大跨径钢桁梁桥加固方法探讨

何金环

摘要：大跨径钢桁梁桥适合我国的地理环境。由于这种结构造价低廉，施工方便，节省材料，在几个城市得到了迅速的建设。与其他结构相比，大跨径钢桁梁桥有一些特殊的特点，在使用这种桥梁时可以充分发挥材料的性能，施工过程可以利用现有的机器，缩短施工周期，减少人力资源。而且，由于它的自重比其他的轻，底座可以建在软土地基上。但是大跨径钢桁梁桥也需要适当的加固。

关键词：钢桁桥；加固技术；研究

前言:大跨径钢桁梁桥在国民经济发展中发挥着巨大的作用。然而，大跨径钢桁梁桥存在诸多安全隐患，由于技术水平低、交通量增长快、施工质量问题、材料结构自然老化、使用环境影响、自然灾害、车辆超重等原因，亟待加固。

1.大跨径钢桁梁桥概况

1.1大跨径钢桁梁桥面临的病害分析

大跨径钢桁梁桥顶部和底部裂缝产生的原因是大跨径钢桁梁桥整体性差、刚度差、水平接触弱等特点不适应日益增长的道路交通量，导致桥梁部分部位变形较大。顶部出现裂缝是引起桥台基础沉降的主要原因，桥台基础的不均匀沉降也可以解释桥台竖墙的裂缝。楼板体系和行车道的严重问题可以解释为预制微弯板制作的行车道存在深度不足、钢筋用量少、混凝土强度低等缺点，导致桥梁铺装薄弱，桥梁刚度不足。此外，越来越高的载荷使预制微弯板开裂，如果不能按时固定，可能会发生断裂，出现坑槽。随着时间的推移，行车道上会有很多坑槽，可能会增加冲击力，加速损坏。膨胀节的缺陷可能由以下原因产生，首先，简单伸缩缝的混凝土强度太低，无法承受重载。二是由于荷载较大，混凝土桥面接缝处可能发生严重破坏。同时，简化计算中也存在一些缺陷，这正是造成拱肋开裂的不可低估的因素，例如，斜背的设计和实际位置的比较是有区别的，设计中斜背与桥台的连接是连接，但实际上是刚性或半刚性连接。只有使用刚性接头，相关连接才能适应偏斜的高应力。在计算中，斜背的支撑会产生水平和垂直的反作用力，但实际上这些位置也会产生额外的固定力矩。此外，与事实相比的另一个区别是桁架构件之间的连接，在简单的计算中，所有的构件都是铰接的，实际上是刚性的。线性和角度位移导致顶部和邻接之间的分离。总之，简单的计算低估了最小跨截面的弯矩，高估了大跨径钢桁梁桥的水平推力，使结构存在缺陷。

1.2大跨径钢桁梁桥施工加固的监控工作

拆除和更换主桥铺装层板时，应进行严格的施工监控，对桁架杆件的承载变化和桥梁整体变形进行实时监控，确保施工安全。首先多主桁架受力状态进行监测，在逐跨拆除旧桥面板时，相邻主桁架的跨中弯矩将增大，表现为杆件内力增大和桥面下挠。建立全桥结构模型，准确分析和监测主桁架的受力状态。在逐跨拆除和同方式安装桥面的施工过程中，通过全桥模型计算，掌握各阶段主桁架的整体受力和变形规律。计算结果将与应力和线性监测结果进行比较，以确保主桁架的实际状态变化处于安全控制之下。其次，对支架和纵梁承重进行监测，加固主要在支架和纵梁上完成，因此支架和纵梁的受力状态变化最大。桥面承重变化时，需要对支架和纵梁进行强度校核，对压杆和压弯构件进行稳定性校核。此外，在关键部位安装应力传感器，并将计算值与实测值进行比较，确保施工安全。还要对全桥进行线性控制，为确保全桥标高与设计的一致性，以及新桥面板完工后路面的线性平整度，根据拆除阶段以来主桁架、支架和纵梁的实际变形规律，为桥面架设提供标高调整说明。对大跨径钢桁梁桥施工加固工作进行有效监测，有利于大跨径钢桁梁桥施工加固工作的科学进行。

2.大跨径钢桁梁桥加固方法

2.1粘贴碳纤维板

通过粘贴高强度、高弹性模量、高塑性的碳纤维布对大跨径钢桁梁桥进行加固,可以有效提高大跨径钢桁梁桥的承载力。用于加固的碳纤维片材和支撑树脂粘合材料应满足适当的物理和机械性能要求。混凝土表面的降解层(如浮浆、浮土等)必须用研磨机清理和抛光。错位和凸起部分应该抛光,边角部位应倒角打磨成圆形,半径不小于2厘米,用环氧结构胶修补裂缝。底胶要确保含量可以用完一次,为了保证糊的质量,不得使用过胶。用滚筒或刷子将其均匀地涂在表面上，记得要画直、水平、均匀。如果粘贴面有凹陷部分,用找平胶修复,并保证表面光滑,以保证强化效果。轻轻按压碳纤维,将其粘贴在大跨径钢桁梁桥适当位置,为了去除气泡,使用特殊的辊子沿纤维方向连续滚动,使浸渍树脂充分浸透碳纤维。另外，在大跨径钢桁梁桥加固进行阶段过程中有些情况不符合要求会影响整个大跨径钢桁梁桥加固施工工程。例如，承包商对施工过程不按要求进行施工，这可以通过增加监管文件来改善，但有的监管文件没有规定具体的工程质量控制要素，为解决这一问题，执行施工质量控制的组织可以同时在多个方向上开展工作，包括设计和许可文件的办公室工作，对组织和过程参数合规性的控制以及对大跨径钢桁梁桥加固材料、产品和结构的机械和化学特性进行选择性控制。另外，还要保障大跨径钢桁梁桥加固施工过程科学的管理体系，任何一项工程的顺利完成否离不开管理体系的参与，必须依靠一套严格的管理体系，才能保证和提高工程质量。大跨径钢桁梁桥加固工程项目建设的投资大，完成和使用年限长，只有符合质量规范，才能投资生产和正式使用，大跨径钢桁梁桥加固企业需要加强技术和管理人员的培训，本着激励与约束相结合的原则，充分发挥大跨径钢桁梁桥加固技术和大跨径钢桁梁桥加固管理人员的积极性，大跨径钢桁梁桥加固施工人员必须树立“质量第一”的意识，强化大跨径钢桁梁桥加固施工队伍的责任意识。调动大跨径钢桁梁桥加固施工员工积极性，充分挖掘潜力，掌握先进知识，确保大跨径钢桁梁桥加固施工过程能在科学的技术支持下完成。还要做好防锈工作，大跨径钢桁梁桥钢材表面用钢丝刷清理,然后涂上红丹两层红丹和两层灰漆作为钢材防锈，增加大跨径钢桁梁桥的坚固性。

2.2粘贴玻璃纤维片

在大跨径钢桁梁桥加固过程中粘贴玻璃纤维片增强腹杆和剪式杆抗弯承载力的施工工艺与粘贴碳纤维片基本相同。不同的是玻璃纤维片材的抗弯能力比碳纤维片材小，玻璃纤维片材比碳纤维片材便宜，因此玻璃纤维片材一般用于需要加强抗弯承压能力的非主承力结构。较为常见的大跨径钢桁梁桥加固施工的方法是粘贴多层玻璃纤维片来箍紧构件，加固技术主要是利用处于三向受压状态的结构的“轭效应”来达到提高结构承载能力的目的。

2.3钢筋混凝土箱封加固拱脚技术

钢筋混凝土箱封加固拱脚的目的是提高下弦杆的承载力和整体性。该结构将通过在旧拱肋中植入锚，然后现浇钢筋混凝土箱形封闭来承载。采用现浇钢筋混凝土箱封只加固拱脚，既能提高拱肋的整体性，又不会增加太多的自重，削弱拱肋的承载力，施工中必须严格保证浇筑质量，使新的钢筋混凝土箱封与旧的拱肋共同变形，共同受力，增强旧拱肋的抗风能力和抗水能力。

3.结语

综上所述，代表我国文化的大跨径钢桁梁桥大多建于20世纪。低设计荷载、不合理的结构和较高的车辆荷载导致了这类桥梁的多次破坏，所以经常需要加强。大跨径钢桁梁桥加固是一项复杂的工作，设计比新建更困难，为了促进加固事业的发展，要重视大跨径钢桁梁桥加固工作。

参考文献：

1. 陈亮,陈祖贺,邵长宇.大跨径钢桁梁桥加固方法研究[J].公路,2020,65(08):109-114.

2. 黄煜寰. 大跨度钢桁梁桥与超高支墩施工过程力学分析研究[D].合肥工业大学,2020.