桥梁加固技术综述

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桥梁加固技术综述

桥梁加固技术是延长桥梁使用寿命、提高其承载能力的重要手段,广泛应用于既有桥梁的维修与改造中。随着交通量的增长和老旧桥梁的增多,桥梁加固技术逐渐成为土木工程领域的重要研究方向。

常见的桥梁加固方法包括:1)粘贴钢板或碳纤维布(CFRP),通过增强结构刚度和抗弯能力来改善桥梁性能;2)增大截面法,通过增加混凝土或钢筋来提升桥梁承载力;3)体外预应力技术,利用预应力钢索对桥梁施加额外拉力以优化受力状态;4)更换或增设支座,改善桥梁的传力路径;5)桥墩基础加固,如灌浆、桩基托换等,以提高基础稳定性。

近年来,新材料和新工艺的应用为桥梁加固提供了更多选择,例如超高性能混凝土(UHPC)、智能材料及监测技术等。这些技术不仅提高了加固效果,还降低了施工成本和时间。此外,基于健康监测的加固决策体系也逐步发展,通过实时监控桥梁状态,实现科学评估与精准加固。

总之,桥梁加固技术需综合考虑经济性、可行性和耐久性,结合具体工程条件选择合适方案,确保桥梁安全运行并满足现代交通需求。未来,绿色低碳理念和技术数字化将成为桥梁加固发展的新趋势。

决生产上和生活上各种有关问题。粘贴钢板的方案 多种多样,灵活巧妙。还可粘贴型钢、加固钢结构及 砖砌体结构等; e经济合理:由于施工快,避免或减少工厂停产 时间,节约加固材料,与其他加固方法比较,粘钢加 固的费用大为节省,经济效益很高。 适用性:粘钢加固可用于补充原结构构件中的 钢筋量的不足,增强构件的抗弯、抗剪、抗压能力,对 所加固构件的刚度提高也具有一定的效果。在混凝 土构件表面粘贴钢板时,增加抗剪螺栓效果更好。 ②碳纤维加固 碳纤维加固是近年来美日等国家所研发的应用 在土木工程中的新型加固补强技术。该方法采用同 一方向排列的碳纤维织物,在常温下用环氧树脂胶 粘贴于混凝土结构表面,利用其紧密粘着于混凝土 结构表面,使二者作为一个新的整体,共同受力,是 一种非常简单且优良的加固补强方法,与传统的粘 钢加固不同,碳纤维加固在不增加结构物的荷重的 前提下达到高效加固的目的。碳纤维加固特性有以 下几方面。 a强度高。碳纤维加固材料强度普遍高于钢 材,一些特制强化碳纤维强度可达钢材的数倍以上; b超强防水效果。用环氧树脂胶点附于混凝土 结构表面,防水效果好,可抑制钢筋腐蚀生锈; c重量轻。其比重比铝还要轻,在不增加落重 的情况下达到高强度的加固效果。施工简便,碳纤 维重量轻,一般只需手工操作,不受施工空间的限 制。施工进度快; d不受形状限制。不论方形、矩形、六角形及各 类不规则形,加固后均可保持物体原状,不影响表面 装饰。 适用性:用于结构梁、板抗弯、抗剪加固,补足原 结构构件钢筋的不足,通过粘贴封闭提高柱子轴心 抗压能力。 ③化学植筋 化学植筋技术是运用高强度的化学粘合剂,使 钢筋、螺杆等与混凝土产生握固力,从而达到预留效 果。施工后产生高负荷承载力,不易产生移位、拔 出,并且密着性能良好,无需作任何防水处理。由于 其通过化学粘合固定,不但对基材不会产生膨胀破 坏,而且对结构有补强作用。化学植筋特点:高承载 力(剪力、拉力)对固定的基材不产生膨胀力,适宜边 距、间距小的部位施工。简便迅速,时间短,安全并 符合环保要求。是建筑工程中钢筋混凝土结构变 更、追加、加固的最有效的方法。 适用性:钢筋锚固工艺主要用于在原结构上新 增构件的钢筋生根工作。

④喷射混凝土 喷射混凝土是借助喷射机械,利用压缩空气或 其他动力,将按一定比例配合的拌和料,通过管道送 并高速喷射到受喷面(岩面、模板、旧建筑物)上凝结 硬化而成的一种混凝土,它不是以振动来捣实混凝 土,而是在喷射时,由水泥与集料的反复连续撞击而 使混凝土压实,同时又可采用较小的水灰比(0.4~ 0.5),因而它具有较高的力学强度和良好的耐久性。 目前比较流行的是喷射合成纤维混凝土也就是在喷 射混凝土中掺人三维分布的合成纤维来改善混凝土 性能。喷射合成纤维混凝土除具有备喷射混凝土抗 压、抗拉、抗剪、抗弯、粘结强度高的优点外,还具有 以下特点。 a较好的抗裂、阻裂性能; b较高的抗冲击性能; c较好的耐磨、耐腐蚀性能; d较好的抗渗、抗冻融性能; e较好的抗疲劳性和抗碎裂性; f在施工过程中,由于合成纤维尚能提高混凝 土材料的粘聚性,因此,在喷射合成纤维混凝土时, 回弹率大大降低。 适用性:适用于桥台、桥墩、梁、桥板的修复和加 固。 ③环氧树脂低压灌缝 对于结构受力裂缝而言,由于其直接影响结构 构件的弯剪承载能力,对结构的安全将起到较大的 影响,因此,须进行加固、补强处理。其处理方法主 要包括:环氧树脂裂缝灌胶封闭裂缝并采用粘贴碳 纤维片施工工艺以抑制裂缝的进一步扩展,从而提 高结构受力的整体性。环氧树脂低压灌缝的特性有 以下几方面。 a优异的机械性能、优异的粘合力:由于环氧树 脂具有特强粘接力等优异的物理、力学性能和稳定 的化学性能,保证对出现裂缝的混凝土结构实现完 美的一体化修复; b防化学侵蚀、防水:固化产物具有极强的抗 水、抗化学稳定性,不会受雨水、海水、二氧化碳、硫 酸等的浸蚀破坏; c很强的渗透性:环氧树脂低压灌缝具有特强 的渗透能力,便于灌缝和涂敷施工,甚至可灌注于 0.05mm的裂缝中; d强韧性,高耐冲击性:环氧树脂具有较好的韧 性和力学分散性,因此能很好抗震和抗冲,能够适应 频繁交通荷载的要求。 适用性:各种桥梁的混凝土结构(如桥台、桥墩、 梁、桥板、护栏、桥拱等)的粘接、修复和加固。

要求。桥面水泥混凝土的平均厚度不能小于10cm, 最薄处厚度不能小于8cm,而且混凝土本身的配比 设计以及浇筑质量是最重要的。桥面钢筋网钢筋直 径不宜小于8mm,间距不能大于150mm。很多桥 梁不到十年甚至两三年就破坏,设计桥面铺装的不 尽合理和施工质量存在缺陷是主要原因之一。 (2)伸缩缝的防水 桥梁防水的另一个重要部位是桥梁伸缩缝,必 须达到牢固、延年、防水的要求。梁端的破坏,帽梁 的破坏,主要原因就是伸缩缝漏水造成的,所以必须 把伸缩缝的防水设计和安装质量当作非常重要的问 题对待。 为了处理好桥梁的伸缩缝,世界各国的专家们 煞费苦心地在研究各种伸缩装置,尽管伸缩缝装置 在桥梁总造价中占很少一部分,但损坏以后造成的 后果是严重的。目前使用的桥梁伸缩缝大至有以下 几种:软质木板浸沥青配以沥青马蹄脂伸缩缝;钢板 伸缩缝;梳型钢板伸缩缝;橡胶条伸缩缝;橡胶板伸 缩缝;进口毛勒伸缩缝;国产仿毛肋伸缩缝等。从调 查情况看来,只有进口毛勒伸缩缝,经过近十年的使 用没有明显损坏,能达到防水作用,近几年改进以后 的仿毛勒伸缩缝质量也基本达到了这一要求以外, 其他种类都不理想:一是不延年,两三年后,安装质 量不好的当年就发生问题;二是不防水,不但造成桥 面铺装的损坏,而且造成梁端和帽梁的损坏。 仿毛勒伸缩缝主要是由异型钢梁、位移控制系 统、橡胶止水带组成。其特点是受力安全、位移均 匀、伸缩自由、行车平稳、防水性能好。但造价较高, 维修施工工艺较为复杂,养护时间长。该装置关键 是安装质量,与主体结构的铆固必须牢固,锚固混凝 土的质量要高,橡胶止水带的本身质量和镶嵌质量 都必须保证。 (3)桥面泄水管 桥面泄水管的设计与施工也应该是非常严格 的,但是往往我们都容易忽略。常见的问题主要表 现在下面几点:泄水口小,不能及时将水泄走;泄水 口标高高于周围标高,造成积水;泄水口高出水泥混 凝土表面,而且周围混凝土不密实,造成管周围漏

增加体外预应力 体外预应力是后张无粘结预应力体系的分支之 。将预应力钢筋布置于混凝土截面之外的技术已 在工程中得到了应用,并成为加固既有桥梁的有效方 法之一。采用体外预应力技术加固桥梁结构有很多 优点。 a预应力布置简单,可以调整,简化了后张的操 作程序: b对桥梁加固施工过程中,可以不封闭交通; c增加恒重不多,可以能动地调节原结构中的应

水;泄水管过短,发生尿檐现象。从而导致泄水管周 围以及边梁外侧混凝土的破坏。 (4)栏杆外侧与人行道的防水 栏杆外侧应设计为光滑的表面,底面设有止水 槽,雨水能很快地顺外侧流向地面,而不应再流向边 梁。设有人行道的桥梁,人行道的防水也不能忽视, 防止雨水渗流到主梁。但有些设计忽略了这一点 雨水从人行道缝隙渗漏,沿外侧漫流,从而造成边梁 翼板及外侧的污染和腐蚀,所以边梁外侧首先破坏。

力状态0289.水利水电单价分析固结灌浆,达到有效加固的目的; d提高原结构承载能力幅度,使用等级的提高。 适用性:主要适用于桥梁的主梁、墩柱的修复和加固。

需要强调的是各种维修加固技术各有其优缺点 和适用性,以上所介绍的加固技术不是单一的、非此 及彼的关系,在很多时候需要结合使用。可以预见 桥梁维修加固的新材料、新技术和新工艺,随着科学 和社会的进步还将不断推出,并推动着桥梁加固技 术的不断成熟和完善。

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