我國乃橋梁大國,尤其自改革開放以來,在橋梁建設方(fāng)麵我國取得了巨大的成就。然而伴隨著橋梁總數量的不斷上升,大部分(fèn)橋梁正(zhèng)麵臨技術標(biāo)準低、通行能力差的問題,以至於無法滿(mǎn)足當今日益增長的交通需求(qiú),甚(shèn)至已(yǐ)經威脅到(dào)橋梁的行駛安全。
為了保證橋梁的安全以及(jí)正常(cháng)運營,延長橋梁的使用年限,對橋梁(liáng)檢測(cè)、養護、維(wéi)修等是必不可少的。但隨著橋梁使用年限的(de)不斷增加,易出現承載能力下(xià)降、通行能力超限的問題,這時就需要對橋梁采取(qǔ)必要的維修與(yǔ)加固措施以滿足新的使用需(xū)求。
橋梁加固改(gǎi)造的基本條件(jiàn)
由於橋梁使用功能的特殊性,並非所有橋(qiáo)梁(liáng)都適(shì)合加固。首先,加固改造後的橋梁,在(zài)承載力、耐久性能上都需滿足使用上的要(yào)求。對橋梁進行加固並非意味著可以無限製的提升橋梁承(chéng)載力,需要考慮到新的加固體係與舊的混凝土結構的整體(tǐ)性與共(gòng)同工作。避免出現(xiàn)加固體係受(shòu)力(lì)滯(zhì)後而混凝土結構優先破壞的情(qíng)況。
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其次,通過加固的橋梁應具有較明顯的經(jīng)濟效益與社會效益。橋梁病害嚴重時可考慮采取廢除重建的形式,但這種方式(shì)不僅需要考(kǎo)慮新建橋梁的費用與耗時,拆除舊橋也會產生不菲的費用。一般(bān)情況下加固改(gǎi)造舊橋低於新建同規模橋梁投資的50%左右,因此在滿足安全情況(kuàng)下,采用加固改造的方法更具有優勢。
碳纖維布在橋梁加固中的應用
在橋梁加固中,必須盡可能(néng)地減少(shǎo)對原(yuán)結構的擾動、損傷以及加固後自重的增(zēng)加,同時兼顧施工(gōng)操作的可行性。碳(tàn)纖維布(bù)輕質高強,且施工方便的特性,在橋梁(liáng)加固中可得到充分(fèn)的發(fā)揮。因此碳纖維布在橋梁中,可用於主梁(liáng)、墩台等承重構件中,也可在(zài)非(fēi)承重構件中加(jiā)固使用。
在(zài)橋梁的主梁加固中,可以將(jiāng)碳纖(xiān)維布等效為鋼筋,沿橋梁主(zhǔ)拉應力方向粘貼碳纖維布,同時兩端設置錨(máo)固段(duàn),可有(yǒu)效防止裂縫(féng)的生成以及提高主梁(liáng)的抗彎剛度;也可粘貼在梁的側(cè)麵,發揮類(lèi)似箍筋的作用機理,提高主梁抗剪承載力。碳(tàn)纖維布也可用於軸心受壓的墩柱加固中,可采用環向圍束法,在(zài)墩柱上纏繞碳纖維(wéi)布(bù)對柱體側(cè)向變形起到約束,進而提高墩柱抗壓強(qiáng)度。
需要注意的是,碳纖維加固不(bú)僅需要注意錨固(gù)還(hái)需(xū)要注意用量問題。首(shǒu)先碳纖維布強度高,用量過多(duō)會造成(chéng)材料的(de)浪費。其次碳纖(xiān)維布的任意使用會(huì)降低混(hún)凝土(tǔ)的延性,影(yǐng)響受彎構件的破壞形式,造成碳纖維(wéi)布受拉破壞轉(zhuǎn)變為受(shòu)彎構件上部受(shòu)壓區混凝土的(de)突然壓壞,受壓破壞具(jù)有突然性,危險程度較高。
事實上,雖然碳纖維布在橋梁加固中施工方便且對(duì)原結構影(yǐng)響小,但礙於其受力滯後的特性,在橋梁加固中難以發揮材料的高強度優勢。而預(yù)應力碳板,結合預(yù)應力技術,能夠充分發揮(huī)碳纖維複合材(cái)高抗拉強度、同時改變梁受力性能,為橋(qiáo)梁加固提供了(le)全新的方法。預應力碳板尤其適用於大跨徑橋梁的加固,正逐步得到越來越多的認可。
