1. 研究目的与意义
20世纪80年代以来,我国在旧桥加固改造技术的研究和试验方面进行了大量的工作。交通部在六五七五计划期间下达了一系列有关旧桥检测、承载力评定及加固技术的科研课题,举办了多次桥梁维护、加固、改造技术的学术会议。各省、市、自治区交通部门都在桥梁维修、养护、加固、改造的实践中取得了不少的成功经验,并在实践中获得了显著地社会、经济效益,推动了交通事业的发展。随着交通运输的发展需要,旧桥的维修、养护、加固与改造必将成为桥梁工程中的一门新兴学科,这是毫无疑义的。西方一些发达国家早已先后把公路、桥梁的维修、养护、加固与改造纳入大专院校土木工程学科的重点课题,培养了一大批维修、养护和改造的专门技术人才。随着社会的进步和发展,在我国也只是时间早晚的问题。
有关部门的统计,截止到2007年,我国各类桥梁约有五十二万座,每年开工建筑的桥梁约为一万余座。桥梁水下结构的使用条件和使用环境较之水上结构更为恶劣,桥梁水中结构损伤、缺陷导致桥梁承载能力和耐久性降低,严重危及行车安全和桥梁的寿命。桥梁水下结构的特殊应用环境,水下加固技术体系与普通的水上加固体系无论从材料配方、施工工艺、计算方法、指标要求与质量评定等各个方面均有极大的差异。桥梁水下结构的特殊应用环境,水下加固技术体系与普通的水上加固体系无论从材料配方、施工工艺、计算方法、指标要求与质量评定等各个方面均有极大的差异。因此,对于桥梁水下结构体系的加固非常有必要单独列出讨论及研究。
2. 国内外研究现状分析
桥梁水下结构体系的加固的研究在我国有着广阔的应用价值,且已有不少先例,例如我国衢州市的孙姜大桥,通过潜水员水下工作的定期检测发现主要病害有3种:1.桩基缩径;2.桩基外包黄泥或夹有黄泥;3.钢筋外露,空筋。并针对其危害列出了3种加固方案:钢围堰结合普通钢筋混凝土进行无水施工,抛填河床结合加桩加固及钢套管结合玄武岩纤维筋网络加固,最后经过比较,钢套管结合玄武岩纤维筋网络加固方法技术先进,工艺简单,对通航影响效果小,耐久性好,经济投入小,效果显著,相比与其他2种,成为了最终的加固方案,此例成果为水下桩基础检测及加固工程积累了经验,提供了有益的参考。
再如京珠高速公路广珠段,对于解决桥梁水下桩基表面缺陷这一桥梁工程业内的通病,提出了一种新的思路,即在新混凝土中加入一种憎水类固化剂,它与水不反应,胶粘时将水排除被粘物之外使旧混凝土和环氧树脂反应而粘结。该项技术适用于所有水工、海岸工程等结构的混凝土水下缺陷修补,尤其在无法或难于修筑围堰的情况下,运用该项技术更是切实可行。由于不须弃水施工,大大节约工期,减少投资,是混凝土水下病害整治的一条新途径,具有显著的经济效益,推广应用前景广阔。
然而,日本在桥梁的水下结构体系的加固也有着深入的研究。其中预制混凝土面板快速桥墩加固法,英文precastrapidintensificationsystemtomanipulatercpiers,简称prism工法,最早于阪神淡路大震灾的桥墩的耐震加强工程中应用。特点如下:1.内含加强筋的预制混凝土面板可提供抗剪加固。2.桥墩柱脚设置弯曲加固的加强钢筋,可获得弯曲加固效果。3.中间贯通的横向钢筋为桥墩提高延性约束加固。4.采用的高耐久性预制混凝土面板,使用寿命长。5.不排水加固成为可能,缩短施工期限、降低成本。
3. 研究的基本内容与计划
内容:
根据有关部门的统计,截止到2007年,我国各类桥梁约有五十二万座,每年开工建筑的桥梁约为一万余座。桥梁水下结构的使用条件和使用环境较之水上结构更为恶劣,桥梁水中结构损伤、缺陷导致桥梁承载能力和耐久性降低,严重危及行车安全和桥梁的寿命。桥梁水下结构的特殊应用环境,水下加固技术体系与普通的水上加固体系无论从材料配方、施工工艺、计算方法、指标要求与质量评定等各个方面均有极大的差异。本文结合孙姜大桥水下桩基础病害检测与加固方案,及日本prism工法进行桥梁水下结构病害分析及其加固技术研究,调研水下结构的常见病害,针对不同的病害,研究其加固技术,研究其可行的施工工艺,选择个别重点工艺进行试验论证。
计划:
4. 研究创新点
本文主要研究桥梁水下结构危害及其加固措施,从经济投入,对环境危害,施工难度等多方面衡量如何加固,实际我们也可以从原材料角度进行危害的预防。由中国水利水电科学研究院结构材料所研究提出的水下不分混凝土研究便映入眼帘,水下不分散混凝土适用于海水环境的施工与使用,具有很好的流动性和强度,并且可以通过掺用调凝剂调节凝结时间,能在不同温度条件下应用。水下不分散混凝土与普通混凝土相比,在海水中长期浸泡后其重量变化、抗折强度变化和抗氯离子渗透性能等均优于普通混凝土,对保护海挡工程、海边混凝土结构和海洋混凝土建筑物防止海水腐蚀是十分有利的。
