常見的橋梁問題,各種橋梁病害隨著運營時間會逐漸顯現(xiàn),但是在橋梁運營初期很多內(nèi)部的病害并不能直接顯現(xiàn),難以早期發(fā)現(xiàn)。無損檢測作為早期定橋梁運營狀態(tài)的一種技術(shù)手段,可以檢測混凝土內(nèi)部裂隙和鋼筋的狀態(tài),此時期的修補(bǔ)以簡單修補(bǔ)為主要手段。各種嚴(yán)重問題也會隨之出現(xiàn),主要有以下幾種:表面缺陷,內(nèi)部缺陷,結(jié)構(gòu)裂縫,橋梁構(gòu)件及附屬設(shè)施出現(xiàn)損傷。
橋梁常見的梁體加固維修方法
橋梁的加固維修需要根據(jù)不同的損害方式和損害程度,制定的加固維修方案,因為定橋梁損害程度和具體實施的限制,橋梁加固維修難度往往大于新橋建設(shè)難度。加固維修方法有以下類型:表面缺陷與斷裂修補(bǔ)、截面加固法、粘貼鋼板加固法、粘貼碳纖維復(fù)合材料加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法、橋面系補(bǔ)強(qiáng)和減載法等加固維修方法[2]。
1、表面缺陷和斷裂修補(bǔ)
此類缺陷一般不會對橋梁結(jié)構(gòu)造成直接的影響,但是影響橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性,對表面缺陷的修復(fù)可以在一定程度上減少外界因素對橋梁耐久性的影響,起到延長橋梁結(jié)構(gòu)壽命的作用。一般來說,對裂縫的修補(bǔ)是為了對裂縫進(jìn)行封閉,避免外界的空氣、水等介質(zhì)進(jìn)入構(gòu)件內(nèi)部,造成構(gòu)件強(qiáng)度的弱化和鋼筋的銹蝕。此類修補(bǔ)不能增加橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力,對于橋梁結(jié)構(gòu)性開裂需要采取其他措施進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。
2、截面法加固法
界面法是在原來的基礎(chǔ)上,增加構(gòu)件受力面積,將原來受力構(gòu)件進(jìn)行擴(kuò)大,從而提高橋梁構(gòu)件的承載能力。界面加固法常見的形式有:加厚橋面板法,受拉區(qū)梁截面法,受壓構(gòu)件截面法三種。此方法技術(shù)成熟,工藝簡單,費用低,但是養(yǎng)護(hù)工作量大。例如,廣州番禺區(qū)蕉門大橋為簡支梁橋,主橋梁下沿產(chǎn)生較多裂縫,采用的就是該方法。加固后跨中截面抗彎承載力由原來的1676KN·m提高到2363KN·m,斜截面抗剪承載力從623KN提高到1035KN[4]。

粘貼鋼板加固法
粘貼鋼板加固法將高強(qiáng)鋼板粘貼到構(gòu)件受力部位,是鋼板和構(gòu)件均勻的共同受力,以此提高構(gòu)件整體的承載力,限制混凝土變形,適合軸向受力的橋梁構(gòu)件。北京國貿(mào)橋由于周邊樓宇開發(fā)反復(fù)疏降水,導(dǎo)致異形板產(chǎn)生變形,采用1.5m和0.5m寬的條形鋼板對異形板周圍裂縫進(jìn)行加固維修[5]。在電廠重型設(shè)備途徑的橋涵中,采用粘貼鋼板加固的15座石橋安然無恙,也了粘貼鋼板法的安全經(jīng)濟(jì)[6]。
4、粘貼碳纖維復(fù)合材料加固法
碳纖維材料具有較高的強(qiáng)度和耐久性,其抗拉強(qiáng)度是同截面剛才的68倍,重量輕、強(qiáng)度高,同時可以用環(huán)氧樹脂粘貼,易施工的特點。常應(yīng)用于板橋的抗彎加固,除此之外還適用于橋梁的地震破壞修復(fù)。如325國道佛山大瀝段某橋就采用了碳纖維粘貼加固方法,從修復(fù)結(jié)果來看,修復(fù)后撓度由原先的22mm減小為9mm,取得了良好的效果[7]。
5、體外預(yù)應(yīng)力加固法
體外預(yù)應(yīng)力施加就是在原橋梁構(gòu)件外施加主動預(yù)應(yīng)力鋼絞線,主要目的是調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布,以提高結(jié)構(gòu)承載力和抗裂性,可以在不中斷交通的情況進(jìn)行加固維修。如石咀橋的修復(fù)就是采用體外預(yù)應(yīng)力加固法,石咀橋為簡支鋼筋混凝土橋,其橋面下降,鋪裝破壞,主梁破損有裂縫,主梁跨中抗彎承載力減低16.2%,加固后承載能力定結(jié)果滿足公路Ⅱ級荷載要求,取得了良好的效果[8]
6、改變結(jié)構(gòu)體系加固法
此法以增設(shè)附件或者調(diào)整自重的方式,改變橋梁受力狀況,減小承載結(jié)構(gòu)應(yīng)力。常用的手法有調(diào)整拱上自重,加入新的支承點縮短計算跨度,加水平系桿加固等方法。

橋面系補(bǔ)強(qiáng)和減載法
橋面系存在著普遍的病害現(xiàn)象,如橋面龜裂、積水較大裂縫,伸縮裝置松動,混凝土面破損等。針對不同橋面形式,有兩種常見的維修方法:補(bǔ)強(qiáng)法就是在橋面加鋪一層鋼筋混凝土,使橋面均勻受力,防止局部破壞引起破壞擴(kuò)大;減載法是針對發(fā)生變形的大跨度橋梁,減小橋面厚度,以減小承載結(jié)構(gòu)的負(fù)荷,提高橋梁性能。例如某橋為一凈跨度為70m的空腹石拱橋,軸線嚴(yán)重變形,拱石開裂,橋面系破損嚴(yán)重,采用高壓注漿和套箍增強(qiáng)拱圈,拆除原橋面系,更換為自密實鋼筋混凝土,

加固橋梁工程由于受原有結(jié)構(gòu)的影響,施工設(shè)施、作業(yè)環(huán)境、作業(yè)空間均受到限制,如梁體內(nèi)所有的施工物資設(shè)備均需人工搬進(jìn)搬出,機(jī)械設(shè)備基本無法使用,安全狀態(tài)更加不宜控制。
為了獲得良好的加固效果和經(jīng)濟(jì)效益,橋梁加固行業(yè)需要嚴(yán)格遵守如下原則:
(1)方案制定的總體效應(yīng)原則
應(yīng)該對結(jié)構(gòu)的材料性能、構(gòu)造、體系以及缺陷和損傷等信息有全面的了解,分析結(jié)構(gòu)的受力現(xiàn)狀,為加固方案奠定基礎(chǔ)。還要考慮加固前后的受力狀況,避免在加固過程中留下隱患造成安全事故。
(2)荷載取值和承載力驗算的基本原則
加固設(shè)計必須進(jìn)行荷載取值和承載力驗算。加固承受的荷載應(yīng)該到現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查取值。按照規(guī)定進(jìn)行承載力驗算時應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)加固時的實際受力程度,加固部分的受力滯后特點和加固部分與原結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的程度等。
(3)材料的選用原則
選用的悍馬加固材料種類和性能應(yīng)盡量與原結(jié)構(gòu)一致,保持結(jié)構(gòu)良好的結(jié)合效果。
(4)結(jié)構(gòu)方案應(yīng)技術(shù)可靠、方便施工的原則
綜合需要加固橋梁的整體情況和特點,采取合適的可靠技術(shù)。在加固方法的設(shè)計和施工組織上采取有效措施,盡可能減少對使用環(huán)境和相鄰建筑結(jié)構(gòu)的影響。
(5)經(jīng)濟(jì)合理,減少對原有結(jié)構(gòu)損傷原則
在兼顧經(jīng)濟(jì)性的前提下,盡量不更改原結(jié)構(gòu)形式,避免對原結(jié)構(gòu)造成損傷