基础上再进行相应加固处理。在钻眼埋嘴时，应注意选择尺寸适当的嘴子，对于断缝交错的位置应单独设嘴，在宽缝的位置应多布嘴，窄缝的位置则相应少布嘴。在布嘴完成后，应进行嵌缝止浆等处理，并进行压水试验，然后选择合适的灌注方法将化学浆液注入到网缝。

4.粘贴碳纤维加固技术及设计方案

该方法也是桥梁施工加固常用方法之一，碳纤维具有施工方便，强度高以及耐腐蚀等优势，因而将其粘贴到混凝土构件表面，加固效果明显，能够极大提高构件的承载力。

4.1 加固原理

粘贴碳纤维加固技术就是使用专门配置的树脂，使碳纤维能够被贴在混凝土构件的表面，以改善桥梁的力学性能，使原结构能够形成一个综合的受力整体，从而提高桥梁的承载力。

4.2 设计方案

该技术在应用前需要先对面层进行处理，去除混凝土表面的风化层，并进行水洗，待其充分干燥后才可以进行选择合适的底层涂料进行涂料处理，在进行该项施工时湿度不能太大，且温度也不能太低，要保持施工现场的空气流通。在完成上述操作后，应粘贴碳纤维片材，碳纤维片材应按照一定的尺寸裁剪好，其长度通常应控制在两米之内，温度应尽量控制在60℃以下[3]。在施工的过程中，施工面底漆的干燥程度非常重要，会直接影响施工的质量。在施工完成一星期后使用砂轮进行磨平并涂抹拌料，拌料由硬化剂与环氧树脂配比而成。