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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇橋梁加固,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號:U44 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)02(a)-0087-01
1 我國公路橋梁的現狀
橋梁是公路建設中的重要結構物,肩負著跨越海峽、江河、溝谷的連接功能,以及上跨公路、鐵路的連接通道,同時擔負著城市立交和高架橋的使命,是保證全線通車的咽喉。近20年來公路建設得到大力的發展,據不完全統計,目前我國建設好的橋梁已超過了60萬座,躋身于世界橋梁大國行列。由于以前橋梁設計標準偏低,在自然環境影響下,超期、超載服務,大部分橋梁處于帶“病”使用。根據20世紀90年代末的統計,中國只有40%的橋梁使用年限在25年以上,如今也不會樂觀,而橋梁的設計使用年限為100年。橋梁的修建跟當時經濟、環境等因素相關,我國20世紀60~70年代修建的雙曲拱橋,因其耗鋼材少,預制裝配成橋,造價低,施工方便;但是接縫太多,形成薄弱環節,鋼材投資又嚴重不足,如今正常使用的太少。近30年來大量修建的鋼筋混凝土箱型拱橋,橋道系病害較多。近20年來修建的預應力混凝土連續剛構橋,普遍出現收縮徐變完成后,跨中仍然持續下撓,腹板、底板、頂板開裂。還有現代化城市發展的城市立交橋,高架橋,排水不暢,橋面損壞,車輛日益增多,負荷加重,病害發展加快??傊S多橋梁都存在不同程度的病害,正需要加固維修。
2 病害情況和原因分析
2.1 病害情況
由于橋梁的類型多樣,所處的地理位置、自然環境差異性較大,承受的使用發展變化性更大,故橋梁的病害較復雜多樣。主要有橋面排水失效,橋面鋪裝、欄桿破損、殘缺,伸縮縫老化、損壞失效,支座老化、變形、開裂失效,橋梁結構開裂、破損,鋼材透蝕,橋梁下撓,橋梁強度、剛度、穩定性滿足不了使用安全的要求。
2.2 原因分析
(1)設計結構原因。設計時沒有充分考慮到橋梁“最不利”狀態的情況,沒有計入一切可能出現的不利因素,使設計存在缺陷或不當,設計的可靠性不能全面滿足各種使用狀態。
(2)施工原因。施工單位為了追求最大化的利益,沒有嚴格按照設計要求組織施工,沒有細化施工工藝,沒有按設計和規范要求控制施工全過程的質量;施工管理人員和技術人員的知識水平和責任心不夠強。(3)材料原因?;炷猎趶姸劝l展過程會不斷的產生收縮徐變,特別施工周期較短的混凝土結構,施工結束后收縮徐變較大。(4)車輛超載。車輛超載超限嚴重,且數量發展較快,特別重載車高速沖擊,加速了病害的發展。(5)養護不到位。養護意識不夠強,日常檢查、維護不到位,使病害發展加快。
3 橋梁加固的必要性
根據我國經濟和交通運輸的發展要求,橋梁設計載重標準經歷了從汽-10、汽-13、汽-15、汽-20、發展到如今的汽-超20標準,其中載重標準在汽-20以下的橋梁占多數;驗算荷載也經歷了拖-30、拖-60、拖-80及掛-100、掛-120的發展過程,這樣許多橋梁的原設計規范標準過低?,F在交通量日益增加,車輛超限超載現象泛濫,相應的公路橋梁的負荷不斷加重,一大批橋梁出現不同程度的病害,如變形、破損、開裂、結構老化等,因此造成橋梁的荷載能力明顯下降,有相當一部分成為危橋,安全狀況值得高度重視。
橋梁建在自然環境中,既受自然環境影響,又受使用環境影響,若把有病害的危橋都將其拆除重建,不僅要耗費大量資金,而且工期也較長,同時阻斷交通,增加運輸困難,造成大量的經濟損失;若有計劃、有步驟的對現有橋梁進行加固改造,橋梁加固后,可以提高承載力,延長了橋梁的使用壽命,用少量的資金投入,使橋梁能滿通量的需求,還可以緩和橋梁投資的集中性,為國家帶來巨大的經濟和社會效益。所以加固橋梁是增加橋梁的穩固性能,提高橋梁的承載能力,避開橋梁的薄弱段產生坍塌事故,是減少交通事故和經濟損失的必要途徑,也是可行有效的方法。
4 橋梁加固原理和原則
4.1 橋梁加固原理
(1)現場收集的數據真實可靠,相關參數選擇合理,評定方法科學有效,確定病害級別,加固可行。(2)加固方案可靠,便于施工控制質量,滿足恒載要求。(3)加固后產生的二次應變在有效范圍,且與原橋結構能共同工作,變化、變形基本同步。
4.2 橋梁加固原則
(1)恒載應力原則。橋梁在運營過程中,隨著材料的老化、風化,承載結構裂縫的開展,截面尺寸的破損以及永久性變形的增大,橋梁本身在恒載作用下其承載能力不能滿足要求;另外,橋梁加固后,由于加固層增加了原橋的負擔,還應驗算橋梁在本身恒載與加固層恒載作用下結構應力是否滿足強度要求。(2)組合應力原則。在各種最不利荷載組合作用下,原橋結構應力必須滿足強度要求,橋梁加固的精髓在于新、老結構層能夠協調變形,,共同承擔活載作用。(3)極限承載力原則。在最不利荷載組合作用下,橋梁加固后其強度和穩定性均要滿足要求,也是體現提高橋梁承載力幅度,加固效果是否顯著的原則。
(4)方便檢查原則。橋梁加固在滿足以上三條原則的情況下,盡量留出方便加固后對原結構層的檢查點或檢查面,以便經常觀察加固效果,及時發現新增病害,快速判斷并采取處理措施,避免垮塌事故。
5 加固效果評估
因橋型多樣,建設時的年代和條件不同,橋梁產生的病害也不同,導致選擇的加固方案各異。加固效果主要跟加固設計方案的針對性、深度以及施工單位在施工過程中的質量控制情況相關。加固施工完成后,按照設計要求和技術規范進行靜、動載試驗,根據試驗結果與設計比較,然后評估加固效果。主要指標就是承載力、安全性、耐久性的提高。
6 經濟效益分析
(1)一般橋梁加固的費用約為初建時的10%~30%,橋梁經過加固后安全儲備提高,使用壽命得到延長,節約了拆除重建的大筆資金。(2)避免了舊橋拆除重建時阻斷交通,增加了運營困難和帶來的經濟損失。
關鍵詞: 橋梁 混凝土 加固 維修
Abstract: with the passage of time, more and more bridges do not meet the needs of present traffic, reinforcement and repair of bridge is one of the main methods to solve this problem, this paper summarizes some commonly used at home and abroad at present bridge reinforcement technology, pointed out that the bridge workers should work should be combined with the specific engineering, concrete analysis of concrete problems, in practice, constantly sum up, innovation, in order to improve the bridge reinforcement technology.
Keywords: reinforced concrete bridge repair
中圖分類號:U445.4 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
近年來,隨著經濟社會的發展,公路運輸車輛向大型化、 拖掛化、 集裝箱化方向發展。 受利益驅動,公路上行駛的超限超載運輸車輛逐年增多,造成嚴重的社會危害。橋梁是現代城市化建設中的重要基礎設施,它具有極強的社會公共性。如果超限超載運輸得不到有效遏制,就會陷入一方面路橋建設、養護投資力度不斷加大,另一方面路橋邊修邊壞、屢修屢壞的“怪圈”。再者,自然環境的惡化對橋梁的影響也很大,尤其是沿海地區,橋梁建成服役十多年就要進行加固維修或是拆除重建的情況屢見不鮮。在橋梁的施工過程中,部分建筑施工單位利欲熏心,偷工減料,橋梁的質量安全也受到了極大威脅。這些不利因素的存在,必然要求我們對問題橋梁進行維修加固。
橋梁的維修加固工作主要從橋梁的上部承重結構、下部結構加固及橋梁附屬構筑物等方面著手進行,現結合個人實際工作經驗分別從這幾個方面進行簡單介紹。
一、橋梁加固法
1、橋面補強層加固法。
在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層,一般先鑿除舊橋面,使其與原有主梁形成整體,達到增大主梁有效高度和抗壓截面強度、改善橋梁荷載橫向分都能力,從而達到提高橋梁的承載能力的目的。
2、增大截面和配筋加固法
當梁的承載力、剛度、穩定性和抗裂性能不足時,通常采用增大構件截面、增加配筋、 提高配筋率的加固方法。這種方法是在梁底面或側面加大尺寸,增配主筋,提高梁的有效高度和抗彎承載力,從而提高橋梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋的加固。
3、錨噴混凝土加固法
借助高速噴射機械,將新混凝土混合料連續地噴射到已錨固好鋼筋網的受噴面上,凝結硬化而形成鋼筋混凝土,從而增大橋梁的受力斷而和補強鋼筋,加強結構的整體性,使其能承受更大的外荷載作用。
4、粘貼受力筋(鋼板、碳纖維、錦綸纖維)加固法
當交通量增加,主梁出現承載力不足,或縱向力筋出現嚴重腐蝕的情況時.粱板橋的主梁會出現嚴重的橫向裂縫采用粘結劑及錨栓,將鋼板等受力筋粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位.使其與結構形成整體,達到提高梁的承載能力的目的。這種加固方法的特點是:
①不需要破壞被加固的原結構的尺寸;
②施上工藝簡單 施工質量較容易控制
③ 施工工期短。
5、改變結構受力體系加固法
這種加固、 改造方法是通過改變橋梁結構受力體系,達到提高橋梁承載能力的目的。如: 在簡支梁下增設支架或橋墩,把簡支梁與簡支梁縱向加以連接,由簡支變連續梁,或在梁下增設鋼衍架等加勁或疊合梁等.以減小梁內應力,達到提高梁承載力的目的。
6、體外預應力加固法
對于鋼筋混凝土或預應力混凝土梁或板,采用對受拉區施以體外預應力加固,可以抵消部分自重應力,起到卸載的作用,從而能較大幅度地提高梁的承裁能力。體外須應力加固法優點是:
(1)在自重增加很小的情況下,能夠大幅度改善和調整原結構的受力狀況,提高承重結構的剛度、抗裂性能;
(2) 由于承重結構自更增加小,故對墩臺及基礎受力狀況影響很小,可節省對墩臺及基礎的加固;
(3)對橋梁營運影響較小,可在不限制通行的條件下加固施工;
(4)預應力加固法既可作為橋梁通過重車的臨時加固手段,又可作為永久性提高橋梁荷載等級的措施。
7、增設縱梁加固法(拓寬改建)
在墩臺地基安全性能好,并具有足夠承載能力的情況下,可采用增設承載力高和剛度大的新縱梁。新梁與舊梁相連接,共同受力。由于荷載在新增主梁后的橋梁結構中重新分布,使原有梁中所受荷載得以減少,由此使加固后的橋梁承載能力和剛度得到提高。當增設的
縱梁位于主梁的一側或兩側時,則兼有加寬的作用。
8、拱圈增設套拱加固法
當拱橋的主拱圈為等截面或變截面的實體拱板,且墩臺無病害,基礎沉降滿足加固后的要求,同時橋下凈空與泄洪面積容許部分壓縮時可在原主拱圈下加設一層新拱圈。即緊貼在原拱圈底面上澆注或噴射新混凝土拱圈。
9、擴大基礎加固法
擴大基礎底面積加固法, 稱為擴大基礎加固法。 此方法適用于基礎承載力不足或埋深不夠, 而且墩臺又是砌筑的剛性實體基礎。 擴大基礎底面積應由地基承載力計算確定。當地基承載力滿足要求而缺陷僅僅是基礎不均勻沉降變形過大時,采用擴大基礎底面積加固的
方法, 主要由地基變形計算來控制加固設計。
10、增補基樁加固法
橋梁墩臺基底下有軟弱下臥層,或基礎底面未設置在堅硬的持力層上時,墩臺發生沉降; 或樁基礎深度不足;或由于水流沖刷過大等原因造成樁發生傾斜。采用增補基樁加固是一種有效的加固方法。即在基礎周圍補加鉆孔樁,或打入鋼筋混凝土預制樁,與原承臺或基礎相連,以此提高基礎承載力、增強基礎穩定性。
11、鋼筋混凝土套箍或護套加固法
當橋梁墩臺病害由于基礎埋深不夠或施工質量控制不嚴等原因造成的,導致墩臺開裂破損時,一般在墩臺身上中下分設三道帶箍,其間距大致相當于橋墩側面的寬度。每個帶箍的寬度則根據裂縫的寬度和開裂情況而定。一般約為墩臺高度的1/10,厚度采用10~20cm。當墩臺損壞嚴重,如墩臺身嚴重開裂或大面積表面破損、風化、剝落時,則可采用圍繞整個墩臺身設置鋼筋混凝土護套的方法加固。
12、橋臺新建輔助擋土墻加固法
當橋梁橋臺不足以承擔荷載或土壓力時,可以在設一橋臺,輔助主臺受力。
13、墩臺拓寬加固法
當墩臺不夠寬是,在復核基礎承載沒問題時,可以利用原墩臺加設懸臂帽梁進行加寬。
二、橋梁維修的方法
1、橋面鋪裝的維修。橋面鋪裝指的是為保護橋面板和分布車輪的集中荷載,用瀝青混凝土、 水泥混凝土、高分子聚合物等材料鋪筑在橋面板上的保護層。其作用是保護橋面板防止車輪或履帶直接磨耗面,保護主梁免受雨水侵蝕,并借以分散車輪的集中荷載。 橋面鋪裝的病害主要為原鋪裝層過薄、鋪裝中未設鋼筋網或含筋量過小、鋪裝與橋板間存在夾層、混凝土澆筑不密實引起的。
橋面鋪裝主要有瀝青混凝土和水泥混凝土鋪裝兩種形式。對于瀝青混凝土鋪裝病害形式,可以采用灌縫和挖補等日常手段進行維修,而對于水泥混凝土鋪裝的病害形式除采用上述修補方式處理外,最有效的就是對其進行徹底翻修。
2、橋面伸縮縫的維修。橋面伸縮縫主要由傳力支承體系和位移控制體系組成,它的主要功能是將車輛垂直和水平荷載通過支承結構傳遞到梁體,并適應橋梁縱橫位移的變化和梁端翹曲發生的轉角變化。由于它設置在梁端構造比較薄弱的部位,直接承擔車輛反復荷載作用,又大多暴露在大自然中,受到各種自然環境的影響。加之其裝置的性能及連接件等不盡完善,因
而可以說伸縮縫是易損壞,難修補的部位,經常會發生各種不同程度的缺陷。 橋面伸縮縫的損壞,不僅影響著橋梁的正常使用,而且增大了養護維修的工程量,造成了一定的經濟損失和不良社會影響,因此,必須對橋面伸縮縫進行經常性的維修整治,以保證橋梁的正常使用。伸縮縫的維修必須注意的重要問題:(1)當原伸縮縫裝置的錨固鋼筋等損壞、松動或無錨固鋼筋需增設時,應先鑿出錨孔后再安設鋼筋等錨固件。(2)在鑿除原有混凝土鋪裝時,不要損傷伸縮縫兩側橋面板混凝土及鋼筋。 (3)對于橋面鋪裝層上容易產生車轍的凸凹不平處,要特別注意鋪筑后鋪筑材料時不應產生高低差。
3 結論
橋梁加固是一項系統工程,橋梁工作者要深入了解既有橋梁維修加固的方法,對加固工作的技術、理論、實踐不斷研究、創新、總結、交流,在工作中靈活運用,以使橋梁加固工作不斷進步。
參考文獻
[1] 公路橋涵施工技術規范 [ J ] . JTG/TF50 -201 1.
【關鍵詞】舊橋梁;加固;評價;養護
1 橋梁加固的必要性
(1)在橋梁使用期間內,任何橋梁都會成為舊橋。早期修建的橋梁,由于當時人們對鋪裝功能、病害認識有限,往往存在配筋偏小,鋼筋直徑過細,鋪裝與承載構件的界面連續不牢靠等問題。由于橋梁是建在大地上的特殊產品,不僅受自然環境的影響(如大氣腐蝕、溫度、濕度變化等),而且還受到使用環境的影響,難以避免產生損壞現象。這使橋梁的維修、養護、加固、改造已成為必然。
(2)從經濟上分析,橋梁加固可以節省大量投資,收到良好的社會經濟效益。采用適當的加固技術和拓寬措施,不僅可以避免因拆除舊橋與重建新橋而增加工程費用;而且對現有交通運輸影響有的甚至可以在不中斷交通的情況下完成,早期設計施工的高速公路的橋梁在長期大交通量、重荷載的運營情況下大部分出現了病害;同時也恢復和提高了舊橋的承載能力及通行能力,延長橋梁的使用壽命,滿足現代化交通運輸的需求。
(3)橋梁的改造和加固,不僅可以提高公路橋梁的通行能力和服務水平,而且在更大程度上能夠消除交通安全隱患。從發展中分析,舊的公路橋梁加固有利于促進橋梁建設的可持續發展。既滿足現代人的需求以不損害后代人滿足需求的能力,使經濟、社會、資源和環境保護協調發展。
2 加固改造工程必須滿足的基本條件
(1)橋梁經加固改造后,其結構性能、承載能力與耐久性等都能滿足使用上的要求。
(2)具有較明顯的經濟效益。對于橋梁結構物的加固改造可以采用兩種不同的方式:一種是廢棄原有結構物進行重建,這就相當于建造一座符合新的使用要求的新橋,但還要包括拆除原橋的工程內容;另一種是充分利用原橋,進行補強加固,若需加寬則再行拓寬,這就是通常所說的橋梁技術改造。橋梁技術改造的經濟效益就反映在它的耗資明顯低于新建,否則就無法體現其優越性與基本原則。從多年來的工程實踐看,橋梁技術改造的經濟效益是明顯的。對重建與加固改造進行綜合經濟效益分析時,應當包括相應交通受阻的經濟損失以及拆除原橋所需的費用等。一般認為技術改造比重建能節省50%~60%以上時,經濟效益已相當可觀,此時以采用加固改造方案為宜,否則可采取重建新橋的方案。
3 橋面鋪裝層加固
橋面鋪裝層開裂或剝離等病害,對于鋼筋混凝土梁板橋容易使鋼筋銹蝕,減弱橋梁的橫向整體性;對于石拱橋,由于橋面雨水下滲,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出現滲水現象等;同時由于橋面鋪裝層的破損,引起橋面平整度差,車輛通行時,使橋梁產生震動,對橋梁產生不利影響,同時又加重了橋面鋪裝層的病害。根據橋梁的具體情況,采用不同的加固方法,對于使用年限長、破損嚴重的采用拆除、修復的加固方案。而對于病害較輕,使用年限短,且混凝土強度仍符合設計要求的則先處治病害,在不降低設計荷載標準的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。
4 橋梁的下部結構加固
組成橋梁的下部結構的部分主要是橋墩、橋臺以及基礎等。橋梁的下部加固主要分為兩個基本方面,即墩臺加固和基礎加固。在橋梁的墩臺受到嚴重損害的情況下,會影響到橋梁的車輛通行安全,一般會進行徹底全面的維修。在徹底和全面維修之前可以采取臨時加固的辦法。一般會在墩臺旁增加設立排架,來共同承受墩臺載重壓力。橋梁的墩臺如果已經發生損壞,則需要安裝鋼軌骨架。但我們在橋梁加固過程中,遇到墩臺損壞的情況是比較少的。
橋梁的基礎加固方式主要有以下幾種情況:第一,出現基底承受能力不足時,可以采用擴大基礎或壓注漿料的方法加固土層。第二,淺基墩臺由于河床受到沖刷,可以采用橋底鋪底和隔水墻的防護措施,同時還可以用加深基礎的方法來進行加固。對于墩臺基礎可用分段開挖的方法加深基礎,施工時采取臨時措施保護原有的墩臺,不使原有墩臺受力加重。第三,也可以在墩臺周圍布置鉆孔樁,在樁頂上修筑鋼筋混凝土,然后與原墩臺連成整體,形成共同受力,以加固基礎。
5 舊橋基礎加固
橋梁基礎特別是天然地基上的淺基礎,由于埋置深度較淺,易受河水沖刷而沖空。受河水改道沖刷橋梁引道,導致橋臺基礎沖空,引道被毀。橋梁地基局部軟弱,致使橋臺發生不均勻沉降,引起橋臺開裂等。針對以上病害,我們采取對河床用漿砌片石進行鋪砌,上游河床設置丁壩,打木樁擴大橋臺基礎等方法進行加固。對于跨徑較小的橋梁,由于河水改道,洪水直接沖刷橋臺基礎,導致基礎沖空甚至掉腳,可采取在橋跨范圍內滿鋪15號片石混凝土的方法進行加固,鋪砌厚度為30cm,鋪砌兩端設置截水墻,截水墻的深度為1m,寬度為0.6m。對于橋梁上游河床變遷、水流改道,洪水直接沖刷橋臺基礎和橋臺引道,導致橋臺基礎沖空、引道被毀的橋梁,采取在橋梁上游適當位置設置丁壩等調治構造物,將河水導入主河道。
6 加固方案與加固效果評價方式
加固方案的選擇需要考慮到很多因素,主要應該包括橋梁所處的地形條件和地質條件、水文情況和自然狀況等。還要對橋梁的現狀和使用過程進行精確的分析和研究。另外,施工的現實條件、交通狀況以及預期的維修和加固效果等都要做一個全面的規劃和考慮。同時,現有的人力資源和技術水平也應該是一個需要注意的條件。橋梁合理的維修和加固方案是在對上述各種因素進行綜合考慮的前提下對其進行優化組合的產物,應該體現出加固的效果,還要體現出適當的經濟效益和社會效益。
橋梁的加固與維修需要不斷地總結經驗和吸取教訓,并且要在長期的實踐經驗總結基礎上形成明確的規范。更需要對橋梁的維修與加固之后進行質量的跟蹤與檢查。
橋梁加固后的上部結構通常是用靜載或動載試驗,將試驗結果與加固設計的計算結果進行對比,來對橋梁的加固效果進行分析和評價。但是對于橋梁的下部結構則不應該進行荷載試驗,而是要通過其頻率變化來定量評估橋墩的加固效果。
7 加強舊橋養護管理
加強公路舊橋的管理,并進行維修和加固,使其處于正常的工作狀態,充分發揮舊橋的作用,是公路管理部門的一項主要任務。加強舊橋養護管理可從以下幾方面開展。
(1)對于經常過大件的路段,橋梁進行重點檢查和管理,收集原始檔案材料,掌握其動態;
(2)重視加固工程中原始資料的收集和整理工作,為今后的加固工程積累經驗;
(3)在施工中注意抓重點、制約工程;
(4)充分調動基層單位的積極性,正確處理責、權、利的關系。應充分重視公路舊橋的管理工作,加大資金投入,使其保持良好的工作狀態,確保公路運輸的安全。
8 結論
從目前我國基本建設投資來看,大量的資金用于新建高等級公路,用于國、省道,特別是縣鄉道路的技術改造的資金相當有限。由于資金短缺,不可能對技術狀況差的橋梁進行拆除重建,因為這樣做不僅要耗費大量投資,而且工期也較長,因此世界各國都按照充分利用和革新的原則,對舊橋采取適當的加固改造措施,以滿足橋梁營運和延長其使用年限的需要。
參考文獻:
[1]陳志英.談談橋梁加固維修技術[J].中國新技術新產品,2009(04).
【關鍵詞】橋梁設計;橋梁加固;橋梁加固技術
0 引言
橋梁是鐵路、公路和城市道路的重要組成部分,尤其是對于大、中型橋梁的建設,我們平時無論對新建橋梁的設計還是對舊橋的加固和改造工作中,都應該投入全部的精力和心血,不斷追求創新、努力地進行探索,力爭采用最先進的技術工藝和施工材料,確保一步到位,保證橋梁的正常使用。本文就橋梁設計原則和加固等相關問題進行探討。
一 橋梁設計原則
1 安全性原則
安全可靠是橋梁設計的首要原則,設計者在設計橋梁結構的時候,要充分考慮到橋梁要在強度、穩定性和耐久性這三方面應該具有完全的安全性質。橋梁防撞欄桿設計要考慮到人與車流之間的安全性。防撞欄桿要具有足夠的高度和強度,為了防止車輛撞壞人行道或者欄桿而導致事故的發生。橋梁的照明設施一定要考慮到第一位,良好的照明可以避免很多事故的發生。尤其是在交通繁忙的橋梁上,不光需要設計良好的照明設施,還應該設置有明確的交通指示標志,完整的交通指示牌可以避免很多事故的發生。在易變遷河床的河道上建設橋梁,應該考慮好導流設施的建設,以防止橋梁的基礎部分被水流沖刷過度而造成事故。對于需要通行大型的、大噸位的船舶的河道,在按照規定擴大橋梁的孔跨徑之外,還得加裝防撞構筑物,以免船舶對橋梁造成損傷。針對修建在地震區的橋梁,我們必須按照抗震要求對橋梁進行合理的設計,采取必要的防震措施。針對特殊類型的橋梁,例如大跨柔性的橋梁,我們還應該考慮到風振效應的影響。
2 耐久性原則
橋梁設計時候要考慮到橋面寬度必須滿足當前和以后的規劃期限內的交通流量(包括行人通道中的交通流量)。保證所設計的橋梁結構在進行常規荷載試驗的時候不會出現較大的變形和較寬的裂縫,在設計標準內的橋梁荷載承受能力才能放心的投入使用。設計的橋跨結構的下方要有利于泄洪、通航(跨河橋)或車輛(立交橋)和行人的通行(早橋)。所設計的橋梁的兩端要便于緊急情況下車輛的進入和疏散,并且不會導致交通堵塞等現象的發生。在設計橋梁的時候,還應該考慮到綜合利用方面,橋梁設計要求方便各種管線(水、電氣、通信等)的搭載和鋪設。
3 經濟性原則
經濟型的橋梁應該是從造價和養護費用等多方面綜合考慮,費用最省的橋型。設計時應該充分考慮維修的方便和維修費用的多少,維修時盡可能做到不中斷交通,如果有必要中斷交通,則保證中斷交通的時間最短。所選擇的橋位應該是地質、水文等條件好的地區,并盡量使橋梁修建長度較短。橋梁建設應考慮建在能縮短河道兩岸運距的位置,以促進該地區的經濟發展,產生最大的經濟效益。對過橋收費的橋梁就能吸引更多的車輛通過,達到盡快回收投資的目的。
4 技術性原則
我們在進行橋梁建設的時候,要考慮到橋梁的具體使用年限,為了保證橋梁能夠完整的發揮它自身的作用,我們在建設的時候,就要選擇好的方案。盡力做到選擇成熟而又先進的結構和建設材料,避免短時間內發生橋梁被淘汰的情況。
二 橋梁加固工作的內容和程序
橋梁加固是一種借加大或修復橋梁構件來提高局部或整座橋梁承載能力或通過能力的措施。橋梁加固與改建工作的主要內容包括:對服役橋上部構件進行加固;對服役橋下部構進行加固;拓寬橋梁的行車道或人行道;升高橋梁部構造的高度;更換橋梁行車道路面或引橋路面結構。橋梁的加固與改建工作應充分利用原有部件,凡能加固的,則不宜改建。橋梁加固的工作程序一般為:檢查橋梁現狀及損壞情況;調查橋梁歷史技術資料及現有交通狀況;提出維修加固或改建方案并進行分析比;確定方案并付諸實施,即進行維修加固或施工。
三 橋梁加固的技術途徑
1 增大橋梁各個構件部分的截面面積
這種方法主要是增加橋梁主梁的橫截面大小。主要使用在橫截面不足、橋下凈空不夠的橋梁上。這樣的橋梁加固方法可以擺脫橋梁下凈空的限制條件,不需要考慮到其他方面。僅僅需要接長箍筋進行加固施工,但是由于這種方法施工工藝較復雜,因此對橋梁的主體和施工部位易造成損傷。增大橋梁的橫截面積。這種方法同第一種方法相反,它適用于橋梁下部凈空較高的情況,這種方法可以增加主梁的高度進行加固。這種方法的缺點是會減小橋梁下方的凈空面積,這種改變對橋梁的原有的外觀影響很大,因此注重美觀的城市橋梁基本不會使用這種方法來加固橋梁。加厚橋梁的主體厚度,這種方法主要是增加橋梁主體的橫截面面積,好處是大大增加了橋梁的承力能力,缺點是加厚的部分重量可能會對橋梁整體的安全性造成影響,因此這種加固方法需要提前做出風險評估才能進行施工。
2 體外預應力加固方法
體外預應力法的加固原理是在橋梁結構的受拉區施加體外預應力,使其產生與原橋的不利彎矩方向相反軸向壓力和彎矩,以抵消部分自重應力,減小活載應力,從而能夠較大幅度的提高橋梁結構承載能力。目前常用下撐式預應力拉桿加固法和外部預應力鋼絲束加固法兩種。
在合理安排施工流程的情況下,該方法可最大限度地減少對橋上交通的影響,甚至可以在有限開放交通的情況下組織施工,因此近年來國內工程實例較多。如深圳水官高速平沙M匝道橋的加固。但加固后體外預應力筋的防腐新問題必定程度上增長了后期養護費用。
3 增加輔助構件以增加橋梁抗力
加裝第二主梁。這種方法主要使用在橋梁主體結構完好但是承力能力不是很滿足使用需要的橋梁。由于施工時需要中斷橋梁的交通,而且施工工藝非常復雜并且施工工程量很大,還會對橋梁原來的結構造成較大的損傷,因此這種方法不會輕易使用。
增加橋梁的橫隔梁。這種方法的具體操作是在橋梁上增加橫隔梁,具體來說就是要對主梁上貫通全橋寬的鋼筋進行加固。
4 塞縫灌漿技術法
塞縫灌漿一般用于處理橋梁上、下部結構裂縫,灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環氧樹脂漿、環氧樹脂、砂漿等,具體采用哪一種,應視實際情況而定。通常水泥漿用于石砌墩、臺和拱圈裂縫,由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂,采用水泥漿造價低、效果好。環氧樹脂漿一般用于鋼筋土混凝土結構物,因為鋼筋混凝土構件產生的裂縫較小,易灌滿,粘結性好;環氧樹脂砂漿多用于橋面裂縫。塞縫灌漿技術的通常做法是:先用1:1水泥砂漿勾縫,勾縫時須預留直徑約6-8mm的灌漿孔,孔距視裂縫寬度而定,縫寬處孔距為0.6-1.0m,縫小處孔距為0.4-0.6m。待勾縫砂漿達到一定強度后即可灌漿。鋼筋混凝土梁的裂縫較小,用環氧樹脂勾縫,同時要留孔灌漿,孔距一般為0.25-0.3m,灌漿方法與灌水泥漿大致相同。在公路舊橋加固中,塞縫灌漿是綜合處治的方法之一,用得比較普遍,通過試載及使用觀察,效果較好。如深圳水官高速橋梁上部結構和下部結構的裂縫處理。
除上述論述的幾點措施以外,橋梁加固技術還可以采用錨噴混凝土加固法、粘貼鋼板加固法、改變結構體系加固法等手段,鑒于篇幅的限制本文就不一一贅述。
四 結語
橋梁的質量直接關系到其今后的應用性能,為了能夠更好的發揮橋梁在交通運輸中的作用,設計者在設計的過程中需要堅持一定的原則,并采用合理的加固技術手段。本文就以此為中心,結合工作實際,對橋梁設計的原則和加固技術進行了分析,希望能夠對今后的橋梁設計起到一定的幫助,更好的提升橋梁的整體質量。
參考文獻:
[1]晏慶輝.某拱橋荷載試驗與結構評定[J].四川建材,2011(04)
關鍵字:鋼板;橋梁;加固
中圖分類號:K928.78 文獻標識碼:A 文章編號:
本文共做了六根梁的粘鋼板加固試驗。為便于比較,各梁設計尺寸相同,所有試件的配筋,包括箍筋均相同。梁A–2(1.03)、A–3(1.5)、A–4(2.67)、A–5(2.94,螺栓)、A–6(2.63,U型板)。括號內數字表示粘鋼板的厚度和附加錨固措施。
梁A-1 作為對比梁(原梁) ,不加固(圖1) 。梁A-2、A-3、A-4、A-5、A-6 均為在梁底部受拉區粘貼鋼板梁,它們的不同之處在于:
圖1 鋼筋混凝土原梁(A - 1) 配筋
圖2 粘鋼補強梁(A - 2、A - 3、A - 4) 構造圖
(1) 強鋼板厚度分別為1.03mm ,1.5mm ,2.67mm ,2.94mm ,2.63mm;
(2) 梁A - 2、A - 3、A - 4 粘貼鋼板均直接粘貼至梁底端部,不采取其它錨固措施(圖2) ;梁A - 5 梁底粘貼鋼板端部采用螺栓錨固措施(圖3) ,所采用的錨固螺栓為直徑7.7mm 的射釘槍釘;
(3) 梁A - 6 梁底粘貼鋼板端部采用U 型鋼板錨固措施(圖4) ,錨固U 型板厚度為2.0mm , 尺寸為(60 + 35) ×150mm。
鋼板粘貼施工嚴格按加固技術規范要求的工藝過程進行。
試驗的測試內容主要是通過百分表對試驗梁的跨中繞度進行測量,通過粘貼鋼筋應變片來測定鋼片的應變范圍,通過混凝土應力計,測定混凝土的應力變化。并用刻度放大鏡測量在加載過程中的裂縫寬度和開展情況。測點布置如圖5 所示。試驗加載采用三分點加載方式,如圖6 所示。
圖3 螺栓錨固粘鋼梁(A - 5) 構造圖
圖4 U 型板錨固粘鋼梁(A - 6) 構造
圖5 測點布置示意圖
圖6 試驗加載示意圖
2 試驗結果與分析
2.1 梁的破壞形態
(1) 鋼板剝離破壞。由于膠作用于混凝土表面的剪應力和正應力的組合作用引起的破壞。如粘貼2.67mm 厚鋼板的梁A- 4 ,破壞時首先鋼板從一端翹起,然后再從底部開裂,并逐漸向加載點處擴展,最后混凝土剪切破壞。
(2) 鋼板屈服破壞。當鋼板的厚度比較薄,梁體下部受拉受彎時,鋼板的剛度較小,引起鋼板和混凝土的剝離,當混凝土受拉破壞時,鋼板可達到屈服。梁A - 2、A - 3 的破壞就屬此種類型。
(3) 混凝土破壞。當鋼板厚度稍大時,混凝土先與鋼筋破壞,為使鋼板和混凝土同時達到工作極限,用螺栓和U 型板將鋼板錨固在梁體上,使得鋼板抑制或延長混凝土開裂破壞,提高梁的承載能力。梁A - 5 和梁A - 6為阻止鋼板的剝離分別采用了螺栓錨固和U 型板錨固。
2.2 混凝土應變
根據實驗分析,發現混凝土底部受拉區在20kN 左右開裂,開裂后通過對應力計的讀數,混凝土應變減少,鋼板在工作,而后混凝土應變又線性增加,說明鋼板和混凝土已經同時工作,承載力已得到提高。實驗分析表明:混凝土開裂后,鋼板的加入工作,使得整個截面的應力重新分布,鋼板能接受混凝土傳遞的應力,并能整體工作。鋼板加固可使開裂荷載提高,且較薄的鋼板比厚鋼板加固梁延遲開裂,鋼板的配率與整個梁截面需要匹配。
2.3 鋼板應變
圖7、9、11 、13 給出了應變沿鋼板長度的變化情況。圖8、10 、12 、14 給出了鋼板應變隨荷載的變化情況。從圖中可以看出, 在10kN 時各梁的鋼板應變隨長度的變化規律基本相同,20kN 以后混凝土開裂,鋼板作用增加, 各梁才有了較明顯的差別。這表明,在混凝土開裂前整個鋼板上的受力基本上是一致的, 當混凝土開裂后, 跨中要比端部大一些, 且應力增長速度要快一些。圖9 的曲線變化比較復雜, 但也看出有同樣的現象, 只是斜率變化要平緩一些, 也就是說粘結應力集中要小一些。圖11 和圖13 是用螺栓錨固及U 型板錨固梁的變化曲線, 二者的變化趨勢極為相似, 由鋼板端部開始, 鋼板受力就直線增大, 但近似成直線上升, 說明粘結應力不是很大,錨固措施大大改善了粘結段的受力性能, 粘結劑和錨固構件一起共同把混凝土上的力迅速地傳給鋼板。
圖8 表明,在混凝土開裂前,整個鋼板上的受力基本上是一致的,當混凝土開裂后,鋼板應變跨中要比端部的大,應力增大速度要快一些。
圖9 中,當荷載增加至40kN 時,鋼板端頭處的應變沒有再增加而是變小了,說明鋼板端部一定長度范圍內的粘貼最終將對鋼板不起錨固作用。隨著跨中鋼板屈服后變形的進一步加大,鋼板的屈服范圍向鋼板端頭延伸,有效粘結長度縮矩,經過一定的過程,最后發生破壞,顯示出一定的粘結錨固延性。
圖13 和圖14 中顯示錨固區附近的鋼板應變要比跨中處的增長速率慢30 %左右,且錨固區鋼板應變要比其它處應變小很多,說明由于錨固的存在,使得鋼板離錨固區極小一段距離后,便迅速地和混凝土一起共同作用。
3 項目應用
目前,我國交通經濟和交通規劃的不斷發展,有的許多修建于60年代的橋梁,由于設計不完善、施工質量不好、養護不到位等原因,加上大量超載車行駛,使得主梁承載力不足、縱向主筋出現嚴重的銹蝕,安全存在隱患,因此,應該進行及時的加固維修。
根據上述所做的六根梁的加固試驗分析,對于粘貼鋼板加固橋梁在實際應用中提出一些注意事項。
(1) 用砂輪將梁底混凝土表面打毛并大致找平,以露出骨料為宜,梁底如有錯臺要打磨成圓順的弧形。并將梁底的油漬、水印、灰塵等徹底刷凈。這主要是為了鋼板和混凝土更好的接觸成一整體,有效防止鋼板與混凝土的剝離破壞。
(2) 一般情況下,隨粘結的鋼板厚度增加,加固梁的剛度逐漸增大,但其延性卻有所降低,而采取錨固措施。如果鋼板厚度合理或者采用了合適的錨固措施,可使破壞變成鋼板首先屈服的彎曲延性破壞,且使極限荷載得到最大限度的提高。鋼板厚度以2~6 mm 為宜, 一般取4 mm;
(3) 鋼板加固時,盡量使用螺栓錨固和U 型板錨固,因為在距鋼板端部50~150mm的長度范圍內,鋼板內的應變分布極不均勻,有粘結應力集中現象,采用錨固措施后可改善這種情況。并且,對于鋼板的錨固粘結長度也要進行計算。對于鋼板錨固粘結長度, 是指在原梁不需要加固截面以外的粘貼鋼板的延伸長度, 其錨固長度按下式計算:
式中, 為受拉加固鋼板厚度; 為被粘混凝土抗剪強度設計值; 為加固鋼板抗拉強度設計值。公式中數值2 為錨固區剪應力分布不均勻系數, 近似按三角形考慮。
(4) 鉆孔、打鉚釘固定鋼板。鋼板粘貼于預定位置后, 應立即進行打鉚釘孔、打入異形鉚釘, 異形鉚釘全部打入后, 通過鉚釘對鋼板拉伸作用, 保證鋼板沿受力方向拉緊, 并將鋼板牢固地鉚接于加固構件上,結構膠通過擠壓從鋼板邊緣擠出。
(5) 粘結劑的涂刷
鉆孔、打鉚釘完成以后,將鋼板和梁底清刷干凈,先用鋼刷在鋼板粘貼面和梁底刷上一層薄的粘結劑作基液,晾放30 min 后,再用刮刀在鋼板粘貼面上涂抹粘結劑,鋼板縱向中央稍厚一點,邊上稍薄一點,涂滿鋼板粘貼面,這樣粘貼擠壓后鋼板與梁底之間不留空隙,粘貼緊密。
4總結
鋼板粘貼加固橋梁具有方便,操作簡單的優點,加固效果也明顯。加固時,應確保鋼板粘貼于混凝土接觸面結合處平整,干凈,確保鋼板的錨固長度,螺栓錨固和U 型板錨固質量,這對提高梁的承載力有顯著的影響。
參考文獻:
[1] 張文淵. 粘貼技術在橋梁加固工程中的應用[J] . 城市道橋與防洪, 1999。
關鍵詞:橋梁;檢測;維修加固;強度;靜載試驗
Abstract: with the reform and opening up bring to China's significant achievements, China's highway Bridges also have mushroomed miraculously appeared on the Chinese land. The subsequent repair and maintenance of highway bridge, however, also before the Chinese people, bridge inspection system need to improve the system science, a large number of professional and technical personnel of the bridge need to develop, therefore, the daily maintenance work of the bridge and beneficial for bridge test is imperative. At first, this paper illustrates the main diseases of bridge detection and bridge comprehensive evaluation method, then expounds the main content of bridge detection and commonly used to detect patterns, and the main technical points of the bridge maintenance and reinforcement has carried on the detailed discussion, and finally put forward the content of the test after the bridge maintenance and reinforcement.
Key words: Bridges; Detection; Maintenance; Strength; Static load test
中圖分類號:TJ765.4文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
橋梁檢測的主要病害及橋梁的綜合評價
(一)橋梁檢測的主要病害
1、結構使用狀態
梁體主要受拉區在荷載作用下開裂或原有裂縫有擴展,鋼筋應力較大,結構使用狀態出問題,但梁本身受拉區未破損,受拉筋未損失,結構的極限強度并未減小。
2、極限狀態
梁體主要受拉區在荷載作用下,截面應力較小,梁體在荷載作用下沒有開裂或原有裂縫穩定,沒有新的擴展,結構的使用狀態沒有問題。但梁體由于被撞而造成鋼筋或預應力鋼絲斷裂,使梁體現有配筋與原設計相比減少,結構的極限強度降低。
其他
如混凝土剝落、蜂窩、漏筋、麻面、空洞、磨損、銹蝕、老化、錐坡沉降開裂等。
(二)橋梁綜合評價的方法
在對橋梁進行維修加固之前應該對橋梁進行綜合評定,目前常用的幾種舊橋評定方法為:
據相關規范要求對照橋梁存在的缺陷及病害進行綜合評定。
2、理論計算分析評估方法。
3、現場荷載試驗評定方法。根據橋梁的普查結果,有針對性地重點布置一些測點進行靜載檢測以測試橋梁的實際受力變形狀態和承載能力。依據對橋梁的普查報告結果和荷載試驗情況及結論,確定對橋梁檢測的內容及荷載試驗方案,并對計算、檢測和試驗成果進行綜合對比分析。對橋梁的工作狀況和承載能力進行綜合評定,做出綜合評估,提出初步處理方案。
二、橋梁檢測的主要內容及常用的檢測模式
(一)橋梁檢測的主要內容
橋梁檢測的內容涵蓋廣泛,主要的檢測內容有六大項目:
表面檢測。主要是對表面的缺陷及破損進行目測,采用激光傳感器檢測裂縫的分布,采用數字相機、熱像儀以及超聲波檢測裂縫的寬度及深度,采用玻璃纖維傳感器和超聲波、雷達檢測開裂的趨勢和內部缺陷,等等。
應力和統度。主要是利用激光檢測變形,利用加速傳感器和光纖傳感器分別檢測振動和應力。
強度和剛度。分別利用拉撥試驗和超聲波檢測混凝土強度和彈性模量。
擴散深度。主要是通過鉆芯取樣檢測酸化深度、氯化深度以及酸侵蝕深度。
滲透性。主要是通過現場滲透試驗檢測滲透性。
6、鋼筋銹蝕。主要是采用自然電位法檢測銹蝕位置和程度。
(二)常用的橋梁檢測模式
1、一般檢測
即負責公路橋梁的養護人員的經常性巡檢,以公路和橋梁得到及時的養護為目的,同時對一些突發性的重大問題作出相應的報告。例如:地震、泥石流等較大的自然災害對公路橋梁的損壞情況,公路橋梁的巡檢員應及時將準確信息向上級部門進行報告。
2、基本檢測
即專業人員對橋梁的質量進行定期的跟蹤式檢查,尤其是一些新建橋梁和一些通過一般檢測出現問題的橋梁,需要專業的工程師形成跟蹤小組,通過目測、攝像及其它測量儀器進行專業的檢測,并制定檢測計劃,以保證公路橋梁的使用壽命,消除安全隱患,必要時可以根據具體情況對相應的問題公路橋梁做出限行或者禁行的交通建議。
3、特殊檢測
當被檢測的公路或橋梁確定存在嚴重問題時,公路橋梁專家應及時提出特殊檢測的要求。經批準后,形成專家組,通過物理或化學等對公路橋梁無破損檢驗手段,對橋體禁行全方位的檢查,找出問題根源,從而制定相應措施,一般情況下,需要特殊檢測的公路橋梁應禁止使用,待問題解決后,再恢復使用。
橋梁維修加固的技術要點
(一)舊橋維修加固的特性
與新建的公路橋梁相比,舊橋在維修加固有自身的一些特性:
1、舊橋在維修加固時所采用的標準與先前設計的標準有所不同。
2、舊橋維修加固的實施難度要比新建橋梁的大。
3、橋梁維修加固時采用了很多新施工工藝。
4、橋梁維修加固施工中對原有結構的拆除、清理工作量大而繁瑣,并常常隱含很多不安全因素。因此,在維修與加固時,施工人員要注意確保原有結構的損傷最小化,并充分利用原有的結構構件,且保證原有結構保留部分的安全性與耐久性。
(二)舊橋加固方法的選用原則
1、橋梁加固可以有各種不同的方式,視舊橋的情況、承載能力的減弱程度以及今后的任務進行選擇。
橋梁的加固一般有如下幾種: 擴大或增加原結構構件截面,以提高原結構的強度和剛度;以新的結構代替舊的應力不夠的結構;改變原結構的受力體系,使原結構減少受力;對原結構施加外應力(如預應力),以改變原結構的受力狀態,達到提高橋梁剛度和強度的目的。
采用擴大或增加橋梁構件截面的方法進行加固時,應特別注意新加部分與原有部分的結合,使其成為一個整體起到加固作用。
不管采用何種加固方案,都應考慮投資少, 工效快、不中斷交通、技術上可行、有較好的耐久性等方面的要求。
(三)橋梁開裂的維修加固
當一座橋梁進入特定檢測期間,即橋身開裂等嚴重情況,這不但會大大縮減橋身的使用壽命,嚴重者甚至會釀成巨大事故,所以此種情況應進行及時處理。對于這種情況,應利用橋梁維修加固的塞縫灌漿方法。我們經常看到的公路檢測人員對公路開裂的地縫重新灌注瀝青,或者對其凹陷處鑿開,然后重新鋪上砂石灌入瀝青即是對公路裂口處的及時處理現象,而當橋梁出現裂口時則采用同樣的方法。
值得注意的是,根據橋梁本身建筑材料的不同應采取相應的材質進行灌注,比如水泥路或石砌橋的裂口應以水泥漿或水泥砂漿為宜,并根據裂縫的大小選擇水泥漿是否摻砂及摻砂量。
而對于現在較普遍的鋼筋混凝土構件則應用環氧樹脂進行灌注,因為這種構件產生的裂縫小,而環氧樹脂的粘結性更好,所以它是現今維護加固橋梁的主要手段。
(四)對于橋梁承載力不足的維修加固技術
科學證實,一般橋梁在使用20~30年后,即會出現問題。所以承載力不足的問題,在橋梁上體現得更為明顯。
對于橋梁承載力不足的問題,對橋身的維護加固應采用粘貼鋼板加固法為宜,此種技術耐腐蝕性抗疲勞性強,耐久度高,相對橋體本身的重量、截面積以及橋梁的凈空高度可以忽略不計,不僅施工過方便快捷,節約經濟成本,而且不會對橋身造成新傷,同時可根據要求進行多層粘貼,或涂以不同顏色,施工靈活性很高。因此,它是基于橋的原貌下的“錦上添花”,而非“整容”。
除此之外,外包混凝土加固法、噴錨混凝土加固法以及體外預應力加固法等也是良好的選擇方式,本質上講,這些都是一種增加橋身輔助構件的方法。
(五)橋梁不均勻沉陷的維修加固技術
這種情況,處理上相對容易,一般可在河床鋪砌漿砌片石(可與砂漿更好的粘合),同時在河床上游設置設置丁壩,在受到沖刷的路段或橋臺處用打木樁的方法加固路段和橋身。(簡言之,及達到增大橋梁截面的目的,除此之外,還可用化學植筋、噴射混凝土等方式。)
橋梁維修加固后的試驗檢測
(一)橋梁靜載試驗
靜載試驗通過測試橋梁結構在試驗荷載作用下控制截面的應變、位移或裂縫來分析判定橋梁的承載能力。荷載工況選擇應反映橋梁設計的最不利受力狀態,同時為了確保加載安全和了解結構應變和變位隨試驗荷載增加的變化關系,對橋梁試驗加載應分級進行。加載設備常采用可行式車輛,測點的布置不宜過多,但要保證質量,一般情況下,主要測點布設應能控制結構的最大應力和最大撓度。
(二)橋梁動載試驗
動載試驗通過測試橋梁在動載作用下的響應,分析橋梁的頻率、阻尼和振型等動力特性, 根據動力響應和動力特性進行橋梁承載力評定。橋梁結構的動力特性只與結構本身的固有性質有關(如結構的組成形式、剛度、質量分布和材料性質等),而與荷載等其他條件無關。橋梁在實際動荷載作用下,根據結構各控制部位的動力響應,如振幅、頻率、速度和加速度以及反映結構整體動力作用的沖擊系數等,來分析結構在動荷載作用下的受力狀態。
結語
綜上,舊橋病害的發生和發展直接影響結構的適用性和耐久性,嚴重時直接危及橋梁的運營安全。日常工作中,公路管養部門應加強對現有橋梁的檢測力度,區別情況,分析損壞原因,通過合理可行的技術和施工工藝對舊橋加以改造與加固,充分利用舊橋的承載力,不但可以獲得更大的經濟效益和社會效益,而且能在一定程度上消除交通安全隱患。
參考文獻
[1]任旭東,張曉誠.淺談公路橋梁的養護與維修加固[J].山西建筑,2009.11.
【關鍵詞】 舊橋梁、加固設計、改進方法。
現役混凝土橋梁的損傷形式表現多樣,例如鋼筋銹蝕、混凝土結構損壞開裂、沉降變形、支座脫空等,這些損傷的出現,直接體現在結構裂縫的進一步發展和應變撓度的不斷加大。容易造成橋梁結構整體安全度下降和結構承載力不能滿足受力要求,引起這些現象的原因有多方面,需要對橋梁損傷結構進行詳細的研究及分析評價。
1、概述
橋梁加固改造技術是一項重要復雜的工作,需要靈活運用橋梁專業知識,并且根據橋梁病害情況,將相關理論知識與病害進行實際結合,還要考慮其他方面所涉及到的問題。舊橋加固設計是一門綜合學科,對于舊橋加固的施工工藝、加固方案和加固設計等,其復雜程度大于新橋的建設。
隨著使用年限的增加,舊橋加固趨勢變大,橋梁加固維修的目的主要是為了使橋梁承載力得以恢復或提高,改善原有橋梁結構的受力性能,滿足其正常的通行能力,提高橋梁的安全性能。由于橋梁加固技術進一步提高,加固方法日趨成熟,一些新型加固材料和工藝也隨之出現,并且經常用于一些舊橋加固的工程實踐。以下就主要加固方法做簡要評述。
2、舊橋加固方法
據不完全統計,橋梁常用加固方法根據不同分類有很多種,本文主要根據橋梁的結構類型對加固方法簡要探討。
(l)橋面板的加固方法
對橋梁上部結構混凝土橋面板而言,如果橋面出現碎裂、破損、孔洞等病害,需要進行局部范圍的補強,先將表面破壞的地方鑿除,然后澆筑新的混凝土。若混凝土橋面板表面出現嚴重的裂縫、剝落等現象時,舊的橋面板已不符合要求,需要鋪設新面層。這樣,橋面鋪裝層的加固不僅能增加橋面板的橫向聯系和整體性,還能提高橋梁整體的承載力。
(2)主梁的加固補強方法
①增大截面法。增大混凝土截面加固技術是在原結構基礎上再澆筑一定厚度的鋼筋混凝土,這是對鋼筋混凝土橋加固的一種常用的改造技術。有兩種常用方式,一是對橋面板進行加厚,二是增大主梁肋的寬度和高度。在橋梁結構下緣加設主筋,可以很好提高結構的承載力,此種方法適用于有梁肋的橋梁,尤其對小跨徑的T梁橋更為適用。
②粘帖碳纖維。粘貼碳纖維加固技術是一種新型的橋梁加固改造技術。碳纖維材料抗拉強度極高,粘結劑采用環氧樹脂,粘結劑作為碳纖維和加固構造物之間的中介,使其成很好的整體,碳纖維片與結構共同受力,很好地提高了結構的剛度、強度、抗裂性和延性,還可限制裂縫的進一步發展,提高了結構的抗剪和抗拉能力。碳纖維加固法對于鋼筋表面銹蝕嚴重的橋梁,加固效果明顯,對混凝土板橋和梁橋的抗彎抗剪加固非常適用。
③粘帖鋼板加固法。粘帖鋼板法是采用粘結劑或錨栓,在梁或板的主要部位,將鋼板粘帖在結構受拉、壓、剪的部位,使鋼板與結構形成有效整體,共同承受荷載的作用。將鋼板粘帖在橋梁結構的的受拉區,可以提高結構的正截面承載力;將鋼板粘帖在橋梁結構的側面,可以提高結構的斜截面承載力。粘帖鋼板可以提高結構剛度和抗裂度,增強橋梁結構的抗彎及抗剪承載力。由于粘帖鋼板加固法的施工工藝復雜,需要專業隊伍。
④體外預應力法。相對被動加固法而言,體外預應力加固法是一種主動的加固方法。將預應力筋設置在混凝土構件截面之外的一種技術。由于其獨特的優點,在自重不大的情況下,可以改善結構的承載力,對于橋梁上部結構的應力和變形更為明顯。雖然體外預應力加固法具有一定的優越性,但是加固成本較高,施工工藝比較復雜,對大型橋梁的加固維修更為實用,比如大跨徑連續剛構橋的加固。
⑤改變結構體系加固法。改變結構體系加固法,是指進行技術改造或增設附加的加固構件,是橋梁結構的受力體系和受力狀況發生變化,可以有效減小橋梁構件的應力應變,有效改善結構受力性能,提高橋梁結構的承載能力。改變結構體系,也可以通過增設支點、柱、托架或托梁拔柱的方式,增設支點可以很好地提高橋梁結構的承載力,減小豎向撓度,限制裂縫的發展,也可以減小跨度,降低計算彎矩,但會縮小使用空間。對于托梁拔柱,是在上部結構盡量不動的情況下,對長柱進行拆除和更換的一種方法。
⑥錨噴混凝土加固法。采用錨噴工具,將混凝土組合材料,高壓噴射到錨固有鋼筋網的構件表面,形成新的鋼筋混凝土層,對原有混凝土表面加以補強,以提高橋梁結構的承載力。
⑦更換構件法。對一些不能修復的構件,有嚴重缺陷的橋梁構件,用新的構件加以替換。例如對于橋梁支座經過一定年限后,不能滿足使用要求,可以將支座更換;對于鋼架拱橋的橋面板,當其破壞不能修復時,考慮其結構形式也可以更換。
除上述常用加固方法外,還有外包鋼板法,即在構件的兩角或四角外包型鋼的加固方法,此辦法優點是能有效地提高結構的承載力,對凈空高度的要求不大,缺點是鋼板用量較大,成本較高。增設輔助構件法,為改善原有橋梁結構的受力情況,在原有橋梁結構上增設新的受力構件,以滿足結構受力的要求,如增設主梁、橫隔梁或支點等。塞縫灌漿技術,即對橋梁表面裂縫的處理,利用水泥、水泥砂漿、環氧樹脂等材料對裂縫進行補強,此方法被廣泛采用,效果良好。
(3)墩臺與基礎的加固方法
①擴大基礎加固法。擴大基礎加固法就是增大橋梁基礎底面積的加固方法,當地基土質結構比較堅硬時,如果橋梁基礎出現不均勻的沉降,可以采用此法加固;當橋梁基礎底部地基的承載力不能滿足要求時,可以利用樁基,在基礎底部打入部分樁,以提高地基的承載能力。擴大基礎加固適用于基礎承載力不足或埋置太淺,橋梁結構墩臺為混凝土剛性實體基礎或磚石的情況。對于擴大基礎的施工工藝,注意的是要保證新舊基礎混凝土的整體連接性,缺點是加固效果不易控制,加固費用比較高。
②增補樁基加固法。增補樁基加固法適用于以下情況:當橋梁墩臺采用樁基礎,樁的深度不夠,或由于水流沖刷使樁發生傾斜時,當橋梁墩臺基底下存在軟臥地基層,受力不均導致墩臺發生沉陷時,都可以采用此方法進行加固。此加固方法能很大地增強基礎的穩定性,提高基礎的承載力。
③鋼筋混凝土套箍或護套加固法。對于橋梁墩臺因施工質量控制不嚴,使橋梁墩臺開裂或破損,對于基礎的埋置深度不夠,可采用鋼筋混凝土鋼箍或圍帶進行加固。如果橋梁墩臺結構破損比較嚴重,出現大量裂縫、表面嚴重破損、混凝土表面剝落風化等病害時,可圍繞整個橋梁墩臺,設置鋼筋混凝土護套對其進行加固。
(4)人工地基加固法
當基礎下面的地基土松軟而不能承受很大荷載,或上層土雖好但深層土質不良引起基礎沉陷時,可采用人工地基加固方法,以提高基礎的承載能力。此類加固方法有砂樁法、樹根樁法、高壓噴射注漿法和灌漿法等。其中高壓旋噴注漿加固法,其作用過程是利用鉆機,把帶有噴嘴的注漿管旋轉并以一定的速度提升,并鉆入土層的預定位置,與此同時,以高壓流的形式,將水和漿液從噴嘴里射出,人工地基加固法的原理,通過高壓流切割土層,將土層攪碎并使土顆粒分散,其中部分土順水和漿液流出鉆孔,部分與漿液攪拌并凝固,形成一定強度和具有抗滲能力的固結體,人工地基加固法的用途比較廣泛,其地基的加固質量效果好、可靠、成本低并且施工方便,人工地基加固法現已成為橋梁墩臺基礎的重要加固方法。
以上只是舊橋加固的一些常用方法,對于特殊情況,要采取相應的特殊加固方法,通常還需多種方法并用,以達到安全、適用、經濟的目的。
隨著新材料和新技術的應用及發展,很多新工藝和新方法被應用于舊橋的加固維修中,取得了很好的加固效果和經濟效益。
3、舊橋加固設計問題探討
在橋梁加固設計中,出現很多設計方面的問題值得探討,對于設計中參數的取值,橋梁結構模型的建立,對模型的分析方法都要盡量符合橋梁的實際情況,以下就這三方面反應的問題做簡要探討。
(l)預應力銹蝕引起的預應力額外損失問題
對于預應力橋梁的加固,當然會考慮原橋結構的內力狀況,二者緊密聯系。對損傷結構而言,由于結構存在大量裂縫,隨之出現鋼筋銹蝕,混凝土的強度不能滿足要求。特別是預應力混凝土結構,由于鋼筋銹蝕問題,引起預應力額外損失,應引起足夠重視。對于預應力額外損失的檢測,目前還無法精確的判斷其損失情況,所以要附加必要的計算分析。加固設計時,可先假設不同的損失度,然后計算結構的應力,與實測裂縫情況進行對比,來大致判定額外預應力損失度。如果對原橋結構損傷復雜時,加固設計應設定材料退化的上下限值,以便加固后橋梁結構在此范圍內,可以滿足相關要求。
(2)結構應力重分布
橋梁結構損傷后出現不同裂縫,在外荷載作用下,裂縫表面的應力釋放會產生應力重分布。全預應力混凝土橋梁結構在損傷之前,其結構是全斷面受力,結構開裂后,原有的內力會被釋放。所以針對損傷比較嚴重的橋梁結構,特別是超靜定結構,必須要認真考慮應力重分布的問題。
(3)損傷結構計算模型問題
橋梁結構損傷后會出現不同裂縫,會引起應力重分布問題,由于應力傳遞路線會發生變化,結構斷面平面變形不能保持,按照平面桿系理論計算,計算結構會產生較大誤差,所以要根據機構空間理論來分析橋梁結構受力,以便能盡量模擬結構裂縫帶來的影響。
4、結語
橋梁出現的種種病害會帶來很大影響,而且對行車的快捷、舒適和安全造成不利因素,必須要引起廣泛關注。自從上世紀以來,有很多國家己經由橋梁的建設轉向橋梁的維修加固中來,并多次召開國際會議,對舊橋的加固改造進行探討和研究,隨著對舊橋加固改造的重視,橋梁結構的損傷評估、加固方案優化及可靠性理論己成為重要研究內容。
參考文獻
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關鍵詞:橋梁混凝土;維修;加固
中圖分類號:K928.78文獻標識碼:A文章編號:
橋梁維修加固技術是對有缺陷、病害的橋梁進行維修、加固。舊橋加固維修工作不同于建新橋,它是一項技術性很強的工作,一方面要求盡可能不破壞或少不損害原結構,另一方面要求加固補強的部分與原結構成為整體,共同工作。常用的加固改造技術方案有:減輕恒載、加固臨界桿件、提供新補充桿件、改善原結構受力體系等方法或加固受力構件,達到增大橋梁承受活載的能力。此外,對下部結構穩定、支座和車行道伸縮縫適當清潔、改善外觀形狀、對表面進行防護美化、加強安全性設施(如改善人行道、欄桿柱及扶手)這對改善服務性能和延長現有結構使用壽命,也都起著重要作用。
1.橋跨結構加固技術
1.1橋面補強層加固法
在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層,一般先鑿除舊橋面,使其與原有主梁形成整體,達到增大主梁有效高度和抗壓截面強度、改善橋梁荷載橫向分都能力,從而達到提高橋梁的承載能力的目的。
1.2粘貼受力筋(錦綸纖維、鋼板、碳纖維)加固法
當交通量增加,主梁出現承載力不足,或縱向力筋出現嚴重腐蝕的情況時.粱板橋的主梁會出現嚴重的橫向裂縫采用粘結劑及錨栓,將鋼板等受力筋粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位.使其與結構形成整體,達到提高梁的承載能力的目的。這種加固方法的特點是:不需要破壞被加固的原結構的尺寸;施上工藝簡單,施工質量較容易控制;施工工期短。
1.3增設縱梁加固法(拓寬改建)
在墩臺地基安全性能好,并具有足夠承載能力的情況下,可采用增設承載力高和剛度大的新縱梁。新梁與舊梁相連接,共同受力。由于荷載在新增主梁后的橋梁結構中重新分布,使原有梁中所受荷載得以減少,由此使加固后的橋梁承載能力和剛度得到提高。當增設的縱梁位于主梁的一側或兩側時,則兼有加寬的作用。
1.4錨噴混凝土加固法
借助高速噴射機械,將新混凝土混合料連續地噴射到已錨固好鋼筋網的受噴面上,凝結硬化而形成鋼筋混凝土,從而增大橋梁的受力斷而和補強鋼筋,加強結構的整體性,使其能承受更大的外荷載作用。如圖1
圖1
1.5改變結構受力體系加固法
這種加固、改造方法是通過改變橋梁結構受力體系,達到提高橋梁承載能力的目的。如:在簡支梁下增設支架或橋墩,把簡支梁與簡支梁縱向加以連接,由簡支變連續梁,或在梁下增設鋼衍架等加勁或疊合梁等.以減小梁內應力,達到提高梁承載力的目的。
1.6增大截面和配筋加固法
當梁的承載力、剛度、穩定性和抗裂性能不足時,通常采用增大構件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方法是在梁底面或側面加大尺寸,增配主筋,提高梁的有效高度和抗彎承載力,從而提高橋梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋的加固。
1.7體外預應力加固法
對于鋼筋混凝土或預應力混凝土梁或板,采用對受拉區施以體外預應力加固,可以抵消部分自重應力,起到卸載的作用,從而能較大幅度地提高梁的承裁能力。體外須應力加固法優點是:(1)在自重增加很小的情況下,能夠大幅度改善和調整原結構的受力狀況,提高承重結構的剛度、抗裂性能;(2)由于承重結構自更增加小,故對墩臺及基礎受力狀況影響很小,可節省對墩臺及基礎的加固;(3)對橋梁營運影響較小,可在不限制通行的條件下加固施工;(4)預應力加固法既可作為橋梁通過重車的臨時加固手段,又可作為永久性提高橋梁荷載等級的措施。
1.8拱圈增設套拱加固法
當拱橋的主拱圈為等截面或變截面的實體拱板,且墩臺無病害,基礎沉降滿足加固后的要求,同時橋下凈空與泄洪面積容許部分壓縮時可在原主拱圈下加設一層新拱圈。即緊貼在原拱圈底面上澆注或噴射新混凝土拱圈。
2.墩臺基礎加固
2.1擴大基礎加固法
擴大基礎底面積加固法,稱為擴大基礎加固法。此方法適用于基礎承載力不足或埋深不夠,而且墩臺又是砌筑的剛性實體基礎。擴大基礎底面積應由地基承載力計算確定。當地基承載力滿足要求而缺陷僅僅是基礎不均勻沉降變形過大時,采用擴大基礎底面積加固的方法,主要由地基變形計算來控制加固設計。
2.2增補基樁加固法
橋梁墩臺基底下有軟弱下臥層,或基礎底面未設置在堅硬的持力層上時,墩臺發生沉降;或樁基礎深度不足;或由于水流沖刷過大等原因造成樁發生傾斜。采用增補基樁加固是一種有效的加固方法。即在基礎周圍補加鉆孔樁,或打入鋼筋混凝土預制樁,與原承臺或基礎相連,以此提高基礎承載力、增強基礎穩定性。
2.3鋼筋混凝土套箍或護套加固法
當橋梁墩臺病害由于基礎埋深不夠或施工質量控制不嚴等原因造成的,導致墩臺開裂破損時,一般在墩臺身上中下分設三道帶箍,其間距大致相當于橋墩側面的寬度。每個帶箍的寬度則根據裂縫的寬度和開裂情況而定。一般約為墩臺高度的1/10,厚度采用10~20cm。當墩臺損壞嚴重,如墩臺身嚴重開裂或大面積表面破損、風化、剝落時,則可采用圍繞整個墩臺身設置鋼筋混凝土護套的方法加固。
2.4墩臺拓寬加固法
當墩臺不夠寬是,在復核基礎承載沒問題時,可以利用原墩臺加設懸臂帽梁進行加寬。
利用舊橋臺基礎,在墩臺帽挑出懸臂加寬部分,以便安裝加寬的上部結構。增設承載力高和剛度大的新縱梁采用植筋加固技術與舊梁連接,共同受力;對跨徑較小的有病害及承載力較小的拱橋或板橋,采取拆除舊橋上部,重新預制安裝或現澆梁、板;對跨徑較大的拱橋或梁板橋,對原舊橋部分應進行提高荷載等級加固后,增設新縱梁或拱肋加寬。 ⑵ 采用增補樁基加固法,增加鉆孔樁或打入樁,上接柱式墩臺,擴大承臺或系梁,使新增樁基與原有樁基共同受力,加寬蓋梁,增設縱梁采用植筋技術與舊梁連接。
關鍵詞:橋梁;上部結構;加固技術;承載力
上個世紀七八十年代建造的橋梁使用至今已然出現混凝土老化或破損以及因設計標準改變而不再符合要求等問題,因此為了滿足現今城市呈指數增長的交通運輸需求,亟需研究提升橋梁上部結構承載力的對策,對城市中舊橋、危橋進行一定的加固維修。
一、加固技術途徑及設計原則
橋梁的加固是指以提升或復原原有橋梁承載能力為目的,改善橋梁結構性能以及對橋梁構件采取補強措施,從而使得原有橋梁滿足現代化交通運輸的需求,并延長橋梁壽命。該改造方法的技術途徑有以下幾種:其一,對構件進行改造,包括加強薄弱構件和添加輔助構件;其二,改變橋梁結構體系,減輕橋梁恒載并加固墩臺和基礎。現行的橋梁設計規范是舊橋加固設計的主要依據,因為其理論基礎是歷經不斷改進的橋梁理論。橋梁的加固設計應當根據下面四條原則進行:第一,應嚴格依據現有設計規范,保證在使用載荷作用下,橋梁各部分結構強度、剛度以及裂縫符合設計要求;第二,若加固要求僅限于提升活載能力,因橋梁原有結構將承擔原有恒載以及在改造之后的新增恒載,而活載是由原有結構以及新增構件或者加大后的截面同時承擔,所以在改造工作可在原有結構維持恒載應力的狀態下進行;第三,若在檢測計算之后發現原有結構工作應力靠近規定值甚至超過該值,則應當采用減小舊橋恒載應力和卸載等措施;第四,若是通過增大橋梁截面進行加固改造的橋梁,必須注意橋梁結構的整體性。主要是因為橋梁新舊結構材料的性質不同以及混凝土的收縮率不同,其結合面極易出現較大的拉應力從而產生裂縫。
二、加固采用的主要技術
1.橋面補強層加固法
在對橋面進行補強層加固措施時,要求先將橋面原有鋪裝除盡或鑿毛,其后鋪裝具有一定厚度的補強層。該措施不但能加大橋梁主梁的有效高度,還能提高橋梁荷載的橫向分布能力,故而提升橋梁整體和單根梁柱結構的承載能力。但是由于該方法只能通過人工作業鑿除橋面鋪裝且工作量大,從而導致工期長,又由于人工控制精度問題,所以容易對橋梁原有結構產生傷害。
2.加大截面加固法
加大截面加固法是指采取增大混凝土結構或構筑物的截面面積,一般情況下是以加厚橋面板或是增大主梁梁肋寬度為主,從而提高其承重力和滿足正常使用的一種加固方法,通常也可稱作外包混凝土加固法。該種方法要求橋梁下部結構可以承受更高的自重和承載能力。
3.增大截面與配筋加固法
增大截面與配筋加固法的主要方法是擴大構件截面面積,加大構件配筋率,主要目的是為了使得鋼筋混凝土梁的強度和剛度以及穩定性。具體而言是為了加大主梁截面的有效高度,通常加大梁的側面或者底面的尺寸,以及增加主筋配置,最終提升橋梁承載能力。若工程施工質量完美,該加固效果一般不再需要進行后期的保養工作。但是,因為該方法幾乎都是在梁底進行施工作業,所以施工難度較大,以至于工程質量也不一定保證完全達標。
4.外部粘鋼加固法
外部粘鋼加固法是用粘結劑將鋼板粘貼到構件需要加固的部位上,使構件能夠同時受力,以提高結構承載力和剛度的一種加固方法。
5.FRP材料粘貼承載法
使用強度高的或者彈性模量大的復合型纖維材料的方法稱為FRP法。其使用的材料通常為專門設計的侵潤型或者粘貼樹脂,通常實際應用的FRP材料三類:AFRP、CFRP、GFRP,而在工程中使用最多的當屬CFRP(玻璃纖維)。這些材料的使用方法為將其附著在用橋梁混凝土填充的構件上,然后待結合成一體后再共同承擔載荷。
6.預應力加固法
對于一些體積小的橋梁,由于用料少,本身的各項指標有可能達不到要求,這時就需要附加一些鋼質桿來對其預設預緊力對橋梁進行加固,來提升橋梁的剛度、抗裂性還有承載能力。通常使用的桿分為兩種類型:撐桿與拉桿。對于主要受載變彎的橋梁,主要采用拉桿對橋身添加預設拉力抵消一部分橋梁自重,降低通車時橋梁的承受載荷,提高抗裂性能,延長使用壽命。撐桿則作用于橋身的下端,撐住橋的軸心墩柱,這種方法在具體應用中并不多見。
7.體外預應力加固法
這種方法應當說是最為有效但是也是復雜性最大的一種加固法,它可以大大的提升橋身的承受載荷與橋梁主梁的抗彎能力且不需要另外增加橋身的重量,這樣一來,橋墩的用料可以相對減少。由于這種辦法本身對橋梁本體沒有太大要求,直接在外部對其加固,所以在施工過程中也可以保持橋梁車輛的正常通行。不過這種辦法也有一個比較大的弊端,施工后的體外預應力會在外界環境不良好的情況下,會出現較為明顯的腐蝕。
8.改變結構受力體系加固法
對橋梁的受力體系進行分析然后針對預期受力來對其進行整改的辦法稱為修改結構受力體系法。這種辦法應當屬于一種主動出擊式的辦法。這種方案要求充足的現場調研與橋梁受力分析,然后對按照預期修改后的結構受力進行受力可靠性分析,確定加固后的橋梁結構的載荷承擔性能是不是達到規定的交通荷載等級。這種方法要求大量的理論計算,主要計算橋梁各個結構截面上的應力大小然后對其實施控制,這也帶來了一個難題,相鄰的端梁上的負彎矩不好應對。
9.增設主梁加固法
由于該方案需要新添主梁,一方面費用較高,另一方面同原有主梁的銜接也是個難題。通常橋梁的長期通車后橋梁下方的鋪設層里會有較為普遍的銜接面裂縫,而且不易剔除,往往需要對這些裂痕進行反復的治理,提高了橋梁日后的維護資費,對于橋梁通車的平穩性能也有一定的不良影響。
10.添設橫向聯結加固法
這種方法是近些年來興起的,此法在橋身上架設橫桿來增強橋梁上端的承載性能,改善載荷分布,進而增強橋身的整體載荷承擔性能。通常該法運用在那些橫向上受載分布不良的橋梁上,如內部橫梁不多或者無橫梁的橋梁以及截面為工字型的橋梁。在具體施工操作時,施工人員在橋梁的相鄰主梁的空間里澆筑混凝土或者添加鋼質橫梁從而達到提升橋梁橫向抗彎性能的目的。由于在橋梁內部進行施工操作,此法會在一定程度上對橋梁原有構建造成損壞,如果橋梁內部結構比較復雜,不建議使用此法。
三、在進行加固施工時要考慮的問題
第一,選擇使用的加固方法要求有較高的操作性、可靠性與耐久性;第二,費用應當低于建立新橋梁的費用,而且應當盡可能經濟實用;第三,因為在原有的橋梁之外進行施工操作,因而最好加固的設備不要太龐大復雜,要便于施工;第四,在進行施工時要盡可能保持橋梁的正常通車或者不要對交通形成太大的干擾; 第五,要保證加固材料的使用性能耐用性,減少日后的維護工作;第六,盡可能降低對橋梁本身結構的破壞與損壞。
四、結束語
以上加固方法都有利有弊,應當根據施工的具體情況來挑選,要遵循因地制宜的原則。在挑選方案時主要考慮的因素有:為何要加固橋梁,橋梁的軟肋在哪,橋梁所處的外部條件環境,加固的預期要求是什么。在權衡上述方案時,應當先考慮這些因素,然后對方法進行評估,最后挑選出最優的方案。
參考文獻:
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關鍵字:公路橋梁, 加固技術,
0 引言
隨著國民經濟的發展,作為快捷運輸的公路,也日新月異地發生著變化。作為連接道路的橋梁,起著至關重要的作用。公路橋梁是公路的咽喉,更是跨江河、山谷及線路(公路、鐵路、水渠)等礙的重要結構物,近十年來我國橋梁建設進入了最輝煌時期,建成了一大批構新穎、技術復雜、現代化品位的橋梁,設計和施工水平己躋身于國際先進平。公路橋梁造價昂貴,因此,人們在橋梁建設過程中,總是采取各種措施,千方百計確保工程質量。盡管如此,公路橋梁長期在自然環境(大氣腐蝕、溫度、濕度變化)和使用環境(荷載作用與頻率的增加、材料與結構的疲勞)的作用下,總會逐漸產生損壞現象,這是一個不可逆轉的過程。
現役橋梁中,建于20 世紀 80 年代以前的占有很大比例,經多年超負荷使用,致使橋梁存在嚴重的病害,降低了橋梁的現有承載力,因此在交通運輸中制約了車輛的順利流動。若全部重新建造這些橋梁,不僅需要大量的資金,建設周期長,并且在施工中交通不暢,造成嚴重的社會經濟損失。因此,維修和加固舊橋便成為一個亟待研究解決的問題。
1 橋梁加固原因
1.1設計荷載標準偏低,承載能力不足
舊橋梁原有的設計標準低,不能滿足經濟日益發展及車輛通行要求。公路橋梁的設計荷載已由汽車―6級、 汽車― 8級、 汽車―13級發展到汽車―15級、 汽車―20級及汽車―超 20級,并且仍有繼續增大的趨勢。隨著交通量的增加和荷載等級的提高,原有橋梁己經無法滿足現今交通的需要,絕大多數橋梁處于“帶病”工作狀態,急需進行加固改造,提高設計荷載標準,適應重載交通需要。
1.2通行能力不足
通行能力不足主要表現在橋面寬度不足;橋梁平面線形、縱斷面線形標準太低;橋上通車凈空或橋下通車凈空不足。公路網中半永久性橋梁臨時性橋梁為數不少,承載能力普遍偏低,抵抗自然災害能力差,急需進行改造。
1.3 超負荷使用
按路線等級或者預期設計荷載等級來說,這一部分設計荷載等級并不低, 但由于一些特殊的原因,橋梁使用荷載大大超出設計荷載,致使橋梁長期在超重荷載作用下運營。
1.4 人為及自然因素引起結構的損壞
比如超出設計的洪水、泥石流、冰凍、地震、強風、船舶撞擊,河道不恰當開挖等,引起橋梁結構的局部損壞。
1.5 設計、施工缺陷
有些橋梁設計上不是很合理,在早期的運營階段其缺陷并不明顯,運營一定時間后,病害逐漸顯現出來。由于受施工質量、施工技術、施工手段等方面的影響,使橋梁存在一定的技術缺陷,隨著運營時間的增加,其病害也逐漸在發展。
1.6 養護維修及加固措施不當
有些橋梁的技術缺陷是由于養護維修不恰當引起的。比如橋面維修增加過大的恒載,致使橋梁負擔加重;又如支座維修不當,約束了承重結構的變形等。有些橋梁則是加固不當引起的。比如加固施加的預應力大小或者位置不恰當,引起結構的二次四、加固方法
二.橋梁加固的方法
加固,簡單來說,就是通過一定的措施使構件乃至整個結構的承載能力及其使用性能得到提高,以滿足新的要求。目前加固方法有:
1.拱腳、拱頂加固法
在拱橋加固中,適當降低橋面標高,對上下部構造而言,一般是有利的。降低橋面標高之后,相當于減去了一層均布恒載,自重減輕了,顯然對下部構造有利。
拱腳、拱頂加固法對拱頂截面也是有利的。彎矩影響線的正面積均大于影響線的負面積,減去的均布恒載在拱頂和拱腳都是產生負彎矩,故有利于拱頂(拱頂截面為正彎矩控制設計)。鑒于拱腳負彎矩較大時,在拱背混凝土中多配點鋼筋即可解決問題,而拱頂正彎矩較大時,不便增加受拉鋼筋,因而在加固拱橋時,用增大拱腳負彎矩的辦法來減小拱頂正彎矩,通常是有利的。
2.粘鋼加固法
結構粘鋼加固是一種建筑結構工程的加固新技術。用特制的結構膠粘劑,將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結構的表面,能達到加固和增強原結構強度和剛度的目的。結構粘鋼加固方法,與其他的加固方法比較,有許多獨特的優點和先進性。
(1)堅固耐用:經過多年來的工程實踐,已經證明完全能保證加固工程的質量,結構的強度和剛度都能滿足設計的要求。膠粘劑老化試驗耐久性能滿足要求。粘鋼加固后的結構試驗,也證明強度和剛度的設計方法是正確的和可靠的。
(2)施工快速:在保證粘鋼加固結構質量的前提下,快速完成施工任務,并能根據業務要求,在不停產不影響使用的情況下完成施工。
3.橋墩加固法
橋梁下部結構加固的主要目的是提高橋墩的整體承載能力。如橋墩發生了結構性損傷,可以用外包混凝土、粘貼鋼板或碳纖維的方法進行加固。但是對于實體橋墩等橫向剛度比較大的結構,其狀態變化主要是由地基所引起,此時可重點從回填硬土或者對地基進行注漿等方法提高其約束橋墩的能力,提高橋墩的整體承載能力。抬樁就是通常使用的一種有效的加固方法。另一種樁基加固方法是鋼筋混凝土套箍。由于下部樁基施工等原因,造成樁基縮徑,采用的加固方法是清除樁體虛浮物,通過植筋后,外抱箍微膨脹混凝土。
目前,在很多橋梁加固改造中,同一座橋梁,針對不同的部位、不同的構件、不同的改造原因同時采用了幾種不同的方法。如宜賓馬鳴溪金沙江大橋的加固,采用了增加構件加固法、粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法、橋面層補強加固法;尼木大橋的加固,采用了粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法、橋面層補強加固法;紹興斗門大橋的加固,采用了增加構件加固法、橋面層補強加固法等等。
4.噴射混凝土加固法
噴射混凝土是借助噴射機械,利用壓縮空氣或其他動力,將按一定比例配合的拌和料,通過管道運送并高速噴射到受噴面上凝結硬化而成的一種混凝土,它不是以振動來搗實混凝土,而是在噴射時,由水泥與集料的反復連續撞擊而使混凝土壓實,同時又可采用較小的水灰比,因而它具有較高的力學強度和良好的耐久性。目前比較流行的是噴射合成纖維混凝土,也就是在噴射混凝土中摻入三維分布的合成纖維來改善混凝土性能。噴射合成纖維混凝土具有被噴射混凝土抗壓、抗拉、抗剪、抗彎、粘結強度高的優點。
5.增大截面與配筋加固法
增大截面與配筋加固法一般采用在梁底面或側面加大尺寸,增配主筋,以提高主梁截面的有效高度,從而達到提高橋梁承載能力的目的。然而,由于增大截面法在施工過程中全部的作業需在梁底進行,施工難度較大且施工質量難以控制,因此,盡管在某些情況下費用并不太大,但以上因素制約了該技術的廣泛應用,一般用于T型截面梁的加固維修。
6.碳纖維加固法
碳纖維加固技術是近幾年內才由國外引進的一種新技術,因其強度高,耐腐蝕,且施工簡便等優點,目前已廣泛應用于實際工程中。然而,由于碳纖維本身的一些缺陷,如脆性、耐火性不好等使得這種材料的應用受到限制。 三、加固方案的選擇
確定加固方案??紤]的主要因素有:橋梁結構型式;橋位地形、水文、自然狀況;橋梁現狀分析研究結論;施工技術水平;能否封閉交通;預期加固效果;資金投入量等。
結束語:橋梁加固應在不斷總結經驗和技術進步的基礎上形成專門規范,同時要重視對加固后的橋梁進行檢測和觀察,以確定加固的效果。橋梁加固后的上部結構通常是用靜載或動載試驗,將試驗結果與加固設計的計算結果進行對比,來判斷橋梁加固成功與否。但對下部結構而言,不方便進行荷載試驗,通過其頻率變化來定量評估加固效果。橋梁的加固技術是新技術,為指導加固技術的應用,需提出一整套完整的實用性橋梁檢測、評定與加固成套的技術規范,為我國危舊橋的改造提供技術支持,確保危舊橋的改造工作科學合理,使橋梁加固做到“有章可循”、“有法可依”。
參考文獻:
關鍵詞:橋梁;加固;技術措施
1 橋梁加固的必要性
隨著城鄉一體化建設和交通運輸事業的飛速發展,車輛載重量、車速和交通量已大為提高,作為公路工程重要組成部分的橋梁承受著十分沉重的交通荷載和繁重的交通量。加之部分舊橋由于勘察、設計、施工等原因,已出現不同程度的病害,導致部分橋梁存在承載力不足的情況。已不能滿足現代交通的要求。
2 橋梁加固的方法
2.1橋面補強層加固法
橋面補強層加固法主要適用于中小跨徑的橋梁,是通過在橋面板加鋪一層鋼筋混凝土層,使其與原有結構形成整體,從而達到增加有效高度和受壓截面,增加橋面整體剛到,提高橋梁承載能力的一種加固方法。施工時,一般需要先將原有的橋面鋪裝層鑿除,然后重新設置D10鋼筋網片,為保證梁板與橋面鋪裝連接成整體,可適當設置剪力筋,然后和鋼筋網片焊接,最后再澆筑一層相同厚度的混凝土,必要時同時對伸縮縫進行改造。此方法施工活動全部在橋面進行,操作便利,易于控制工程質量,但是,在實際工程中,機械鑿除破壞梁板的可能性極大,保守操作,幾乎全部由人工加風鎬完成,施工工期較長,嚴重影響了橋梁的正常通行。
2.2增大截面和配筋加固法
增大截面和配筋加固法是采用混凝土和鋼筋增大結構物的截面面積以提高結構的承載力,這種方法適用于梁的強度、剛度、穩定性和抗裂性能不足的情況。根據荷載大小和凈空條件不同,可分為以增大截面面積為主和增配鋼筋為主兩種加固方案。這種方法施工工藝簡單、適應性強,并具有相當成熟的設計和施工經驗,廣泛應用于拱橋拱肋和梁橋的加固?;静挥绊懺袠蛄旱恼w效果,但是加固后的建筑物凈空有一定的減小。
2.3錨噴混凝土加固法
錨噴混凝土加固法是"新奧法"隧道施工法在橋梁加固中的應用,其加固的原理是通過新噴射的混凝土與受力鋼筋和原結構緊密結合,組成"噴射混凝土"(內含補強鋼筋網)-錨桿-原結構的整體組合結構。錨噴混凝土之前,在橋梁底部設置鋼筋網,然后借助高速噴射機械向鋼筋網上連續噴射混凝土,待其凝結硬化后與原結構形成一體,提高了橋梁的橫向、豎向剛度,增強結構的抗震性能,從而提高原橋梁結構的整體承載能力。該加固法不僅提高了橋梁的整體承載能力,延長使用壽命,而且具有施工工藝簡單,工期短、耗資少、加固效果好、不中斷交通等優點,具有廣泛的適用性。
2.4改變結構受力體系法
這種加固改造方法是通過改變橋梁的受力結構體系,達到提高橋梁承載能力的目的。例如在橋下增設支架或橋墩,或者在橋梁下增設鋼桁架等支撐體系,以減小梁的承載力,從而整體提高橋梁的受力能力,改變受力結構體系的方法有很多種,但往往都需要在橋下施工,有可能會在施工時會影響橋下的車輛、船只通行,所以在施工使必須考慮橋下交通或者排洪能力,疏導交通,分流排洪,避免造成不便。
2.5粘貼FRP加固法
粘貼FRP加固法就是采用高強度或高彈性模量的復合材料,使用專門配置的粘貼樹脂或浸漬樹脂粘貼在橋梁混凝土構件表面,使之與原構件形成整體共同受力的加固方法。目前,結構工程中常用的FRP材料有玻璃纖維GFRP、碳纖維CFRP和芳綸纖維AFRP種。
3 橋梁加固措施及應用
3.1體外預應力加固法
體外預應力加固法主要適用于正截面抗彎承載能力不足或正截面受拉區鋼筋銹蝕嚴重、裂縫寬度超限以及梁斜截面抗剪承載力不足等情況。該法采用的加固原理是在梁的下緣受拉區設置預應力材料,通過張拉對梁體產生偏心預應力,在此偏心壓力作用下,使梁體發生上拱,抵消部分自重應力,減小了結構變形和裂縫寬度、改善結構受力,能夠較大幅度的提高結構承載力。
3. 2粘貼鋼板加固法
粘貼鋼板加固法是采用環氧樹脂粘結劑將鋼板粘貼在結構構件的受拉邊緣或薄弱部位,使之與結構物形成整體,從而提高結構承載能力的一種方法。此種方法優勢在于不影響結構外形、不減小橋梁凈空、適用于構件尺寸受到限制但又必須提高結構承載能力的情況,同時施工技術有保障、施工操作簡單易行。
3. 3粘貼纖維復合材料加固法
粘貼纖維復合材料加固原理與粘貼鋼板加固類似,是20世紀80年代末90年代初在國際上興起的一項新型、高效、便捷的結構加固技術。它利用環氧樹脂類材料將纖維復合材料粘貼在混凝土表面,形成復合結構,通過與混凝土的協同受力,對構件或結構起到加固和改善受力性能的作用。
3.4外包鋼板加固法
外包鋼板加固法主要用于提高受壓為主構件如橋墩、拱肋和桁架桿等的承載力、剛度和延性,適用于環境溫度-20~60℃、相對濕度不大于70%和無化學腐蝕地區。該方法施工簡便、效果直觀明顯,對施工環境影響較小、成本相對較低,不顯著增大原構件截面尺寸和自重,但可大幅提高承載能力。
3.5U型高橋臺加固
U型高橋臺加固一般采用預應力錨索框架法。該加固法采取在U型橋臺前墻和兩側墻外加套40厘米的鋼筋混凝土,并在兩側墻增設水平預應力索對錨和前墻增設地錨的方案。該方案適用于不能中斷交通又無法架設便橋的高橋臺病害修復。錨桿配合鋼筋混凝土抱箍法。該加固法采取臺腔與橋臺基礎持力層進行壓漿固化,再打入錨桿與槽鋼抱箍,最后在U型橋臺前墻和兩側墻外加套25厘米的鋼筋混凝土,新舊墻體采用錨桿連接形成整體。該方案適用于地基承載力不足,且施工處理不到位,造成橋臺前墻下沉。
3.6樁基加固
樁基加固分為增補樁基加固法和外包混凝土加固法兩種。當橋梁墩臺基礎下部承載力不足,墩臺發生沉陷、樁基縮徑嚴重、樁基深度不夠等直接影響橋梁結構正常使用和服務年限,采用增補樁基加固法是一種常用而且有效的方法。這種方法是在原樁基周圍補加鉆孔鉆孔樁或打入鋼筋混凝土預制樁擴大原承臺,以提高基礎的承載力,增強基礎的穩定性。外包混凝土加固法是當樁基因水流沖蝕等造成的露筋、輕微縮徑等現象而采取的一種加固方法。
3. 7其他加固方法
其他加固方法還有增設主梁加固法、錨噴混凝土加固法和增加縱、橫向聯系加固法、墩臺拓寬法、高性能復合砂漿鋼筋網加固法和繞絲加固法等。
結束語
隨著橋梁加固理論及技術的不斷完善,不同的橋梁應根據其不同的病害情況,采用科學合理的加固方法,才能保證橋梁的安全運營,更好地為經濟建設服務。金麗溫大洋大橋加固處理后,通過靜載試驗,證明該橋加固后的承載能力達到了設計荷載標準,滿足使用要求,加固效果良好。
參考文獻
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關鍵詞:橋梁工程;維修;加固
中圖分類號: TU997 文獻標識碼: A
引言
采取有效的措施,對橋梁進行適當的維修加固處理,能夠進一步的延長橋梁的使用壽命,這同時也是當前國內以及國外工程界重點關注的一個問題。當前,我國很多地區的橋梁都已經出現了不同程度的老化或者是損壞的現象,這給橋梁的正常使用造成了影響,橋梁的質量下降,不合格的橋梁不斷的增加。因此,一定要盡快的采取有效的措施,對橋梁進行加固維修的處理,這樣一來,不僅能夠有效的提高橋梁的整體質量,保證交通的正常穩定運行,還能夠進一步的節省工程的施工成本。
一、橋梁常見病害
(一)裂縫
裂縫是混凝土橋梁中最普遍發生的病害現象,也是我國橋梁病害問題中須首要解決的。裂縫問題會嚴重危害橋梁的耐久性與承載力,且不同程度的裂縫,其危害程度也不盡相同,程度輕可妨礙司機駕車的舒適度,程度重可直接危害車輛及人身安全。此外,橋梁裂縫會損害鋼筋保護層,從而誘發鋼筋銹蝕。
(二)剝蝕
剝蝕破壞橋梁的外觀形態,包括: 橋梁表面的酥松起皮、剝落、露石、蜂窩麻面等現象。橋梁表面產生的剝落或剝離,會引起構件截面積減小,應力增大,導致空氣或其他有害物質的內侵蝕作用更容易發生。依據發生原因不同,剝蝕現象可以分為風化剝蝕、水質侵蝕、凍融剝蝕等等。
(三)鋼筋銹蝕及混凝土碳化
鋼筋銹蝕是橋梁損壞最主要的原因之一。鋼筋銹蝕后會引起體積擴大膨脹,混凝土承受較大拉力而開裂?;炷撂蓟_到一定程度時,橋梁會產生裂縫,減少了橋梁的服務期限,破壞了橋梁的安全性。
(四)混凝土內部的毛細管孔及氣泡
混凝土中不可避免地存在毛細管孔,這就使得空氣中的水、氧氣、二氧化碳等物質快速進入混凝土內部,并且腐蝕鋼筋。這又很大程度上降低了橋梁的耐久性與安全性。
(五)地基不均勻沉降
在一些地質條件較為特殊的地區,如山區、濕地等地建設路橋,要格外注意。如果不重視處理地基問題,則很容易發生地基不均勻沉降現象,嚴重危害橋梁的安全,引起橋面開裂,橋體滑動下沉等災害。
(六)其他病害
除以上較為典型的橋梁病害之外,還有無法預知的自然災害等原因引起的路橋破壞現象,例如洪水、泥石流、酸雨等等,橋梁研究工作者也要相應地引起重視,防患于未然。
二、橋梁維修與加固的措施和方法
(一)缺陷修補
1.混凝土橋梁表層缺陷的修補
混凝土橋梁出現缺陷主要體現在以下幾點:麻面、孔洞、露筋、磨損等等。分析這些缺陷存在的主要原因基本上都是由于施工當中與設計當中的缺陷所導致的,這同時與當地的氣候條件存在著非常密切的聯系,對于這種類型缺陷出現的主要的修補方式,是將橋梁表面的受損部分到除銹范圍之后,選擇使用修補材料進行修復處理,所選擇使用的材料主要包括以下幾種:混凝土、水泥聚合物砂漿、環氧樹脂粘結材料等等。相對而言,環氧樹脂的材料是比較高的,并且其能夠使用的范圍也沒有混凝土使用的那么廣泛。因此,本文就專門針對于混凝土與水泥聚合物砂漿使用過程當中的注意要點。在對混凝土結構進行修補的時候,對于混凝土級配的要求,主要是確保高于原混凝土的級配,而至于水灰比的配置,則應該盡可能的選擇比較小的配置。此外,還可以適當的添加適量的減水劑。當選擇使用混凝土作為修補的時候,則可以選擇的方式主要包括三種,分別為直接澆筑、噴射以及壓漿三種方式。
在修補的部位相對而言比較淺的情況下,并且所選擇使用的材料都是與原混凝土的類型相同的材料,這個時候,可以適當的添加一些骨料來減少砂漿的干縮,促進砂漿強度的不斷增加。但是在此之前,需要通過試驗,來確定最為合適的配合比,具體的施工方式分為兩種,分別為人工涂抹以及機械噴漿兩種。采用人工涂抹最大的優勢在于方便施工,這種方式比較適合用在面積比較小的缺陷修補。而后者則比較適用于面積相對比較大的缺陷修補,這種方式的主要優點在于能夠進一步的提高密實度與強度。
2.結構裂縫缺陷的修補
不可否認的是,橋梁混凝土結構出現裂縫是一個無法避免的問題,分析裂縫形成的主要原因,其與材料的伸縮特性有著最為密切的聯系,在混凝土開裂之后,其會與空氣當中的二氧化碳發生一系列的反應。如果不能夠及時的采取措施,對裂縫進行修補的話,裂縫會不斷的擴大,甚至會使得結構整體的安全性受到影響,橋梁出現裂縫是由多種因素所引起的,裂縫形成的原因復雜。如果根本成因來區分,那么裂縫可以分為以下幾種,即收縮裂縫、溫度裂縫,包括因為荷載太大而導致的彎曲裂縫等等。而針對于裂縫,補縫的方式主要包括以下幾種,即表面封閉法,表面黏貼修補法以及壓力灌漿修補法這三者,對比這三種補縫的方法,其中最為突出的一種補縫方式是壓力灌漿修補法。
(二)結構加固
1.鋼板粘貼技術
鋼板粘貼技術進行加固時,通常都是針對主梁承載力不足,縱向主筋銹蝕嚴懲或是主梁存在橫向裂縫的情況進行采用,不僅能夠有效的提高橋梁的承載力,而且也能夠有效的確保橋梁具有足夠的耐久性。利用鋼板粘貼技術進行施工時,則需要在橋梁薄弱部位利用粘結劑和錨栓將鋼板進行固定,這種施工方法不需要對橋梁原有結構進行破壞,而且鋼板粘貼后與橋梁原有結構成為一個整體,施工工藝較為簡單,而且容易進行質量控制,施工周期較短,施工成本較低,但維修加固質量的好壞更多的取決于粘結劑的質量,所以需要在進行粘結劑選擇時需要對其質量具有較高的要求。
2.噴錨混凝土技術
借助植筋法把選取的錨筋植入橋梁需要補強的結構內,配上補強鋼筋網,再根據要求的厚度噴射混凝土,和橋梁原有的結構共同受力,提升承載力。利用噴射機械高速噴射混凝土時,集料和水泥漿連續撞擊,不需要振搗,混凝土就變得很密實。尤其是近年來,研究出了鋼纖維混凝土,取代了掛網噴射混凝土,使維修加固橋梁更為簡捷?;炷林袚饺脘摾w維,抗拉強度、抗剪應力等都得到顯著的提升,而且韌性也有了很大的改善,具有明顯的吸收變形能力。
3.體外預應力技術
在對簡支梁等梁式橋進行維修加固時,一般采用體外預應力技術。施工時,在橋梁外部架構鋼質的撐桿,和被加固的梁體錨固在一起,再施加預應力,迫使撐桿受力,改變了橋梁原有結構的受力分布,明顯提升了橋梁結構的承載力,結構變形的程度減輕,裂縫變得縮小甚至閉合了。這種方式的優點是,橋梁結構受力得到很大的改善,剛度以及抗裂性也有了很大的提高,橋梁增加的重量卻很小,對墩臺的影響很小,節省了墩臺加固的投資,施工時不需要限制橋梁的正常通車,有很好的社會效益,對橋梁維修加固以后,預應力既可以保留也可以拆除,有較大的靈活性。
4.增大截面加固法
增大截面加固法是在原有橋梁的結構基礎上澆筑一層厚度適當的鋼筋混凝土。通常采取的方式有兩種。一種是拓寬橋梁面的寬度,加大高度; 另一種是增加面板的厚度。這種加固方法主要用于加固板橋或跨徑較小的簡支梁上。其優點是施工簡單、適用力強,施工經驗豐富,施工設計完善; 缺點是施工周期長,占用空間大。
5.簡支梁和掛梁牛腿的加固
對于簡支梁而言,牛腿處有著非常明顯的應力集中現象,受力情況非常復雜,而我國當前的理論研究結果也比較片面,在目前眾多的施工方案當中,對于牛腿位置的加固處理。主要可以選擇使用下列兩種方法:首先將牛腿位置的混凝土換做鋼纖維的混凝土,在結合面的位置上,采用環氧砂漿做粘結處理。將掛梁從兩個支點擱在主梁上改為以多支點擱在端橫梁上。
6.粘貼碳纖維加固法
該方法是將碳纖維與原橋面受力構件重新組合成一個受力構件,并用特殊的樹脂將碳纖維粘貼于混凝土表面,鋼筋可以與碳纖維一起承擔外力負載,減小了鋼筋應力,加固了道路橋梁。其優點是施工方便,不會損害原橋梁結構,耐久性好,較高的抗疲勞性。
結束語
在實際的生活當中,許多橋梁因為年久失修,監督不到位而導致坍塌,造成眾多交通事故的經常發生,產生了嚴重的社會影響。希望監管部門要切實做好自己的職責,做好工程質量的嚴格監管。施工方也要嚴格按照規章制度和施工技術規范要求,進行作業。把可能存在的危險降到最低,推動橋梁建設事業向高技術,高質量的方向發展,努力營造和諧安全的交通環境。
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