浅谈匝道桥桥梁加固技术
2015-08-17
高速公路在社会交通中占据着重要地位，提高高速公路的运行效率以及运行安全性，是交通界的一大课题。而高速公路桥梁中，匝道桥发生病害的概率相对较高，因此，对匝道桥桥梁加固技术的研究就显得十分必要。
1、匝道桥桥梁容易出现的病害问题
匝道桥桥梁的病害问题比较复杂，归结起来，比较容易发生的主要有：
1.1 主梁在一定程度上发生了横向爬移，而连接墩外挡块因为受到推力，出现倾斜甚至开裂的病害，独柱墩的下部桥梁平线也在内侧存在横向裂缝；
1.2 主梁底板若存在不同程度的横向裂缝，腹板则容易存在竖向裂缝的问题，有些甚至比较严重，且由于没有及时发现、采取相应的处理措施，导致裂缝进一步扩大延伸，其宽度也超出了规范所限制的范围。
2、匝道桥桥梁病害产生的主要原因
经研究发现，匝道桥桥梁各种病害产生的原因，总结起来主要有以下三点：
2.1 施工误差：在施工过程中，因为各种人为或非人为的原因，致使支座安装的位置与预定位置产生误差，是造成支撑位置偏离最为主要的原因；
2.2 梁体爬移：梁体爬移是引发墩柱裂缝的重要因素，加上施工误差所造成的支座误差，增大梁体横向性爬移的幅度，使墩柱在内侧发生环向横缝的问题；同时，梁体爬移也是连接墩外挡块发生开裂的主要因素；
2.3 超载、施工技术不当：桥梁使用过程中的超载，以及桥梁建设不恰当的施工方法，是造成梁体裂缝的最主要原因；梁底出现横向裂缝的原因，主要是正截面的抗弯强度无法满足要求；腹板出现斜裂缝，则是因为斜截面的抗剪强度无法满足要求。与此同时，支座部分出现的安装误差导致桥梁梁体原本的受力体系从某种程度上发生了改变，更加重了梁体裂缝问题的严重性。
3、匝道桥桥梁加固策略
匝道桥桥梁的加固，必须要经过精密的测量和计算，即“具体问题具体分析”，确保现有的病害得以解决或者最大程度的减轻，同时不会导致新的病害出现。施工前要仔细研究设计图，考察桥梁周边环境；在施工的整个过程中，要建立健全各项监控和防护措施；另外还要考虑到施工对周围环境的影响，尽量地降低施工的工程量，减小对社会交通等造成的影响。
一般来说， 桥梁的加固包括现有桥梁的改造及病害桥梁的修复。 其中，现有桥梁的改造一般是由于现在交通运输量的增长、设计荷载标准的提高、公路路基宽度的拓宽等使一些桥梁已不能满足当前交通运输的要求而进行改造；病害桥梁的修复一般是由于桥梁材料的老化， 运营养护的不当等使一些桥梁出现了病害而进行维修。 桥梁的加固与桥梁的设计一样，除了应满足设计规范，符合技术可行、经济合理、结构安全的原则外，还必须经过一定的程序和步骤，这就是所谓的加固概念设计。桥梁结构由于结构失效或损伤经评估不能满足结构安全或正常使用要求时，必须进行加固。加固设计的内容及范围，应根据评估结论和委托方提出的要求确定，可以包括整体桥梁，也可以是指定的区段或特定的构件；还有就是建立既有桥梁维修、加固、重建的经济分析模型，通过分析比较，选择技术可行、经济合理、对现有交通干扰较小的方案实施，以保证改造后的桥梁能安全运营。 具体来说可以通过以下几点来完成：
3.1 增加盖梁。
增加盖梁的主要目的是解决主梁爬移的病害，它首先要保证不能改变桥梁旧有的体系，然后选择合适的独柱墩，在墩顶增加设置盖梁。 盖梁外侧需要增加设置支座，将原本的单支撑形式改变为双支撑，以减轻扭转作用力，从而减小主梁发生的横向爬移。 在安装新支座的时候，顶升的速度要慢而稳，高度必须严格依照设计要求；新支座与楔形块、垫石之间的高度误差，必须控制在 2mm 以内，且旧支座必须在新支座之前受力。 体外预应力加固法 体外预应力法的加固原理是在梁的下缘受拉区设置预应力材料， 通过张拉对梁体产生偏心预应力，在此偏心压力作用下，使梁体发生上拱，抵消部分自重应力，减小了结构变形和裂缝宽度、改善了结构受力，能够较大幅度的提高结构承载力。 与通常的预应力混凝土结构相比，力筋与原结构只在锚固点与梁连接，类似于无粘结预应力结构。 这种方法在自重增加很小的情况下可大幅度的改善和调整原结构的状态，提高结构刚度、抗裂性。 此法既适用于通行重车时的临时加固， 也可作为提高桥梁承载力的永久加固措施。 从而起到减小承重构件的应力，改善桥梁性能，达到提高承载能力的目的。 这种技术具有提高结构承载力，增大结构刚度，减小挠度等优点。
3.2 对于墩柱的加固。
主要采取整体包裹碳纤维布的方法进行加固处理，整体包裹的范围视桥梁具体情况而定，如果有必要，可对匝道桥所有的墩柱都进行加固，以保证桥梁的安全性。
3.3 对于防震挡块的加固。
可以将已经开裂的旧有挡块完全清除，然后在原有的盖梁上进行植筋，浇注出新的挡块来进行加固。 在清除旧有挡块之后、植筋之前，需要对原钢筋采取除锈处理，以免影响新档块的质量；而在浇柱新挡块、拆除模板之后，需要以橡胶垫块进行填充加固处理。
3.4 对于预应力桥梁的加固。
对预应力桥梁加固需要考虑的的前提条件有两点：（1）不得影响到桥下的交通；（2）不得降低桥下的净空。 如果能同时满足这两个条件，可以采取粘贴碳纤维布的措施，对底板进行全部加固；对于腹板则采取粘贴钢板的措施进行加固。
3.5 对于普通的混凝土桥梁的加固。
第一项工作步骤自然是修补桥梁裂缝。修补的过程中，要注意对不同宽度的裂缝，分别采取不同的技术来修补，要恰当选取修补材料。 修补完成后，可以粘贴碳纤维，或者采取粘贴钢板的措施，从而提高桥梁的承载能力。
匝道桥是高速公路桥梁中比较容易发生病害的部分，其病害的具体形式存在多样性、复杂性的特点，可以及时的应变。处理起来比较棘手；而且对于匝道桥进行病害检测的时候，需要采取搭建脚手架或者利用桥检车的方法，因此其病害又具有一定的隐蔽性，如果不及时检测，很难发现。有关方面一定要加强道桥管理，提高对匝道桥检测的重视度，本研究也为匝道桥的加固提供了一些建议，一旦发现病害，要及早采取正确的技术方法处理，以免病害不断扩大，造成严重后果。
