橋梁設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分析,主要關(guān)注受力結(jié)構(gòu)、支座、伸縮縫的完好狀況,包括裂縫、腐蝕、風(fēng)化等破損現(xiàn)象,以及梁板的翹曲、沉陷等位移變形現(xiàn)象。
一.1維修加固技術(shù)選擇
碳纖維(CFRP)加固橋梁結(jié)構(gòu)是新興的加固方法,已在大量工程中得到應(yīng)用。其有效性也得到了證明。在加固過程中,首先,碳纖維加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在加固效率的問題。對于跨度小于10m的構(gòu)件,因其自重比例相對較低,所以碳纖維加固的效率較高;對于跨度較大的構(gòu)件,因其自重比例超過50%以上,所以碳纖維加固的效率就相對較低。因此,提高碳纖維加固的效率是碳纖維改造加固結(jié)構(gòu)的核心問題。其次,舊橋結(jié)構(gòu)采用碳纖維加固技術(shù),和新建橋梁相比,有以下四個問題須引起高度重視:
1)由于影響結(jié)構(gòu)承載能力的因素很多,不僅加固前的承載能力評價難度較大,而且加固后的承載能力評價難度也較大。為確保加固橋梁的安全運行,加固后的承載能力和變形量通常是關(guān)鍵性控制指標(biāo)。因此,考慮舊橋結(jié)構(gòu)損傷和病害,如何合理地確定舊橋結(jié)構(gòu)加固后的承載能力將非常重要。
2)舊橋結(jié)構(gòu)在使用過程中,不可避免會出現(xiàn)鋼筋順筋銹脹、混凝土保護(hù)層剝落等缺陷,有效保護(hù)銹蝕鋼筋的辦法是拆除舊開裂混凝土,重新做混凝土保護(hù)層,這是新建橋梁的碳纖維加固中沒有遇到過的問題。在碳纖維加固過程中,加固后的橋梁結(jié)構(gòu)有兩個應(yīng)力復(fù)雜的結(jié)合面,一是新老混凝土結(jié)合面,二是碳纖維與修補混凝土粘結(jié)面,后者雖然可以通過構(gòu)造要求滿足,但碳纖維加固的傳力過程改變?yōu)椋禾祭w維→新修補的混凝土→基底混凝土。新修補的混凝土作為夾層包裹在基底混凝土和碳纖維之間,若處理不當(dāng),極易形成類似夾心餅干式的結(jié)構(gòu),從而使碳纖維上的力無法傳遞給基層混凝土。因此,如何確保新老混凝土結(jié)合良好將非常重要。
3)舊橋在長期使用過程中,除鋼筋銹蝕,混凝土順筋銹脹外,還不可避免的產(chǎn)生其他一些缺陷,如混凝土表面風(fēng)化和碳化、干縮裂縫等混凝土耐久性缺陷,如何處理這些缺陷,確保加固后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)橋梁滿足耐久設(shè)計要求也非常重要。
4)目前,公路車型不斷重型化,車輛超載現(xiàn)象非常嚴(yán)重,舊橋在長期的使用過程中不可避免受到超載作用,在結(jié)構(gòu)受力對應(yīng)部位產(chǎn)生一些受力裂縫(如拉裂縫和剪切裂縫),這些裂縫的存在不僅影響了結(jié)構(gòu)的承載能力,同時也加速了混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效進(jìn)程。因此,如何有效處理這些裂縫也非常重要。
綜合考慮以上因素,舊橋改造加固可歸結(jié)為以下三個主要研究內(nèi)容:
1)碳纖維加固的設(shè)計方法。針對不同跨度、病害型式和加固要求分別提出碳纖維加固方法,如外貼碳纖維布,外貼碳纖維板和表面粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維筋等。根據(jù)不同的碳纖維加固方法,提出加固設(shè)計方法。
2)碳纖維加固的施工指南。根據(jù)不同的碳纖維加固方法和橋梁結(jié)構(gòu)病害情況,提出相應(yīng)的碳纖維加固的施工指南。
3)提出包括舊橋改造加固設(shè)計、裂縫灌漿、表面修補、加固施工工藝及檢驗方法于一體的舊橋加固改造成套技術(shù)。
2. 3其他技術(shù)問題
舊橋結(jié)構(gòu)改造加固是個系統(tǒng)工程,在對上部結(jié)構(gòu)加固的同時,尚應(yīng)注意加強(qiáng)下部結(jié)構(gòu)檢測,分析下部結(jié)構(gòu)加固的可行性.