橋梁加固設(shè)計研究

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摘要：交通行業(yè)近年來隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展而得到了快速的提升。橋梁作為交通行業(yè)中的重要部分，其承載能力直接決定了交通工程的安全性以及工程的使用壽命。本文就主要分析了橋梁承載能力的檢測評定以及加固技術(shù)。

關(guān)鍵詞：橋梁承載；加固設(shè)計；能力檢測；評定技術(shù)

1橋梁承載能力系數(shù)的影響因素

1.1結(jié)構(gòu)完整性

橋梁經(jīng)過長時間的運行，部分構(gòu)件會出現(xiàn)一定程度上的損傷，受力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化導(dǎo)致失去其合理性，從而產(chǎn)生缺乏整體性以及結(jié)構(gòu)局部受力過大的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象大幅度的降低了橋梁的承載能力，也就削弱了橋梁的安全性。

1.2裂縫

裂縫在鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中屬于常見的一種病害現(xiàn)象。裂縫的存在和發(fā)展會降低鋼筋混凝土材料的承載能力、抗?jié)B能力和耐久性，從而影響橋梁的使用壽命。一般情況下我們都將混凝土橋梁裂縫分為兩種，即非結(jié)構(gòu)裂縫以及結(jié)構(gòu)裂縫。非結(jié)構(gòu)裂縫只要就是指混凝土橋梁自身并不能夠滿足周圍的環(huán)境的要求或者是自身性能不達標(biāo)等原因而導(dǎo)致的一種裂縫。而結(jié)構(gòu)裂縫則是由于橋梁結(jié)構(gòu)的整體承載力明顯下降而導(dǎo)致的裂縫。橋梁裂縫問題大多是在其結(jié)構(gòu)受力之后出現(xiàn)，因此在處理橋梁裂縫的過程中要先通過其實際的情況來判斷其屬于哪一種裂縫問題，之后再采取合理的措施來進行處理。

1.3鋼筋銹蝕

橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋銹蝕嚴重的損壞了其構(gòu)件的承載性能以及抗壓能力。鋼筋銹蝕的原因有多種，但其主要原因為混凝土密實性不足和鋼筋保護層厚度不足。鋼筋銹蝕對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞主要表現(xiàn)為降低了構(gòu)件的截面面積、降低了鋼筋與混凝土的咬合力以及橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力等。

1.4混凝土施工質(zhì)量

橋梁施工過程中，如對水泥品種的選取、混凝土水灰比和保護層厚度的控制不嚴格，澆注完成的鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)部會存在著嚴重的質(zhì)量問題，從而降低了混凝土結(jié)構(gòu)的抗侵蝕能力，尤其是抗銹蝕能力，從而降低了其橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。

2橋梁承載能力檢測的評定方法

2.1經(jīng)驗法

經(jīng)驗法主要指的就是在評定橋梁承載能力時，需要具有豐富的工作經(jīng)驗的專家對結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)考慮引入不超過1.2的結(jié)構(gòu)檢驗系數(shù)，并根據(jù)對橋梁現(xiàn)象調(diào)查的裂縫、橋臺沉陷、撓度以及水平位移等缺陷和病害情況來對橋梁結(jié)構(gòu)的強度以及穩(wěn)定性進行驗算。該方法主要應(yīng)用于我國“十二五”之前。隨著經(jīng)濟以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，由于該方法受專家主觀因素影響較大、其評定指標(biāo)較為單一、難以把握其檢算系數(shù)和評定標(biāo)準以及無法定量化應(yīng)用檢測結(jié)果等缺點，其應(yīng)用頻率不斷的下降。

2.2承載能力衰減時變模型法

變模型法要根據(jù)工程所處的地域以及橋梁結(jié)構(gòu)的類型來確定是否使用，并且該方式對于鋼筋強度、混凝土的強度和粘結(jié)性、碳化深度等方面的取值較為粗糙。但是該方式的應(yīng)用為預(yù)測橋梁壽命以及舊橋承載能力的評定提供了有力的依據(jù)。應(yīng)用該方式來建立不同損傷程度的橋梁承載能力的衰減模型時要對其混凝土強度、結(jié)構(gòu)的耐久性參數(shù)以及鋼筋的銹蝕程度進行充分的考慮。

2.3荷載試驗方法

荷載試驗方式能夠直接獲取在荷載作用下的橋梁結(jié)構(gòu)的校驗系數(shù)，并且能夠保證系數(shù)的客觀性以及準確性，從而準確的推斷出橋梁的安全儲備區(qū)間。但是在實際的應(yīng)用過程中，該方式的耗時較長，并且其試驗場地規(guī)模相對較大，同時還需要大量的試驗資金，因此該方式適用于大型的、資金較為充足的橋梁工程當(dāng)中。在橋梁承載能力的評定當(dāng)中應(yīng)用該方法可能會對其結(jié)構(gòu)造成新的損傷，并且其結(jié)果反應(yīng)的都是結(jié)構(gòu)短期內(nèi)的現(xiàn)象，若想要檢測結(jié)構(gòu)的疲勞特橋梁承載能力檢測評定技術(shù)在橋梁加固設(shè)計中的應(yīng)用趙鵬山東東泰工程咨詢有限公司山東淄博256140性以及耐久性指標(biāo)等就不能夠使用該方法。

2.4基于動測參數(shù)的評定法

其承載能力的評定主要是通過結(jié)構(gòu)在激振、荷載以及振動的作用下橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的反應(yīng)來進行的。動測參數(shù)評定方式能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)在動力荷載的作用下的力學(xué)性能以及受力狀況準確的反映出來，其結(jié)果與橋梁實際的狀態(tài)較為切合。但是由于技術(shù)的限制，該方式還未形成一個較為完善簡便的方法，并且也需要建立于承載能力和動態(tài)測試參數(shù)相關(guān)的計算模型。

2.5基于檢測結(jié)果定量化的評定法

結(jié)果定量化評定法是在我國舊橋承載能力檢定方法的基礎(chǔ)上進行了修訂。該方式能夠在評測的過程中對橋梁的缺損狀況、自振頻率以及材質(zhì)強度等方面的影響進行綜合考慮，提高了評定結(jié)果的客觀性。但是該方式的應(yīng)用仍有部分的不足，主要有以下幾點：（1）通過回彈法、鉆芯取樣法以及超聲回彈法等方式來判斷構(gòu)件材質(zhì)的強度，其結(jié)果與實際的差異較大。（2）由于工程計算模型的尺寸、邊界條件以及施工原因等，通過實測自身頻率和理論計算頻率的實測值來確定分項標(biāo)度的時候，其結(jié)果與實際的差異相對較大。（3）其規(guī)程針對的主要都是鋼筋混凝土橋梁，對于鋼筋混凝土的組合結(jié)構(gòu)還有許多地方未得到明確。（4）在評測過程中考慮到了耐久性的影響，因此其構(gòu)件強度、鋼筋銹蝕程度以及電阻率的測區(qū)等方面的真實性是否能夠代表構(gòu)件的情況還有待證實。

2.6基于原始指紋評定法

原始指紋指的就是在橋梁剛建成時，通過對橋梁進行細致的檢測而得到的資料，可將檢測的橋梁狀態(tài)作橋梁的初始狀態(tài)。在進行橋梁承載能力的評測時可以將橋梁的原始指紋作為其結(jié)構(gòu)的參照標(biāo)準，并且能夠?qū)⒃贾讣y與檢測的結(jié)果進行對比。采用該種方式要以參數(shù)隨著時間的衰減模型為參考來判斷橋梁的剩余承載能力。原始指紋評定法能夠使其檢測結(jié)果與橋梁的初始狀態(tài)進行對比，以此來獲得結(jié)構(gòu)的損傷程度。其思路相對明確，在評定的過程中能夠避免計算模型與實際差異的影響，能夠保證計算結(jié)果的真實性。但是該方式的主要缺點就在于其初始狀態(tài)的調(diào)查需要大量的精力來進行測評，并且其承載能力的檢測參數(shù)衰減關(guān)系不明確。

3基于橋梁承載能力的加固設(shè)計措施

3.1加裝鋼板

在橋梁加固工程當(dāng)中，將鋼板加裝在橋梁外能夠大幅度的增加橋梁的抗承載能力，而且橋梁橫截面也不會大量增加。目前這種加固方式并未得到廣泛的應(yīng)用，其主要原因還是鋼板的加工工作難度較大，在加裝的過程中需要一定的支護設(shè)備，在其投入使用后還要不斷的進行鋼板維修與保養(yǎng)。當(dāng)前加裝的鋼板的主要方式是在橋梁表面進行玻璃鋼的粘貼。這種方式由于其材料的彈性模量不能夠滿足混凝土的要求，因此在加固之后一旦受力就極易產(chǎn)生變形。因此只能夠在應(yīng)用于臨時加固以及沒有大客車通行的橋梁當(dāng)中。

3.2加裝鋼筋

加裝鋼筋的方式就是在橋梁的表面進行二次鋼筋加裝，固定橋梁表面，從而達到在不增加橋梁自身的重量的前提下有效的提高橋梁的抗彎性。該方式通常不用于城市的橋梁加固工程中，主要是因為該種方法會對橋梁的外觀造成一定的影響。

4結(jié)束語

在橋梁工程當(dāng)中，其承載能力的測評以及加固設(shè)計是重要的組成部分。在進行橋梁工程加固設(shè)計過程中要對其影響承載能力的因素進行充分考慮，同時要選擇合理的測評方式，這樣才能夠保證加固設(shè)計以及措施的合理性。

作者:趙 鵬 單位:山東東泰工程咨詢有限公司

參考文獻：

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