摘要：現(xiàn)今低標(biāo)準(zhǔn)、長期失養(yǎng)的道路和城市橋梁的結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)已經(jīng)大大降低，已經(jīng)不能滿足相應(yīng)的設(shè)計荷載要求，甚至有些已經(jīng)逐漸變成危橋，這些橋梁已經(jīng)不能滿足行車安全和順暢的要求，我們必須采用新的技術(shù)方法對現(xiàn)役橋梁進行檢測和加固，本文正是基于此，來對公路混凝土橋梁的耐久性進行探討，以便為同行人士提供一些借鑒。
　　關(guān)鍵詞：橋梁；耐久性；探討
　　隨著我國改革開放的深入和社會主義市場經(jīng)濟體制的建立，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為我國經(jīng)濟建設(shè)中重點投資建設(shè)的行業(yè)，正以前所未有的規(guī)模和速度向前發(fā)展，城鄉(xiāng)一體化建設(shè)和交通運輸事業(yè)的飛速發(fā)展，車輛載重量、車速和交通量都已經(jīng)大大提高，在過去三四十年中所建的低標(biāo)準(zhǔn)、長期失養(yǎng)的公路和城市橋梁能否繼續(xù)服役并安全運營，已經(jīng)成為交通建設(shè)決策部門的一件大事。以前修建的大量低荷載標(biāo)準(zhǔn)公路橋梁已達到或接近設(shè)計年限，并且在風(fēng)、雨、洪水、冰凍、溫度、濕度變化等自然因素侵蝕下，甚至在地震、撞擊和超載營運的嚴(yán)重?fù)p害下，許多橋梁的結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)已經(jīng)大大降低，已不能滿足相應(yīng)的設(shè)計荷載要求，甚至有些已逐漸變成危橋，這些橋梁已不能滿足行車安全、順暢的要求，更不能適應(yīng)現(xiàn)代重交通發(fā)展的需要，因此，有必要采用新的技術(shù)方法對現(xiàn)役橋梁進行耐久性的研究。
　　一、橋梁的結(jié)構(gòu)抗力衰減的形式
　　(一)鋼筋銹蝕
　　梁體內(nèi)受力筋的銹蝕將導(dǎo)致它的有效截面的減少，而鋼筋的體積膨脹又將會導(dǎo)致混凝土的開裂或者表面混凝土的脫落，如果混凝土開裂后又將使原來處于混凝土保護下的鋼筋暴露在空氣中，并造成惡性循環(huán)的后果。導(dǎo)致鋼筋銹蝕的兩個主要的原因是混凝土碳化和離子侵蝕。
　　（二)混凝土開裂
　　橋梁結(jié)構(gòu)中，梁體中混凝土的開裂是較為普遍的現(xiàn)象。混凝土的開裂，按它開裂的部位可將它分為：底板開裂、腹板開裂、梁頂?shù)�。按開裂的成因可分結(jié)構(gòu)裂縫和非結(jié)構(gòu)裂縫。
　　結(jié)構(gòu)裂縫指混凝土所承受拉應(yīng)變超過所允許的極限應(yīng)變而出現(xiàn)的開裂；徐變、混凝土收縮和溫差等都是非結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的現(xiàn)象。
　　二、現(xiàn)役橋梁加固改造方案的確定
　　（一）現(xiàn)役橋梁需加固的標(biāo)準(zhǔn)
　　舊橋加固與改造方法有很多種，不同類型的橋梁必須采用不同方法。首先我們要明白是，橋梁病害到什么程度，才需要進行加固；然后是加固時應(yīng)具體采用什么方法。
　�。�1）判定舊橋需加固的標(biāo)準(zhǔn)
　　凡是舊橋如有以下情況之一者，就必須對其進行加固和改造：
　�、俪休d能力不足。我們可以根據(jù)通行的車輛對舊橋的承載能力進行驗算，如果不能滿足強度要求，就必須對其進行加固處理。這里要遵從兩種情況：重型車輛增加，原有的橋梁承載能力達不到，需要加固；整條路線上或者一條路段內(nèi)橋梁的承載能力保持一致，對個別承載能力較小的橋梁，按目前的載重要求進行加固改造。
　�、诮�(jīng)過鑒定后判斷，橋梁的工作狀態(tài)(應(yīng)力)已經(jīng)超過自身的極限狀態(tài)，就需要進行加固處理。
　　③如果橋的寬度不夠，就影響道路通行能力，需要進行拓寬、加固處理。
　　④橋梁結(jié)構(gòu)局部以及整體剛度不足，并且影響了正常使用，為了提高橋梁的剛度，需要對其進行加固。
　�、萃ㄟ^特殊的重車，橋梁的承載能力已經(jīng)不能滿足要求自身的要求，需要臨時對橋進行加固處理。
　　橋梁是交通的重要組成部分，其技術(shù)復(fù)雜、經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)高，在確定加固之前，必須進行技術(shù)經(jīng)濟比較，做出科學(xué)的判斷，明確橋梁加固方法。
　　對橋梁進行加固與改造，需要考慮很多因素，第一，根據(jù)橋梁現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)、存在的病害、車輛通行的需要以及將來交通發(fā)展的趨勢，對橋梁加固和改造技術(shù)的必要性和可能性做出判斷。第二，對加固改造方案進行經(jīng)濟、技術(shù)比較，合理選擇加固方案。
　�。�2）橋梁加固與改造方案應(yīng)遵循以下原則
　　①橋梁加固和改造后，無論承載能力、結(jié)構(gòu)性能、耐久性方面都能達到和滿足使用上的要求；
　�、跇蛄杭庸桃圆桓淖冊�有的結(jié)構(gòu)形式為原則，可以采用加大受力截面或者修復(fù)原來橋梁構(gòu)件或者采用其他的技術(shù)措施來提高橋梁的承載力；
　　③要了解和判定橋梁下部結(jié)構(gòu)的承載能力，是否滿足加固后所增加橋梁的自重和荷載對基礎(chǔ)的要求。如果基礎(chǔ)或墩臺的承載力不夠或上部結(jié)構(gòu)缺陷是因墩臺和基礎(chǔ)的沉降和位移所造成的，就必須先對下部結(jié)構(gòu)進行加固處理。
　�。ǘ�）橋梁加固原理
　　荷載作用下，梁式橋梁結(jié)構(gòu)是受彎結(jié)構(gòu)，它主要承受來自荷載對結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的彎矩作用，根據(jù)材料力學(xué)的基本原理，其計算公式為：
　　（1-1）
　　式中：--荷載作用下，主梁所產(chǎn)生的拉(壓)應(yīng)力；
　　M--荷載對主梁所產(chǎn)生的彎矩；
　　W--主梁截面的幾何抗彎彈性模量。
　　由式（1-1）可知，梁式橋梁的主梁受力由三個因素決定，即：荷載(活載、恒載)產(chǎn)生的內(nèi)力(彎矩)、主梁截面面積決定的截面幾何特性(幾何抗彎彈性模量慣性矩、)以及主梁材料自身的強度。如果外界條件改變，比如車輛荷載增加、超重、超限等，就對橋梁引起的內(nèi)力加大，超過主梁材料和結(jié)構(gòu)強度允許的范圍時，勢必造成主梁受拉的部位開裂以及破損承載力下降，成為危橋。隨著運營年限的增加，各種外界因素導(dǎo)致材料性能惡化、強度降低，也將造成原橋承載力下降、開裂、破損，最終成為舊危橋。
　　盡管目前梁式橋梁加固、提高承載力的方法和技術(shù)種類繁多，但基本原理卻是相同的，歸納起來都是遵循力學(xué)的基本原理，從橋梁結(jié)構(gòu)的外界因素和內(nèi)在狀況改變的角度進行加固補強，提高承載力。
　　三、從外因角度通過結(jié)構(gòu)性能改變，提高主梁的承載力
　　（一）增大主梁截面面積
　　采用增加主筋、現(xiàn)澆混凝土、噴射混凝土、外包混凝土加大主梁的截面尺寸以及加厚橋面來增加輔助構(gòu)件等加固方法，都是屬于增加主梁截面的加固技術(shù)和方法。從式（1-1）可知，采用增大主梁截面的方法進行加固，其目的是增加主梁截面的幾何抗彎模量或慣性矩，當(dāng)荷載產(chǎn)生的內(nèi)力(彎矩)不變或荷載等級提高時，可以通過改變截面面積的途徑來減少主梁截面承受的拉力，使其不超過主梁材料性能的承受范圍，即，以此達到加固主梁，進而提高承載能力的目的。
　�。ǘ�）增加主梁的強度
　　通過主梁采用環(huán)氧砂漿(膠漿)粘貼鋼板(筋)、碳纖維布、環(huán)氧玻璃鋼、芳綸纖維布等高強材料來增加主梁的強度，都屬于加固方法和技術(shù)的范疇。從式（1-1）可知，采用增加主筋強度的技術(shù)，在主梁截面不變的前提下，當(dāng)荷載等級增加或荷載等級不變時，增加主梁的強度，使荷載對主梁產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于補強材料的強度，即，從而達到加固主梁，提高主梁承載力的目的。
　　四、從內(nèi)因角度通過調(diào)整內(nèi)力提高主梁的承載力
　　加斜支撐，改變橋梁的跨徑；改變原橋結(jié)構(gòu)的體系，將簡支梁體系改變?yōu)檫B續(xù)梁體系或通過外加預(yù)應(yīng)力將主梁結(jié)構(gòu)由彎曲結(jié)構(gòu)變?yōu)閴簭澖Y(jié)構(gòu)，通過這幾種方法來減少原橋主梁承受的荷載內(nèi)力，根據(jù)式（1-1）可知，從而減少主梁承受的拉應(yīng)力，即，從而與上述的加固方法一樣，同樣可以達到加固主梁，進而提高承載能力的目的。
　　五、結(jié)論
　　綜上所述，我們無論采取哪種加固方法和技術(shù)，無論通過外部條件來改變主梁的結(jié)構(gòu)性能，還是通過結(jié)構(gòu)體系的改變來調(diào)整主梁的內(nèi)力，它的基本原理都是為了減少主梁的承受拉應(yīng)力或者增強主梁的承受拉應(yīng)力的能力，滿足結(jié)構(gòu)受力的需要，來提高原橋梁承載能力。
　　參考文獻：
　　[1]趙彤，謝劍．碳纖維布補強加固混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)[M]．天津大學(xué)出版社．2000．10
　　[2]張繼文，岳麗婕，呂志濤，顧明亮．混凝土梁側(cè)面粘貼CFRP布的結(jié)構(gòu)加固性能的試驗研究[J]．東南大學(xué)學(xué)報．2002．5
　　[3]葉列平，崔衛(wèi)，岳清瑞，胡孔國．碳纖維加固混凝土構(gòu)件正截面受彎承載力分析[J]．建筑結(jié)構(gòu)．2001．3
　 [4]邵容光．結(jié)構(gòu)設(shè)計原理[M]．人民交通出版社．1987．6
　　[5]高本立．碳纖維片材加固混凝土構(gòu)件正截面受彎承載力設(shè)計[J]．建筑結(jié)構(gòu)．2002．10

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/chelianglw/5566.html