橋梁加固應(yīng)用中有關(guān)混凝土的預應(yīng)力分析

摘 要：在公路建設(shè)中，橋梁的建設(shè)是其重要內(nèi)容之一，隨著城市的發(fā)展，城市的交通情況越來越嚴峻，交通量的不斷增加，橋梁的負荷不斷加重，橋梁的承載力不足問題日益突出.由于橋梁的損害情況也不斷加重，原有橋梁的性能難以滿足現(xiàn)在日益加重的交通需求，影響了正常的交通。本文對橋梁加固應(yīng)用中有關(guān)混凝土的預應(yīng)力分析，通過對不同加固方法的探討，意在找出更適合橋梁加固的方法。

關(guān)鍵詞：橋梁加固 應(yīng)用 混凝土 預應(yīng)力分析

隨著日益加重的交通情況，橋梁的承載力出現(xiàn)了不足，橋梁的病害情況十分嚴重。一些立交橋由于受到重型車輛的碰撞導致結(jié)構(gòu)受損，造成混凝土脫落的嚴重情況，橋內(nèi)的主筋也容易造成彎曲、斷裂，嚴重危害了交通安全，這時對橋梁的加固工作十分重要。

一、預應(yīng)力加固法

預應(yīng)力加固法的方式即對預應(yīng)力的整體或結(jié)構(gòu)件利用額外的鋼拉桿進行加強、加固的一種方式。這樣的方式主要就是對后部拉桿與撐桿受力的增加，通過對內(nèi)力分布原結(jié)構(gòu)進行強行改變，降低水平應(yīng)力結(jié)構(gòu)，使一般結(jié)構(gòu)里不發(fā)生原結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力滯后現(xiàn)象。因此，后增加的部分與原結(jié)構(gòu)二者之間具有較強的協(xié)同工作能力，與原結(jié)構(gòu)的承載力相比，經(jīng)過加固的原結(jié)構(gòu)承載力更高。相對其他的加固方式，預應(yīng)力的方式效果更為突出，具有三種作用即卸載、加固、改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力，所以多應(yīng)用于對大跨度結(jié)構(gòu)的加固工作。尤其是當一般的加固方法不起作用或加固效果與預期有差距，不理想時，就可以應(yīng)用預應(yīng)力的加固法進行加固，而且在施工設(shè)計時這種方法的要求并不復雜，相對簡單，可以有效的提高梁的抗彎剛度，但同時也影響了上層的防水構(gòu)造與樓蓋結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)的增加，也會產(chǎn)生縮小原有空間的不良影響，

二、截面加大

截面加大是在原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了承受面積，提高了橋梁的承載力。截面加大即根據(jù)原結(jié)構(gòu)采用的鋼筋混凝土材料，選擇與其相同的材料進行截面加大，提高原結(jié)構(gòu)承載力的一種方式。對于截面加大也有一定的要求，對基層結(jié)構(gòu)的基本要求為：第一，原結(jié)構(gòu)體系應(yīng)堅實；第二，基層表面清潔；第三，基層表面應(yīng)略顯粗糙。對新澆筑材料的要求：混凝土必須粘結(jié)性能好、收縮小。

截面加大的操作方法：第一，縱向剝離橋梁底鋼筋的保護層；第二，進行短鋼筋的焊接；第三，把新的受力鋼筋與短鋼筋焊接到一起。新增加的受力鋼筋與原有的鋼筋十分接近，而且是由短鋼筋連接而成，所以要求短鋼筋直徑大于5d，間距小于500mm。

對于混凝土的界面（四周邊框）加厚技術(shù)來說，在暴露地梁（橋梁暴漏在外面的部位）這一環(huán)節(jié)工程量較大，受到施工位置比較特殊這一條件的影響，其操作過程較為復雜，對原梁也必定會造成損傷。由于增大界面具有長時期的養(yǎng)護與工作量大的特征，所以不可避免的給生產(chǎn)、生活帶來不便。此外，對橋梁進行截面增大必然會改變橋梁的外觀，而且橋梁體積的增大也占用了一定的凈空間，所以也應(yīng)該考慮這些問題的影響。這樣的施工方式相對工藝操作簡單，適應(yīng)性較好、適用范圍比較廣，所以有很多的施工經(jīng)驗，設(shè)計更為成熟。目前這種施工方式多用在對墻、梁以及柱子的加工中，同時也用于對一般結(jié)構(gòu)的混凝土加固工作。在進行濕作業(yè)的處理時，受結(jié)構(gòu)、材料、施工技術(shù)問題因素的影響，應(yīng)用這種加固方式需要較長時間，所以該方式對板、墻、柱、梁以及一般構(gòu)造物進行混凝土加固比較適用；但是存在濕作業(yè)時間長，影響人們的日常出行。

三、粘鋼加固法

應(yīng)用粘鋼加固法，有利于優(yōu)化混凝土的構(gòu)建結(jié)構(gòu)。針對上述條件需要，將粘貼鋼板應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)中，確保提升建筑的承載力。混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化，有利于提升其抗老化性能，優(yōu)化其粘結(jié)力，為健全其強度體系提供有力保障，這一模式的彈性模量良好。由于受制于上述因素，其線膨脹系數(shù)不多，能夠保持彈性。鑒于其膠本身的高強度性，所以它比混凝土的粘結(jié)強度高很多。粘鋼加固法在構(gòu)件外部的應(yīng)用，極大的滿足了粘結(jié)劑應(yīng)用的需要。現(xiàn)在對建筑的結(jié)構(gòu)膠類型有了一定要求，在梁底應(yīng)用粘貼鋼板，大大增強了這一類橋梁加固的有效性。同時，也必須對鋼板的固定設(shè)計模式進行不斷優(yōu)化。混凝土的強度與鋼板本身存在的問題，易干擾射釘，對錨固的穩(wěn)定性產(chǎn)生了影響，這樣就會引發(fā)鋼板剝落問題，增加了鋼板的翹曲程度。面對這樣的情況，必須進行及時解決，有關(guān)人員可以進行頭楔頂緊帶鋼配置，從而確保木架板優(yōu)化的實現(xiàn)，此環(huán)節(jié)應(yīng)用效果好，具有一定的經(jīng)濟效益。

粘鋼加固技術(shù)的應(yīng)用，有利于優(yōu)化結(jié)構(gòu)自身重量，有利于協(xié)調(diào)本結(jié)構(gòu)與其他構(gòu)件配置。粘鋼加固法施工效率高、現(xiàn)場無濕作業(yè)或是只有抹灰等的少量濕作業(yè)，大大降低了對日常生產(chǎn)、生活的影響，同時通過粘鋼加固技術(shù)進行的加固幾乎不會影響到原結(jié)構(gòu)的凈空間、原結(jié)構(gòu)的外觀，但是加固效果如何與膠粘工藝、操作水平有很大關(guān)系。粘鋼加固技術(shù)對在靜力作用下并處于正常的濕度環(huán)境中對受彎或者受拉構(gòu)件進行加固更為適用。

四、粘FRP板加固法

該施工工藝的主要步驟即：第一，通過使用噴砂機對表面進行打磨，大概去除表面1毫米到2毫米左右的疏松層；第二，使用噴氣機對混凝土表面的碎屑、雜質(zhì)進行清除；第三，按照一定比例將固化劑與環(huán)氧樹脂進行混合，將混合物均勻涂在FRP板板面與混凝土梁的表面之上，粘貼過程中要注意將出現(xiàn)的氣泡趕出并壓平；第四，粘貼之后，對粘貼面施以一定壓力，至完成粘貼劑的養(yǎng)護為止。這里的FRP板宜選2米到4米左右厚度的FRP板，其板長應(yīng)與加固梁一樣的長度。從加固效果角度看，在抗彎加固時，可以將FRP板粘貼在橋梁的受拉面；在抗剪加固時，可以將FRP板粘貼在橋梁的側(cè)面與底面，從而形成一個U型加固方案，這樣有利于試件延性的提高。我們還可以通過對FRP板頂端進行錨固加強的方式，確保加固橋梁的FRP板和混凝土二者在使用時粘結(jié)完好。

一直到破壞以前，F(xiàn)RP板都會表現(xiàn)出一種線彈性的特征，它的力學性能、加固纖維種類二者與纖維排列方向之間存在一定關(guān)系，所以可以對纖維排列方向進行改變，從而使材料的強度在一定方向上獲得最大化。而FRP板纖維按照什么樣的方向進行布置，將會直接影響到其抗剪加固、抗彎加固的加固效果。

從在抗彎加固、抗剪加固時使用粘FRP板的試驗中，我們了解到：進行橋梁加固時，可以達到橋梁的受剪承載力以及受彎承載力二者同時提高的效果，所以抗剪加固與抗彎加固二者是存在一定聯(lián)系的。在結(jié)構(gòu)加固時，需要針對具體情況，對結(jié)構(gòu)的一個方面進行重點加固。

結(jié)束語

梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件決定了橋梁的使用性能、橋梁的強度，如果其結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能與交通對橋梁使用的需求之間不能一致，就應(yīng)該進行橋梁的加固處理。由于不同橋梁的交通需求不同，應(yīng)根據(jù)交通的實際情況選擇適當?shù)募庸谭绞竭M行加固。相對于其他方法，粘FRP板技術(shù)是更為有效的一種加固形式。通過對上述預應(yīng)力方法的全面分析，了解了不同方法的特點、施工加固方式以及適用情況，有關(guān)人員可以根據(jù)當?shù)氐那闆r，進行適當選擇。

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