常見的橋梁問題,各種橋梁病害隨著運營時間會逐漸顯現,但是在橋梁運營初期很多內部的病害并不能直接顯現,難以早期發現。無損檢測作為早期定橋梁運營狀態的一種技術手段,可以檢測混凝土內部裂隙和鋼筋的狀態,此時期的修補以簡單修補為主要手段。各種嚴重問題也會隨之出現,主要有以下幾種:表面缺陷,內部缺陷,結構裂縫,橋梁構件及附屬設施出現損傷。
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難度。加固維修方法有以下類型:表面缺陷與斷裂修補、截面加固法、粘貼鋼板加固法、粘貼碳纖維復合材料加固法、體外預應力加固法、改變結構體系加固法、橋面系補強和減載法等加固維修方法[2]。
1、表面缺陷和斷裂修補
此類缺陷一般不會對橋梁結構造成直接的影響,但是影響橋梁結構的耐久性,對表面缺陷的修復可以在一定程度上減少外界因素對橋梁耐久性的影響,起到延長橋梁結構壽命的作用。一般來說,對裂縫的修補是為了對裂縫進行封閉,避免外界的空氣、水等介質進入構件內部,造成構件強度的弱化和鋼筋的銹蝕。此類修補不能增加橋梁結構的承載能力,對于橋梁結構性開裂需要采取其他措施進行補強。
2、截面法加固法
界面法是在原來的基礎上,增加構件受力面積,將原來受力構件進行擴大,從而提高橋梁構件的承載能力。界面加固法常見的形式有:加厚橋面板法,受拉區梁截面法,受壓構件截面法三種。此方法技術成熟,工藝簡單,費用低,但是養護工作量大。例如,廣州番禺區蕉門大橋為簡支梁橋,主橋梁下沿產生較多裂縫,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]。

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橋梁加固的主要方法
1. 加大截面加固法。加大截面法,人們又把其稱為外包混凝土加固法。其定義是指采取混凝土結構或構筑物的截面面積,目的是用來提高其承重力和滿足正常使用一種有效的加固方法。當鋼筋混凝土受到彎構件受壓區加混凝土現澆層時,可以增加截面有效高度,擴大截面面積,終實現提高構件的正截面抗彎,并且其斜截面也抗剪能力和截面剛度,起到加固補強的作用。這種加固的方法可以廣泛用于混凝土結構的梁、板、柱等構件,以及一般的構筑物加固。一般條件下,主要是采取加厚橋面板或加大主梁的梁肋寬度為主要方式方法。
2. 體外預應力加固法。體外預應力加固法適用于高應力狀態下的結構,尤其更加適用于大型結構的加固等。并且能夠提高承載力、剛度和抗裂性,而且在加固后所占橋梁的空間小。體外預應力法的加固原理是施工方在梁的下緣初的受拉區地點設置預應力材料,并且通過張拉的方式對梁體產生偏心預應力,使梁體發生上拱,抵消部分自重應力,從而減小了結構變形和裂縫寬度、改善了結構受力,提高承載力、剛度和抗裂性及加固后所占用空間小的橋梁。但是這種方法的缺點是局部布索效果明顯,錨頭增多,節點構造復雜,施工作業面要求高等原因使加固鋼桁架整體經濟效益不高。該方法主要適用情況是高應力狀態下的結構,或者是大型結構的加固等情況,也或者是用于控制梁體裂縫及鋼筋疲勞應力幅等情況。
3. 體系轉換加固法。體系轉換法是改變橋梁結構體系達到減少梁內應力,并且能夠提高承載能力的一種加固方法,這是一種平時所說的把被動加固為主動加固的一種有效方法。改變結構體系加固法是指能夠增設附加構件或能夠進行技術改造,達到使橋梁的受力體系和受力狀況發生根本性的改變,并能夠起到減小其承重構件的應力作用,終達到提高承載能力的目的效果。目前常用的體系轉換方式有:梁橋轉換為梁拱組合體系法,增加墩法,多跨簡支梁轉為先簡支后橋面連續體系法等。
4. 粘貼鋼板加固法。粘貼鋼板加固法是以粘貼鋼板加固應用。采用粘結劑和錨栓并且把鋼板粘貼錨固于混凝土結構受拉面或其它的薄弱部位,達到使鋼板與加固混凝土結構形成整體,終實現提高結構承載能力的目的。但是該粘貼鋼板加固法有自身的一些缺點,如在粘貼鋼板加固后還需進行必要的表面防護工作,如環氧砂漿或水泥砂漿保護層,鋼板的銹蝕程度較難估計,降低了加固構件的可靠性,增加了加固橋梁的后期養護費用。但是該方法也經常使用在橋梁的加固中,而這樣的方法還是表現出一些不錯的優點。如施工簡單、技術可靠、短期加固效果較好且工藝成熟并且基本不改變原結構的尺寸。

粘貼碳纖維法,碳纖維加固橋梁構件的部位:用粘結材料將碳纖維材料有序地纏繞粘貼于構件表面,實現對構件變形的約束并因此提高構件的極限強度和承載能力。在橋梁加固運用中,可粘貼在混凝土梁的頂面或底板上,以提高混凝土梁的截面強度和剛度。也可粘貼在梁的腹板上,以提高其抗剪強度。
粘貼碳纖維法與鋼板粘貼加強法
粘貼碳纖維法與鋼板粘貼加強法基本原理是一致的,均是將其增強材料粘貼在混凝土結構的受拉邊緣或薄弱部位,使之與結構形成整體,代替需增設的補強鋼筋,提高梁的承載能力達到補強的目的。
施工工藝:
1.處理結構混凝土表面,涂敷基底樹脂并整平。
2.涂刮整平膠并對其表面作砂光處理。
3.滾刷粘結劑粘結碳纖維。
4.對已貼的碳纖維作壓面處理。
5.表面整飾(如抹砂漿等)。
缺點:
1.碳纖維的抗剪強度低,延展性又不好,所以,其受力的不均勻性必須充分注意。
2.碳纖維用于橋梁加固,其老化問題不容忽視。
粘貼鋼板法缺點:
1.對結構抗彎和抗剪加固效果明顯,但對結構靜剛度影響不大(靜剛度包括等直桿件扭轉剛度、受彎梁的彎曲強度、薄板受彎曲載荷作用、薄殼變形計算)。
2.在借用橋面鋪裝層參與受力時,新老混凝土的可靠連接始終存在問題,如粘結劑的老化問題。
3.鋼板面積大,剛度大,適型性差,很難與原結構緊密粘接