一、地震對橋梁破壞的主要形式
根據(jù)以往地震中橋梁的震害情況,鋼筋混凝土橋梁常見的破壞形式主要分為上部結(jié)構(gòu)破壞、支座破壞、下部結(jié)構(gòu)破壞和基礎(chǔ)破壞等。
1、上部結(jié)構(gòu)墜毀
由于支承連接件失效或下部結(jié)構(gòu)失效等引起的落梁現(xiàn)象,在破壞性地震中常有發(fā)生,其中絕大多數(shù)是在順橋向發(fā)生落梁。
2、支承連接件破壞
橋梁支座、伸縮縫、剪力鍵、支承連接件等,被認(rèn)為是橋梁結(jié)構(gòu)體系中抗震性能比較薄弱的環(huán)節(jié)。支座的破壞形式主要表現(xiàn)為:支座移位、錨固螺栓撥出、剪斷、活動支座脫落、支座本身構(gòu)造上的破壞。
3、橋臺、橋墩破壞
墩柱彎曲破壞:彎曲破壞是延性的,多表現(xiàn)為開裂、混凝土剝落壓潰、鋼筋裸露和彎曲等,并產(chǎn)生很大的塑性變形。
墩柱剪切破壞:剪切破壞是脆性的,往往會造成墩柱及上部結(jié)構(gòu)的倒塌,震害較為嚴(yán)重。
橋臺震害:橋臺的震害在地震中是較為常見的,由于地基喪失承載力等引起的橋臺滑移、臺身與上部結(jié)構(gòu)的碰撞破壞和橋臺傾斜。
4、基礎(chǔ)破壞
擴(kuò)大基礎(chǔ)的震害一般是由地基失效引起,樁基礎(chǔ)的震害,除了地基失效這一主要原因外,還有上部結(jié)構(gòu)傳下來的慣性力所引起的樁基剪切、彎曲破壞,更有樁基設(shè)計不當(dāng)所引起的震害。
二、橋梁抗震加固的一般程序
抗震性能鑒定→抗震加固設(shè)計→抗震加固工程施工圖審查→抗震加固工程施工方案編制→施工→驗收
三、橋梁抗震加固施工的基本要求
1、抗震加固的施工應(yīng)遵守現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和各項施工及驗收規(guī)范的規(guī)定,并符合抗震加固設(shè)計的要求。
2、施工時應(yīng)采取措施保證加固構(gòu)件與原結(jié)構(gòu)牢固結(jié)合和共同工作,認(rèn)真做好原構(gòu)件的表面的清理工作。
3、施工時應(yīng)采取避免或減少損傷原結(jié)構(gòu)的措施。
4、施工中發(fā)現(xiàn)原結(jié)構(gòu)與設(shè)計不符或構(gòu)件有嚴(yán)重問題時,應(yīng)暫停施工,會同加固設(shè)計單位對加固設(shè)計進(jìn)行修改、補充,然后方可繼續(xù)施工。
5、在加固過程中,特別是替換構(gòu)件,拆改結(jié)構(gòu)時,避免出現(xiàn)傾斜、開裂或倒塌等不安全因素,保證施工安全。
四、常用的橋梁抗震加固方法
1、裂縫修補
橋梁混凝土表面如出現(xiàn)裂縫、蜂窩狀腐蝕等情況時,要對裂縫進(jìn)行加固,以防產(chǎn)生更嚴(yán)重的損害。根據(jù)裂縫的寬度、深度及分布特點,對裂縫寬度在0.15mm以下且裂縫深度較淺的細(xì)小裂縫,采用涂刷封縫膠的方式進(jìn)行表面封閉。對寬度大于0.15mm的裂縫,采用高壓灌漿的方法進(jìn)行處理,即將灌縫膠,通過鉆孔埋設(shè)注漿嘴,用壓力將其注入結(jié)構(gòu)裂縫中,以達(dá)到封閉裂縫的目的。
2、結(jié)構(gòu)混凝土表面找平修補
首先對混凝土表面問題進(jìn)行調(diào)查,測量問題面積大小,而后根據(jù)情況選擇合適的修補方法。
具體操作步驟:
A:基面處理
根據(jù)要求確定需要修補混凝土的位置,清理掉表面青苔、污泥等雜質(zhì),再用氣動打磨機(jī)磨掉混凝土表面酥松層,直至露出堅實基層。如鋼筋生銹,需對鋼筋進(jìn)行除銹處理。
B:涂膠
找平膠按照A組份:B組份=2:1的重量比攪拌均勻即可使用,將找平膠用劈刀刮抹到混凝土表面,每次修補厚度不宜超過10毫米,如需修補較厚層可分批涂抹找平膠,待24小時后再涂抹下一層。潮濕環(huán)境施工可選擇水下專用找平膠。
注意:若表面問題較深較大,可使用膠黏劑配置環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行初步修補,施工中必須施加一定的壓力,確保粘接性。
3、墩身、梁、橋面整體加固
當(dāng)橋梁整體結(jié)構(gòu)強度不滿足要求時,需大面積進(jìn)行抗震加固處理,遵循不傷害橋梁結(jié)構(gòu)本體的原則,一般采用如下的方法進(jìn)行加固:
3.1上海施邦植筋加固
植筋加固法是在構(gòu)件上打孔(避開結(jié)構(gòu)中的鋼筋),然后注入植筋膠,植入鋼筋(或螺桿),待粘結(jié)劑硬化后,鋼筋通過與周圍混凝土粘結(jié)成整體,從而進(jìn)行錨固的技術(shù)。植筋錨固施工方便、性能可靠。但是,該法適用于混凝土強度等級為C20~C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的改造、加固;不適用于已嚴(yán)重風(fēng)化的上述結(jié)構(gòu)及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。
3.2上海施邦粘貼碳纖維布加固
碳纖維布抗震加固技術(shù)是通過粘結(jié)劑將碳纖維布同被加固的構(gòu)件粘結(jié)而進(jìn)行的新型加固方法。除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點外,還具有耐腐蝕、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護(hù)費用較低等優(yōu)點,適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。
碳纖維布采用進(jìn)口碳絲織成,高強抗拉,抗震耐腐蝕,重量輕,不改變結(jié)構(gòu)形狀、不增加結(jié)構(gòu)自重??蛇m用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)形狀、各種結(jié)構(gòu)部位。用于結(jié)構(gòu)抗震加固尤為合適。
3.3上海施邦粘鋼加固
在混凝土構(gòu)件外部黏貼鋼板,以提高承載力和滿足正常使用的加固方法。被加固構(gòu)件基本不受損傷,可以充分發(fā)揮原構(gòu)件的作用;外粘鋼厚度小,加固后自重增加??;加固后構(gòu)件的外形尺寸變化不大,對建筑功能影響極??;施工快速、現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè),對生產(chǎn)和生活影響小,但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平;適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。