鐵道橋梁維修加固方法的對比分析
2015-07-06
對橋梁進行維修加固的必要性及原因
近數(shù)十年來，數(shù)代土木工程專家在鐵路、城建、公路系統(tǒng)從事著橋梁、水文、建筑和其它土木工程的養(yǎng)護維修、科研、試驗、大修加固、施工、設計以及建設管理工作，已積累了豐富的實踐經(jīng)驗。
改革開放以來，經(jīng)濟不斷發(fā)展，我國交通量及交通工具載重量都發(fā)生了極大的變化，會對橋梁的機構(gòu)造成一定的破壞，且經(jīng)過多年的風雨洗禮，橋梁的結(jié)構(gòu)老化，耐久性也開始變差了。過去劍橋技術(shù)并不先進，當時所建的橋梁大多受各種因素影響和限制，橋面單薄，安全儲備較低，甚至存在設計不合理或施工質(zhì)量不過關(guān)等缺陷。以上敘述的種種現(xiàn)象都對人們及社會安全造成極大的危害，因此，對橋梁進行加固工作是十分必要的。
對鐵道橋梁進行維修加固，不僅可以延長橋梁的使用壽命，緩和國家政府對橋梁投資的集中性，而且可以有效防止因橋梁坍塌而造成的重大人員傷亡和財產(chǎn)損失等意外事故。再者，對鐵道橋梁采用維修加固方法可以節(jié)省大量的資金，收到較好的經(jīng)濟效益， 另外，維修改造危險橋梁是消除日常交通隱患，提高交通工具通行能力和運輸服務水平的最有效途徑之一。但在選取橋梁加固方案時，應根據(jù)實橋特點，因地制宜地選取適合的方法，這樣才會收到良好的效果。
而鐵道橋梁維修工作的工作對象主要分為：
橋梁的原本設計的符合標準不能滿足現(xiàn)金運輸營運的要求；
橋梁本身已經(jīng)不能承受原來的負荷，通過加固恢復原有的承載能力；
有特殊需要時，某些橋梁要通過一次性的超負荷運載，通過臨時加固可保護原結(jié)構(gòu)不受破壞；
因意外橋梁收到撞擊時，需要對其進行加固工作
二、鐵道橋梁維修加固的方法
一般地，橋梁的養(yǎng)護是通過日常維護和保養(yǎng)等預防工作維護橋梁的正常運作，預防災害的發(fā)生，而橋梁的加固是從根本出發(fā)，通過對橋梁的加固來達到目的。橋梁加固方法主要可總結(jié)為減少內(nèi)應力、增大截面面積或使用新型材料進行加固工作等。根據(jù)所用的原理不同，可主要分為增大截面和配筋加固法、外包鋼加固法、體外預應力加固法、黏貼加固法等。
1.增大界面和配筋加固法主要是通過增加橋梁構(gòu)建的截面面積或配筋率增強鋼筋混凝上梁的強度、穩(wěn)定性和剛度，常用方法是加大梁底面或側(cè)面的尺寸、增配主筋等。
2.外包鋼加固法基本上并不會改變原本構(gòu)建截面尺寸，但用鋼量較大，導致加固維修費用較高。
3.黏貼加固法能提高被加固構(gòu)建的抗剪抗彎能力，阻止裂縫的發(fā)展，由于施工工期短，影響較小，消耗少等各種優(yōu)點得以被廣泛應用，但對于施工工藝要求較高。
以上所介紹的是加固的幾大類方法，以下是對橋梁進行維修加固的常用方法：
加大截面加固法。
這種方法的原理是在橋梁的原結(jié)構(gòu)的基礎上再澆筑具有一定厚度的鋼筋混凝土，是常用的改造技術(shù)。一般分為兩種方式：加厚橋版面和加大主梁梁柱的高度和寬度。加大截面加固法施工較為簡單，但對橋梁的適應性強，在我國具有成熟的設計和施工經(jīng)驗，加固后橋梁的剛度明顯增加，承載力的增強，適用于較小跨徑的橋梁或板橋。然而，這種方法也有較為明顯的缺點：施工周期變長、施工所需空間較大、橋梁構(gòu)件的體積增大等。
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如同加大截面加固法的原理，噴凝土加同法是在橋梁的原有結(jié)構(gòu)上噴一層高品質(zhì)的混凝土，并以此恢復對橋梁鋼筋的保護，同時提高鋼筋上已經(jīng)變質(zhì)的混凝土的強度，，也可以增加表面美觀的功能，是我國目前最常用的鐵道橋梁維修加固方法。
?。ㄈ┱迟N鋼板加固法
這種加固法是把鋼板和橋梁的結(jié)構(gòu)用樹脂粘接起來，施工時間短，現(xiàn)場較少濕作業(yè)，對生產(chǎn)和生活影響較小，最重要的是加固后對橋梁原本結(jié)構(gòu)的外觀及凈空沒有明顯的改變。粘貼鋼板加工法的效果往往取決于施工者的膠黏工藝及操作水平。這種維修加固方法大多用于濕度穩(wěn)定的環(huán)境中的受拉或受彎構(gòu)件的加固工作。
?。ㄋ模べN碳纖維增強塑料加同法
這種加固方法的原理是降低鋼筋的應力，采用專門的樹脂把碳纖維黏貼在橋梁結(jié)構(gòu)受拉表面上，碳纖維和原本的橋梁結(jié)構(gòu)重整形成一個新的受理整體，共同承受荷載，令結(jié)構(gòu)達到了加固和補強的效果。目前我國在進行橋梁加固方法時，多采用碳素纖維和高分子聚合纖維和玻璃纖維這三種碳纖維復合材料。
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相對于以上幾種鐵道橋梁維修加固方法而言，增加支承加固法較為簡單可靠，與黏貼鋼板相似，具有耐腐蝕、耐潮濕和降低維修費用等優(yōu)點，但較容易損害橋梁的原貌和使用功能，還會減小使用空間，適用于有一定條件的橋梁結(jié)構(gòu)，但需要做好專門的防火處理。
（六）體外預應力加固法
體外預應力加固法是指利用物理預應力的原理，在梁下緣受拉區(qū)增設用粗鋼筋形成的預應力拉桿或鋼絲束，通過張拉而對梁體產(chǎn)生偏心預應力，在偏心壓力的作用下令梁體上供，減小荷載的撓度，改變橋梁結(jié)構(gòu)的受理，從而提高鐵道橋梁的承載能力。這種方法的設計和施工的摩擦損失較小。
在鐵道橋梁建成又或者是維修后，要對其加強經(jīng)常性的檢查、養(yǎng)護和維修工作，定時更新有關(guān)數(shù)據(jù)，同時也要注意對鐵道的正常運行進行保護。
三、結(jié)言
為了保證安全運營，對鐵路橋梁進行維修加固十分必要的。鐵路橋梁加固工作需要由一定經(jīng)驗的熟練工人和施工隊伍完成，對于施工者的手藝上也有一定的要求。在進行加固工作前，需要按照橋梁設計圖紙對橋梁進行全面且詳細的調(diào)查研究，并與原設計圖紙進行對比。施工時要嚴格按照設計圖紙進行施工，對于大型的鐵道橋梁在施工時要設置相應的應變監(jiān)控系統(tǒng)，避免意外事故的發(fā)生。
希望橋梁工程的同行們，尤其是經(jīng)驗豐富的老一輩專家一起，對為數(shù)眾多的病橋、危橋有所分析和研究，并實施加固設計和施工，對辛勤為人們工作的橋梁，如醫(yī)生之對于各種病人，實行“救死扶傷”，讓中國傳統(tǒng)文化中的有德之物——橋梁，健康地繼續(xù)為人們工作和造福。
