橋梁加固設(shè)計(jì)研究論文
摘要：交通行業(yè)近年來(lái)隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(cè)評(píng)定以及加固技術(shù)。
關(guān)鍵詞：橋梁承載；加固設(shè)計(jì)；能力檢測(cè)；評(píng)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(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，部分構(gòu)件會(huì)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(guò)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(huì)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(dá)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(wèn)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(guò)程中要先通過(guò)其實(shí)際的情況來(lái)判斷其屬于哪一種裂縫問(wèn)題，之后再采取合理的措施來(lái)進(jìn)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(yán)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?yàn)榛炷撩軐?shí)性不足和鋼筋保護(hù)層厚度不足。鋼筋銹蝕對(duì)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(guò)程中，如對(duì)水泥品種的選取、混凝土水灰比和保護(hù)層厚度的控制不嚴(yán)格，澆注完成的鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)部會(huì)存在著嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)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(cè)的評(píng)定方法
2.1經(jīng)驗(yàn)法
經(jīng)驗(yàn)法主要指的就是在評(píng)定橋梁承載能力時(shí)，需要具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)的專家對(duì)結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)考慮引入不超過(guò)1.2的結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)系數(shù)，并根據(jù)對(duì)橋梁現(xiàn)象調(diào)查的裂縫、橋臺(tái)沉陷、撓度以及水平位移等缺陷和病害情況來(lái)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。該方法主要應(yīng)用于我國(guó)“十二五”之前。隨著經(jīng)濟(jì)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(píng)定指標(biāo)較為單一、難以把握其檢算系數(shù)和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)以及無(wú)法定量化應(yīng)用檢測(cè)結(jié)果等缺點(diǎn)，其應(yīng)用頻率不斷的下降。
2.2承載能力衰減時(shí)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(lái)確定是否使用，并且該方式對(duì)于鋼筋強(qiáng)度、混凝土的強(qiáng)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(cè)橋梁壽命以及舊橋承載能力的評(píng)定提供了有力的依據(jù)。應(yīng)用該方式來(lái)建立不同損傷程度的橋梁承載能力的衰減模型時(shí)要對(duì)其混凝土強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)的耐久性參數(shù)以及鋼筋的銹蝕程度進(jìn)行充分的考慮。
2.3荷載試驗(yàn)方法
荷載試驗(yàn)方式能夠直接獲取在荷載作用下的橋梁結(jié)構(gòu)的校驗(yàn)系數(shù)，并且能夠保證系數(shù)的客觀性以及準(zhǔn)確性，從而準(zhǔn)確的推斷出橋梁的安全儲(chǔ)備區(qū)間。但是在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，該方式的耗時(shí)較長(zhǎng)，并且其試驗(yàn)場(chǎng)地規(guī)模相對(duì)較大，同時(shí)還需要大量的試驗(yàn)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(píng)定當(dāng)中應(yīng)用該方法可能會(huì)對(duì)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(cè)結(jié)構(gòu)的疲勞特橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定技術(shù)在橋梁加固設(shè)計(jì)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(dòng)測(cè)參數(shù)的評(píng)定法
其承載能力的評(píng)定主要是通過(guò)結(jié)構(gòu)在激振、荷載以及振動(dòng)的作用下橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的反應(yīng)來(lái)進(jìn)行的。動(dòng)測(cè)參數(shù)評(píng)定方式能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)在動(dòng)力荷載的.作用下的力學(xué)性能以及受力狀況準(zhǔn)確的反映出來(lái)，其結(jié)果與橋梁實(shí)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(gè)較為完善簡(jiǎn)便的方法，并且也需要建立于承載能力和動(dòng)態(tài)測(cè)試參數(shù)相關(guān)的計(jì)算模型。
2.5基于檢測(cè)結(jié)果定量化的評(píng)定法
結(jié)果定量化評(píng)定法是在我國(guó)舊橋承載能力檢定方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了修訂。該方式能夠在評(píng)測(cè)的過(guò)程中對(duì)橋梁的缺損狀況、自振頻率以及材質(zhì)強(qiáng)度等方面的影響進(jìn)行綜合考慮，提高了評(píng)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(diǎn)：（1）通過(guò)回彈法、鉆芯取樣法以及超聲回彈法等方式來(lái)判斷構(gòu)件材質(zhì)的強(qiáng)度，其結(jié)果與實(shí)際的差異較大。（2）由于工程計(jì)算模型的尺寸、邊界條件以及施工原因等，通過(guò)實(shí)測(cè)自身頻率和理論計(jì)算頻率的實(shí)測(cè)值來(lái)確定分項(xiàng)標(biāo)度的時(shí)候，其結(jié)果與實(shí)際的差異相對(duì)較大。（3）其規(guī)程針對(duì)的主要都是鋼筋混凝土橋梁，對(duì)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(píng)測(cè)過(guò)程中考慮到了耐久性的影響，因此其構(gòu)件強(qiáng)度、鋼筋銹蝕程度以及電阻率的測(cè)區(qū)等方面的真實(shí)性是否能夠代表構(gòu)件的情況還有待證實(shí)。
2.6基于原始指紋評(píng)定法
原始指紋指的就是在橋梁剛建成時(shí)，通過(guò)對(duì)橋梁進(jìn)行細(xì)致的檢測(cè)而得到的資料，可將檢測(cè)的橋梁狀態(tài)作橋梁的初始狀態(tài)。在進(jìn)行橋梁承載能力的評(píng)測(cè)時(shí)可以將橋梁的原始指紋作為其結(jié)構(gòu)的參照標(biāo)準(zhǔn)，并且能夠?qū)⒃贾讣y與檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。采用該種方式要以參數(shù)隨著時(shí)間的衰減模型為參考來(lái)判斷橋梁的剩余承載能力。原始指紋評(píng)定法能夠使其檢測(cè)結(jié)果與橋梁的初始狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，以此來(lái)獲得結(jié)構(gòu)的損傷程度。其思路相對(duì)明確，在評(píng)定的過(guò)程中能夠避免計(jì)算模型與實(shí)際差異的影響，能夠保證計(jì)算結(jié)果的真實(shí)性。但是該方式的主要缺點(diǎn)就在于其初始狀態(tài)的調(diào)查需要大量的精力來(lái)進(jìn)行測(cè)評(píng)，并且其承載能力的檢測(cè)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(jì)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(huì)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(guò)程中需要一定的支護(hù)設(shè)備，在其投入使用后還要不斷的進(jìn)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(jìn)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(shí)加固以及沒(méi)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(jìn)行二次鋼筋加裝，固定橋梁表面，從而達(dá)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?yàn)樵摲N方法會(huì)對(duì)橋梁的外觀造成一定的影響。
4結(jié)束語(yǔ)
在橋梁工程當(dāng)中，其承載能力的測(cè)評(píng)以及加固設(shè)計(jì)是重要的組成部分。在進(jìn)行橋梁工程加固設(shè)計(jì)過(guò)程中要對(duì)其影響承載能力的因素進(jìn)行充分考慮，同時(shí)要選擇合理的測(cè)評(píng)方式，這樣才能夠保證加固設(shè)計(jì)以及措施的合理性。
參考文獻(xiàn)：
[1]趙魁魁.劉波.橋梁加固設(shè)計(jì)中橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定技術(shù)的應(yīng)用探析[J].建筑建材裝飾,2016(19).
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