工程案例
業(yè)務(wù)范圍
橋梁加固施工方案
發(fā)布時間：2014-07-15
橋梁加固，就是通過一定的措施使構(gòu)件乃至整個結(jié)構(gòu)的承載能力及其使用性能得到提高，以滿足新的要求。也就是要針對橋梁所發(fā)生的不能滿足繼續(xù)使用的狀況進行處理。加固的原因有橋梁耐久性差和年久老化、設(shè)計失當(dāng)或施工質(zhì)量差等。通過橋梁加固后，可以延長橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性，預(yù)防和避免橋梁坍塌造成的人員和財產(chǎn)的損失。加固的方法主要分為上部結(jié)構(gòu)加固、下部結(jié)構(gòu)加固。加固原因
1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展，交通量增大，載重等級發(fā)生變化。
2、早年設(shè)計的指導(dǎo)思想注重于材料的節(jié)省，安全度低，一般來說造成斷面單薄、安全儲備低，其中最典型的是雙拱橋。
3、橋梁耐久性差和年久老化，如磚拱橋。
4、近年修建的橋梁，因設(shè)計失當(dāng)或施工質(zhì)量差，也存在加固的問題。
施工難度大
1、已通車的橋梁，有現(xiàn)實的交通需要，因為要在不中斷交通的情況下加固，所以加固時有交通干擾。
2、結(jié)構(gòu)形式的限制，加固的原則一般必須利用原有結(jié)構(gòu)進行，所以受到局限。
3、新老結(jié)構(gòu)的結(jié)合是個難題，包含新老結(jié)構(gòu)體系的變化和過渡，還包括新老橋體的接合面。
4、風(fēng)險大，凡是要加固的橋梁，多半是危橋，結(jié)構(gòu)已處在不利狀態(tài)，對舊橋有的缺乏原有的設(shè)計資料和施工記錄，結(jié)構(gòu)內(nèi)部情況不詳，現(xiàn)有受力情況不一樣，很難確定其受力極限，給舊橋加固帶來了風(fēng)險。
橋梁加固現(xiàn)狀
據(jù)統(tǒng)計，截至2006年年底，我國公路總里程達345.7萬公里，有公路橋53.36萬座，203.99萬延米。
近20年來大量修建的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，普遍出現(xiàn)在收縮徐變完成后，跨中仍然持續(xù)下?lián)希拱宓装彘_裂；近10多年發(fā)展起來的鋼管混凝土拱橋，以其優(yōu)異的施工性、經(jīng)濟性、造型美風(fēng)靡全國，但實踐的真實反映這一組合結(jié)構(gòu)的計算方法并不成熟，管節(jié)點焊縫疲勞沒能很好解決，吊桿壽命難于估計；近30年大量修建的鋼筋混凝土箱型拱橋，橋道系病害多；誕生于20世紀60年代初的雙曲拱橋，以其耗鋼材少、造價低、施工方便的優(yōu)點而風(fēng)靡全國。到1979年全國建成雙曲拱橋4085座、總長達到35萬延米，占全國當(dāng)時大中型公路橋梁25.7%，雙曲拱橋施工中突出優(yōu)點是化整為零，施工完成后聚零為整，這又是它的突出缺點，因為大量的接縫形成了結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)，加上當(dāng)時人們認識局限，鋼材投資又嚴重不足，過分強調(diào)淺基薄面，建成的雙曲拱橋，經(jīng)短期通車，少數(shù)垮塌，部分棄而不用，部分已經(jīng)加固，部分正在或等待加固，正常使用的甚少。
我國橋梁設(shè)計載重標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了從汽- 10、汽- 13、汽-15、汽-20、汽-超20的發(fā)展過程，其中載重標(biāo)準(zhǔn)在汽-20以下的橋梁占多數(shù)；驗算荷載也由拖- 30、拖-60 、拖- 80 發(fā)展到掛- 100 和掛- 120；規(guī)范規(guī)定的車輛荷載安全系數(shù)為1.40，低于美國的1.75和英國的1.73；按交通部以往的橋涵設(shè)計規(guī)范，室外受雨淋（干濕交替環(huán)境）的混凝土構(gòu)件，鋼筋保護層最小設(shè)計厚度尚不到國際通用規(guī)范規(guī)定的一半；如此等等。原先設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)過低，加上日益增加的交通量和車輛超限超載現(xiàn)象泛濫，，相應(yīng)的公路橋涵負荷日趨加重，一大批橋梁出現(xiàn)不同程度的病害，結(jié)構(gòu)老化、破損、變形較大、開裂現(xiàn)象嚴重，橋梁的持荷能力明顯下降，有相當(dāng)一部分成為危橋我國的橋梁安全狀況不容樂觀。橋梁加固已成為繼橋梁建設(shè)后的又一大難題！
加固原則
首先根據(jù)橋梁的現(xiàn)有技術(shù)狀況、存在病害、車輛通行的需要以及將來交通發(fā)展的趨勢，對加固的必要性和可行性作出分析判斷，然后對各種加固方案的技術(shù)經(jīng)濟效果進行比較，選擇合理的加固方案。一般應(yīng)符合下列要求：
1、比重建新橋節(jié)約60-70%以上的費用才是可行的，有意義的。包括因加固橋梁中斷交通造成的經(jīng)濟損失。
2、橋梁經(jīng)加固后，其結(jié)構(gòu)性能、承載力和耐久性方面都能達到使用上的要求，
3、橋梁下部結(jié)構(gòu)具有足夠的潛力，能滿足加固后的橋梁對基礎(chǔ)的要求。
4、對加固技術(shù)的先進性、經(jīng)濟性及耐久性等進行全面綜合評價，力爭采用各種指標(biāo)較好的加固方案。
加固的方法
從橋梁加固的部位來分，橋梁可分為上部結(jié)構(gòu)加固、下部結(jié)構(gòu)加固。橋梁上部結(jié)構(gòu)加固有常用方法有：加大截面法、粘貼加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法、增加輔助構(gòu)件法和體系轉(zhuǎn)換法等。橋梁下部結(jié)構(gòu)加固常用方法有：擴大基礎(chǔ)加固法、高壓旋噴注漿加固法、鋼筋混凝土套箍及外包鋼板等。需要說明的是，這些加固方法的應(yīng)用有的并不是單一的，必須根據(jù)實際情況來選擇加固的方法或者相互結(jié)合使用，并且在這些方法的使用之前，必須先將橋梁的裂縫、麻面等病害處理完之后方才進行加固。
常用混凝土橋梁加固方法
粘貼纖維織物(布)復(fù)合材加固法即用改性環(huán)氧樹脂粘貼各種符合國標(biāo)GB50367-2006規(guī)定的纖維單向碳纖維織物布復(fù)合材,S玻璃布,E玻璃纖維單向織物布及國標(biāo)GB/T221491-2008規(guī)定的單向芳綸布,芳玻韌布復(fù)合材
該方法具有粘貼鋼板加固相似的優(yōu)點外，還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護費用較低等優(yōu)點，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。
材料要求
1 碳纖維應(yīng)選用不大于12k（1k=1000）的小絲束聚丙烯腈基（PAN基纖維），不得使用大絲束纖維。
2 玻璃纖維，應(yīng)選用S型玻璃纖維或E型玻璃纖維，不得使用A型玻璃纖維或C型玻璃纖維。
3 碳纖維與玻璃纖維符合材料的主要力學(xué)性能，應(yīng)符合規(guī)定：
纖維類別 抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值 彈性模量 伸長率 彎曲強度纖維復(fù)合材料與混凝土正黏結(jié)
碳纖維 布材 一級 ≥3400 ≥240000 ≥1.7 ≥700 ≥2.5 ≥45
二級 ≥3000 ≥210000 ≥1.5 ≥600 ≥2.5 ≥35
板材 一級 ≥2400 ≥160000 ≥1.7 —— ≥2.5 ≥50
二級 ≥2000 ≥140000 ≥1.5 —— ≥2.5 ≥40
玻璃纖維 S型（高強）≥2200 ≥100000 ≥2.5 ≥600 ≥40
E型（無堿）≥1500 ≥72000 ≥2.0 ≥500 ≥35
注：纖維復(fù)合材料的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)置信水平C=0.99、保證率為95%的要求確定。
4 芳綸纖維復(fù)合材料的力學(xué)指標(biāo)參照《橋梁結(jié)構(gòu)用芳綸纖維復(fù)合材料》（JT/T531—2004）執(zhí)行。
4.5 纖維復(fù)合材料
4.5.1 纖維復(fù)合材料用的纖維應(yīng)為連續(xù)纖維，通唱采用碳纖維、玻璃纖維及芳綸纖維，其品種和性能應(yīng)
4.5.2 加固用纖維復(fù)合材料與膠黏劑應(yīng)進行以下適配性檢驗，且檢驗結(jié)果必須符合上表規(guī)定：
1 抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值；
2 纖維復(fù)合材料與混凝土正拉黏結(jié)強度；
3 層間剪切強度。
4.5.3 在材料性能檢驗和橋梁加固設(shè)計中，纖維復(fù)合材料截面面積的計算應(yīng)符合以下規(guī)定：
1 對纖維布材，應(yīng)按纖維的凈截面面積計算，即取纖維布材的計算厚度乘以寬度，纖維布材的計算厚度應(yīng)按其單位面積質(zhì)量除以纖維密度確定。
2 對單向纖維板材，應(yīng)按不扣除樹脂體積的板截面面積計算，即應(yīng)按實測的板厚乘以寬度計算。
4.5.4 纖維復(fù)合材料的單位面積纖維質(zhì)量和纖維體積應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 單層碳纖維布材的單位面積纖維質(zhì)量，不應(yīng)低于200g/m2,不宜高于300g/m2。單向碳纖維板材的厚度不應(yīng)小于1.0mm，不宜大于2.0mm；板的寬度不宜大于150mm；碳纖維體積含量不應(yīng)低于60%。
2 單層芳綸纖維布材的單位面積纖維質(zhì)量，不應(yīng)低于280g/m2,不宜高于830g/m2。
3 玻璃纖維布材的單位纖維質(zhì)量，不應(yīng)低于300g/m2，不宜高于600g/m2.
4.6 膠黏劑
4.6.1 橋梁加固用膠黏劑，根據(jù)所加固結(jié)構(gòu)的重要程度分為A級膠與B級膠；其中A級膠用于重要結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固，B級膠用于一般結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固。
4.6.2 橋梁承重結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）加固用浸漬、粘貼纖維復(fù)合材料的膠黏劑的安全性能指標(biāo)必須符合表4.6.2的規(guī)定，不得使用不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂等作為浸漬、粘貼膠黏劑。
4.6.3 浸漬、粘貼芳綸纖維符合材料用的膠黏劑，其安全性能指標(biāo)不應(yīng)低于A級膠的要求，采用的遞交與修補也應(yīng)與之相匹配。
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