本篇文章給大家談?wù)剺蛄杭庸淘O(shè)計(jì),以及橋梁加固設(shè)計(jì)原則是什么對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔,本文目錄一覽:,1、,橋梁樁基加固介紹?,2、,服役橋梁的加固技術(shù)的探討?,3、,橋梁的基礎(chǔ)和墩臺(tái)的修理加固措施有哪些,說(shuō)到橋梁樁基加固,現(xiàn)階段,我國(guó)橋梁樁基怎么加固?
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橋梁樁基加固介紹?
說(shuō)到橋梁樁基加固,現(xiàn)階段,我國(guó)橋梁樁基怎么加固?常用加固**有哪些?以下是中達(dá)咨詢小編梳理相關(guān)橋梁樁基加固相關(guān)內(nèi)容,基本情況如下:
為了幫助相關(guān)人員了解橋梁樁基加固,中達(dá)咨詢通過(guò)梳理相關(guān)資料,基本情況如下:
橋梁樁基加固基本**:
增補(bǔ)樁基加固設(shè)計(jì)法
當(dāng)橋梁在基礎(chǔ)的承載力不足的時(shí)候,為了進(jìn)一步的提高其承載能力,從而延長(zhǎng)橋梁壽命本身,相關(guān)工作人員可以通過(guò)增加橋梁樁基礎(chǔ)并且擴(kuò)大承臺(tái),達(dá)到分散墩臺(tái)的壓力。利用原有的樁基礎(chǔ)周圍,補(bǔ)加新的鉆孔灌注樁,將樁頂緊密的連接在一起,借此來(lái)提高樁基礎(chǔ)的承載能力,提高穩(wěn)定性,這就是所謂的增補(bǔ)樁基加工設(shè)計(jì)法。下面可以通過(guò)以下實(shí)例對(duì)該方法進(jìn)行詳細(xì)的分析:
某橋梁建立于1993年,因?yàn)楫?dāng)時(shí)工程資金有限,將該橋建立為漫水橋,樁基礎(chǔ)為鋼筋混泥土灌注樁。而到了目前,該橋已經(jīng)不能滿足輸水的要求,需要重新進(jìn)行加固設(shè)計(jì),而橋面整體家加寬,抬高以及設(shè)計(jì)載荷較大,使得原先樁基礎(chǔ)無(wú)法滿足要求,而經(jīng)過(guò)多方面的考慮,決定使用增補(bǔ)樁加固設(shè)計(jì)法,能夠保證到原有的樁基礎(chǔ)再次的利用,同時(shí)也降低了工程項(xiàng)目的成本,實(shí)施完成以后,該橋梁未出現(xiàn)任何的問(wèn)題,加固效果非常良好。
微型樁加固設(shè)計(jì)法
所謂的微型樁加固設(shè)計(jì)法就是需要能夠利用一些直徑較小的鋼管混凝土對(duì)原有樁基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理,這個(gè)方法的好處就是有著較強(qiáng)的承載能力,占用土地面積較小,孔徑小等等優(yōu)點(diǎn)。整個(gè)加固的設(shè)計(jì)方案和過(guò)程是需要注意排水處理和封底混凝土的澆筑質(zhì)量,并且還要防止原有的樁基礎(chǔ)的煩擾,在實(shí)施方案的過(guò)程中要做到逐樁式的實(shí)施理念,下面通過(guò)以下工程實(shí)例對(duì)此方法進(jìn)行詳細(xì)的分析:
某建筑橋梁總寬為6米,樁基礎(chǔ)為混凝土鉆孔灌注樁,直徑為1.5米,橋上部為預(yù)應(yīng)力空心板,應(yīng)該橋所在地區(qū)交通日益繁華,規(guī)模發(fā)生變化,需要對(duì)此橋進(jìn)行加寬處理,進(jìn)行詳細(xì)的分析,該橋應(yīng)該使用微型樁加固法。首先,工作人員應(yīng)該制定正確的圖紙,并做出相應(yīng)的定位,進(jìn)行植筋,最后澆筑混凝土,并且采用逐樁式進(jìn)行施工,通過(guò)該處理,能夠滿足橋面加寬的承載力要求。
樁身補(bǔ)強(qiáng)加固設(shè)計(jì)方法
樁身補(bǔ)強(qiáng)加固設(shè)計(jì)方法是通過(guò)補(bǔ)澆混凝土或者是增設(shè)樁頭鋼筋來(lái)對(duì)橋梁樁基礎(chǔ)已經(jīng)收到的損害進(jìn)行修復(fù)和彌補(bǔ),從而做到提高樁身的強(qiáng)度,抗彎性能力和一定的抗腐蝕能力。通過(guò)樁身補(bǔ)強(qiáng)加固設(shè)計(jì)方法可以對(duì)破損較為嚴(yán)重的橋梁樁基礎(chǔ)進(jìn)行處理,樁身強(qiáng)度能夠得到明顯的增強(qiáng),并且這個(gè)方法的可實(shí)施性比較高,適合在同類的工程中進(jìn)行推廣和使用。
擴(kuò)大加固基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法
擴(kuò)大基礎(chǔ)加固設(shè)計(jì)方法是通過(guò)在樁基礎(chǔ)周邊對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)大的方法并且進(jìn)行加固處理,從而保證樁基和基礎(chǔ)能夠相互結(jié)合,提高自身的整體性能,加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,而且擴(kuò)大加固基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法對(duì)于加固處理的效果非常的良好。下面通過(guò)以下實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)的分析。
在某交通橋梁進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中,每根樁基礎(chǔ)都有著非常明顯的剝落情況,并且現(xiàn)象非常的嚴(yán)重,甚至還出現(xiàn)了空洞和蜂窩現(xiàn)象。因?yàn)殇摻畹膭兟洌瑢?dǎo)致橋梁樁基的承載能力變?nèi)?,為此可以?duì)其進(jìn)行擴(kuò)大加固的處理,最后工程項(xiàng)目竣工,加固處理效果良好。
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服役橋梁的加固技術(shù)的探討?
下面是中達(dá)咨詢給大家?guī)?lái)關(guān)于服役橋梁的加固技術(shù)的探討,以供參考。
前言
橋梁在營(yíng)運(yùn)使用過(guò)程中,或者由于某種原因而產(chǎn)生較大損壞,承載能力降低;或者,隨著交通運(yùn)輸?shù)娜找娣泵Γ瑯蛄撼休d能力和通過(guò)能力不能滿足要求。解決服役橋承載能力和通過(guò)能力不足的問(wèn)題,通常有二種方案可供選擇:一是拆除服役橋后重建新橋的重建法和換下全部服役橋主梁,架設(shè)荷載等級(jí)高的新梁的換梁法,另一種即采用各種加固措施,或除采取加固措施外,同時(shí)對(duì)服役橋加以拓寬的加固法。前者施工費(fèi)時(shí)、費(fèi)力,且造價(jià)較高,后者所需費(fèi)用節(jié)約很多,一般僅為建造新橋的1/10至3/10[1].顯然,橋梁的加固與維修具有非常明顯的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。
1.服役橋維修加固的特點(diǎn)
與新建橋梁工程相比,服役橋的維修加固施工有不少特點(diǎn)。首先,維修加固的標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)時(shí)所采用的標(biāo)準(zhǔn)往往會(huì)有不同。由于服役有建筑物的存在,以及未來(lái)使用年限要求的不同,橋梁加固或改建的標(biāo)準(zhǔn)不可能與設(shè)計(jì)時(shí)所采用的標(biāo)準(zhǔn)完全相同。比如,服役橋的荷載等級(jí)假設(shè)是汽車-13級(jí),而經(jīng)加固后,其荷載等級(jí)可能會(huì)提高[1].故應(yīng)在保證行車安全的前提下,根據(jù)使用要求和耐久性要求的具體情況,正確地掌握和提出加固或改建的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。其次,維修加固工作的難度要比新建時(shí)大。維修加固橋梁建筑物的工作必須在不妨礙交通的條件下進(jìn)行,因此,往往會(huì)增加不少困難。即使會(huì)使施工產(chǎn)生困難,也必須盡量照顧交通。為此,在橋梁維修加固工作中,應(yīng)從設(shè)計(jì)上和施工組織上采取有效措施,盡量減少對(duì)交通的影響。再者,橋梁的維修加固工作應(yīng)充分利用原有結(jié)構(gòu)。橋梁的維修加固,應(yīng)在對(duì)原有結(jié)構(gòu)作周密、細(xì)致檢查評(píng)定的基礎(chǔ)上,合理利用原有結(jié)構(gòu),能不更換原有結(jié)構(gòu)的就不更換,能充分利用服役橋的,要充分利用。
2.橋梁加固的工作內(nèi)容及步驟
2.1橋梁加固的工作內(nèi)容
橋梁加固與改建工作的主要內(nèi)容:對(duì)發(fā)生重大病害和不能滿足運(yùn)輸要求的橋涵設(shè)備徹底進(jìn)行整治加固、改善和更新。目的是恢復(fù)原有橋梁建筑物的整體使用效能和延長(zhǎng)使用年限;提高原有橋梁建筑物的荷載等級(jí)和通過(guò)能力。橋梁加固與改建工作的主要內(nèi)容有:
對(duì)服役橋上部構(gòu)件進(jìn)行加固;對(duì)服役橋下部構(gòu)件進(jìn)行加固;拓寬橋梁的行車道或人行道;升高橋梁上部構(gòu)造的高度;更換橋梁行車道路面或引橋路面的結(jié)構(gòu);部分或全部更換橋梁損壞或破服役了的結(jié)構(gòu)物。
橋梁的加固與改建工作,應(yīng)充分利用原有的部分,凡能加固的,則不宜改建。如能部分改建的,則不應(yīng)全部改建。
2.2橋梁加固的工作步驟
對(duì)服役橋進(jìn)行維修加固,一般可采用如下的步驟:
(1)檢查橋梁現(xiàn)狀及損壞情況;
(2)調(diào)查橋梁歷史技術(shù)資料及現(xiàn)有交通狀況;
(3)提出維修加固或改建方案并進(jìn)行分析比較;
(4)確定方案并付諸實(shí)施,即進(jìn)行維修加固或改建施工。
3.橋梁加固的原則及方法
3.1橋梁加固的原則
(1)橋梁加固是一種借加大或修復(fù)橋梁構(gòu)件來(lái)提高局部或整座橋梁承載能力或通過(guò)能力的措施。因此,橋梁加固工作一般以不更改原建筑形式為原則,只有在復(fù)雜的情況下,才更改其結(jié)構(gòu)。
如僅加固仍不足以適應(yīng)交通運(yùn)輸?shù)男枰?,必須進(jìn)行重建橋梁的一部或全部時(shí),則重建橋梁需考慮到將來(lái)的發(fā)展,并按現(xiàn)行橋梁設(shè)計(jì)及施工規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工。
(2)橋梁加固可以有各種不同的**,視服役橋的情況,承載能力的減弱程度以及今后的任務(wù)而變。橋梁的加固一般有如下幾種[2]:
1)擴(kuò)大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面,以提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。
2)以新的結(jié)構(gòu)代替服役的應(yīng)力不夠的結(jié)構(gòu)。
3)改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力體系,使原結(jié)構(gòu)減少受力。
4)對(duì)原結(jié)構(gòu)施加外應(yīng)力(如預(yù)應(yīng)力),以改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力圖形,達(dá)到提高橋梁剛度和強(qiáng)度的目的。
(3)采用擴(kuò)大或增加橋梁構(gòu)件截面的方法進(jìn)行加固時(shí),應(yīng)特別注意新加部分與原有部分的結(jié)合,使其成為一個(gè)整體起到加固作用。
(4)不管采用何種加固方案,都應(yīng)考慮投資少、功效快、不中斷交通、技術(shù)上可行、有較好的耐久性等方面的要求。
3.2橋梁加固的主要方法
3.2.1擴(kuò)大或增加構(gòu)件截面法
(1)橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法
通過(guò)一定的工藝和結(jié)構(gòu)措施,在梁頂面(橋面)上加鋪一層鋼筋混凝土面層,使其與原有主梁形成整體,達(dá)到加厚主梁高度和增大梁的抗壓截面的目的,以提高橋梁的承載能力。其特點(diǎn)是:
1)施工簡(jiǎn)便,亦較經(jīng)濟(jì),但加鋪梁面層后,靜載增加,承載能力提高不顯著;
2)施工需鑿除原有橋面鋪裝,同時(shí)考慮到新服役混凝土相結(jié)合,新澆混凝土的干燥收縮影響等,尚需設(shè)置連續(xù)鋼筋和鋼筋網(wǎng)等;
3)此法利于在抗壓截面較小的場(chǎng)合使用;
4)澆筑后混凝土須經(jīng)養(yǎng)護(hù),故必須對(duì)交通加以限制。
(2)增大梁截面和配筋加固法
在梁底或側(cè)面,加大鋼筋混凝土截面(增配主筋),使梁抗彎截面加大,提高梁的承載能力,其特點(diǎn)是:
1)為加強(qiáng)新服役混凝土的結(jié)合,需對(duì)服役梁面鑿毛工作,操作麻煩、鑿除工作量大,常需在橋下搭設(shè)腳手架;
2)對(duì)T形梁有采用底面及側(cè)面同時(shí)加大,以及底部馬蹄形加大兩種加固形式;
3)加固效果顯著,適用于梁橋及拱橋?qū)叭Φ募庸獭?/p>
(3)鋼板粘貼或增設(shè)其他鋼梁,以作成組合梁的加固法
用環(huán)氧樹(shù)脂類粘結(jié)劑,將鋼板(或槽鋼)粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位,使其與結(jié)構(gòu)形成整體,以鋼板代替鋼筋作用,提高梁的承載能力,其特點(diǎn)是:
1)不需要破壞被加固的原有結(jié)構(gòu)物;
2)加固工程幾乎不增大原結(jié)構(gòu)的尺寸;
3)盡管工程質(zhì)量要求很高,但施工時(shí)并不要求高級(jí)的專門技術(shù)人員操作;
4)能在短期內(nèi)完成加固工程;
5)幾乎可以不改變具有歷史價(jià)值建筑物的原有藝術(shù)特點(diǎn)。
(4)粘貼炭纖維布加固法
碳纖維是一種高新材料,它有著優(yōu)異的力學(xué)性能,是在幾千度的高溫下經(jīng)特殊工藝制造出的一種高科技產(chǎn)品。用環(huán)氧樹(shù)脂類粘結(jié)劑,將炭纖維粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位,使其與結(jié)構(gòu)形成整體,以炭纖維布代替鋼筋作用,提高梁的承載能力,其特點(diǎn)是[1]:
1)優(yōu)異的力學(xué)性能??捎行?yīng)用于多種形式的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng),包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風(fēng)、控制裂縫和撓度的擴(kuò)展等等;
2)優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性。碳纖維片具有極強(qiáng)的抗酸、堿、鹽、紫外線和防水能力,具有足夠的適應(yīng)氣溫變化的能力,外加防火涂料后可以有效地防火。因此,可以大大增強(qiáng)結(jié)構(gòu)對(duì)惡劣外部環(huán)境的適應(yīng)能力,延長(zhǎng)構(gòu)件壽命;
3)材料本身質(zhì)輕高強(qiáng)??梢圆辉黾咏Y(jié)構(gòu)體積和不改變結(jié)構(gòu)外形,增加的結(jié)構(gòu)重量可以忽略,便于用所需的色彩涂裝,而不留補(bǔ)強(qiáng)痕跡,這是其他方法不可比擬的;
4)施工工序簡(jiǎn)單??捎眯⌒碗妱?dòng)工具操作,工種少,用工少,工期短,進(jìn)度快,更有資料表明能在持續(xù)交通有震動(dòng)的情況下施工,而不影響補(bǔ)強(qiáng)效果,從而大大縮短施工斷交的時(shí)間,具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
3.2.2改變結(jié)構(gòu)體系法
(1)增設(shè)縱梁法
在墩臺(tái)地基安全性能好、并有足夠承載能力的情況下,可增設(shè)承載力高和剛度大的新縱梁。當(dāng)基礎(chǔ)承載力不足時(shí),必須對(duì)基礎(chǔ)采取加固措施。新增主梁與服役梁連接,共同受力,從而達(dá)到提高橋梁承載力的目的。當(dāng)新增主梁位于兩側(cè)時(shí),則兼有加寬的作用[3].
(2)增設(shè)立柱或橋墩,使簡(jiǎn)支變連續(xù),或改橋?yàn)楹母淖兘Y(jié)構(gòu)體系法
通過(guò)改變橋梁結(jié)構(gòu)體系,如在簡(jiǎn)支梁下增設(shè)支點(diǎn)(墩臺(tái)),縮短橋跨,或把相鄰兩跨簡(jiǎn)支梁加以連接,從而使簡(jiǎn)支梁變成連續(xù)梁。對(duì)于小橋,還可采用改橋?yàn)楹男问?,?lái)提高橋梁的承載能力。前者,一般為臨時(shí)通過(guò)重車的應(yīng)急措施,后者則必須視通航及排洪灌溉而定。
隨著我國(guó)公路交通運(yùn)輸事業(yè)的蓬勃發(fā)展,新建橋梁不斷涌現(xiàn),而原有橋梁也在不斷地老化。服役橋的加固是一項(xiàng)具有現(xiàn)實(shí)意義而又復(fù)雜的工作,它所需要考慮的因素及涉及到的問(wèn)題很多,從某種意義上,無(wú)論是技術(shù)改造方案的擬定與設(shè)計(jì)計(jì)算,還是技術(shù)改造的具體實(shí)施,都是值得人們不斷地去研究的方向。
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橋梁的基礎(chǔ)和墩臺(tái)的修理加固措施有哪些
希望對(duì)你有用。
1 橋梁加固的步驟與基本原則
一般來(lái)說(shuō),橋梁的加固包括現(xiàn)有橋梁的改造及病害橋梁的修復(fù)。其中,現(xiàn)有橋梁的改造一般是由于現(xiàn)在交通運(yùn)輸量的增長(zhǎng)、設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)的提高、公路路基寬度的拓寬等使一些橋梁已不能滿足當(dāng)前交通運(yùn)輸?shù)囊蠖M(jìn)行改造;病害橋梁的修復(fù)一般是由于橋梁材料的老化,運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)的不當(dāng)?shù)仁挂恍蛄撼霈F(xiàn)了病害而進(jìn)行維修。橋梁的加固與橋梁的設(shè)計(jì)一樣,除了應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范,符合技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、結(jié)構(gòu)安全的原則外,還必須經(jīng)過(guò)一定的程序和步驟,這就是所謂的加固概念設(shè)計(jì)。
1、橋梁結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)失效或損傷經(jīng)評(píng)估不能滿足結(jié)構(gòu)安全或正常使用要求時(shí),必須進(jìn)行加固。加固設(shè)計(jì)的內(nèi)容及范圍,應(yīng)根據(jù)評(píng)估結(jié)論和委托方提出的要求確定,可以包括整體橋梁,也可以是指定的區(qū)段或特定的構(gòu)件;
2、建立既有橋梁維修、加固、重建的經(jīng)濟(jì)分析模型,通過(guò)分析比較,選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、對(duì)現(xiàn)有交通干擾較小的方案實(shí)施,以保證改造后的橋梁能安全運(yùn)營(yíng);
3、根據(jù)需要改造橋梁的評(píng)估結(jié)論及經(jīng)濟(jì)分析,當(dāng)?shù)弥F(xiàn)有橋梁可以通過(guò)加固、維修達(dá)到使用要求的結(jié)論后,再提出橋梁加固的設(shè)計(jì)方案;
4、對(duì)于大橋、特大橋,其主要承重構(gòu)件需要加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí),加固設(shè)計(jì)方案應(yīng)≮2個(gè),進(jìn)行方案比選和經(jīng)濟(jì)評(píng)估,選擇最佳加固方案;
5、加固設(shè)計(jì)及施工盡量不損壞原結(jié)構(gòu),并保留具有利用價(jià)值的構(gòu)件,避免不必要的拆除或更換;
6、加固設(shè)計(jì)應(yīng)與施工方法緊密結(jié)合,并采取有效措施,保證新老結(jié)構(gòu)連接可*、協(xié)同工作;
7、加固設(shè)計(jì)應(yīng)按結(jié)構(gòu)實(shí)際損壞情況進(jìn)行計(jì)算;
8、在加固施工中,應(yīng)盡可能減少對(duì)橋上和橋下的通行車輛及行人的干擾,采取必要的措施,減少對(duì)周圍環(huán)境的污染;
9、在施工過(guò)程中,若發(fā)現(xiàn)原結(jié)構(gòu)或相關(guān)工程隱蔽部位的構(gòu)造有嚴(yán)重缺陷時(shí),應(yīng)立即停止施工,會(huì)同加固方案設(shè)計(jì)者進(jìn)行研究,待采取有效措施處理后,方能繼續(xù)施工;
10、加固施工中,應(yīng)采取安全監(jiān)測(cè)措施,確保人員及結(jié)構(gòu)安全。
總之,在具體的加固設(shè)計(jì)中,必需首先明確這種加固原則,才能做到“牢固可*、簡(jiǎn)便耐用、經(jīng)濟(jì)適用”。
2 橋梁加固的方法
加固,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是通過(guò)一定的措施使構(gòu)件乃至整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載能力及其使用性能得到提高,以滿足新的要求。這些措施包括直接針對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的,如體外預(yù)應(yīng)力,改變了結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài),使其回到原設(shè)計(jì)狀態(tài)或者更適應(yīng)新的要求;有些措施是針對(duì)截面的,即通過(guò)提高截面某一方面的承載力強(qiáng)度(如抗剪強(qiáng)度),從而改善整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載力水平。
根據(jù)橋梁的加固原因、加固部位以及現(xiàn)有橋梁本身橋型方案的不同,應(yīng)采用不同的加固方法。目前,橋梁上部結(jié)構(gòu)常用的加固方法有:體外預(yù)應(yīng)力加固法、體系轉(zhuǎn)換加固法、增加構(gòu)件加固法、粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法、橋面層補(bǔ)強(qiáng)加固法等;橋梁下部結(jié)構(gòu)常用的加固方法有擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法、高壓旋噴注漿加固法等?,F(xiàn)將以上加固方法一一介紹如下:
2.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)加固
2.1.1體外預(yù)應(yīng)力加固法 體外預(yù)應(yīng)力法的加固原理是在梁的下緣受拉區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力材料,通過(guò)張拉對(duì)梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力,在此偏心壓力作用下,使梁體發(fā)生上拱,抵消部分自重應(yīng)力,減小了結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度、改善了結(jié)構(gòu)受力,能夠較大幅度的提高結(jié)構(gòu)承載力。與通常的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相比,力筋與原結(jié)構(gòu)只在錨固點(diǎn)與梁連接,類似于無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。這種方法在自重增加很小的情況下可大幅度的改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的狀態(tài),提高結(jié)構(gòu)剛度、抗裂性。此法既適用于通行重車時(shí)的臨時(shí)加固,也可作為提高橋梁承載力的永久加固措施。
該方法主要適用情況有:當(dāng)混凝土梁中預(yù)應(yīng)力筋或普通鋼筋嚴(yán)重銹蝕及其它病害造成結(jié)構(gòu)承載力下降;需要提高橋梁的荷載等級(jí);用于控制梁體裂縫及鋼筋疲勞應(yīng)力幅度;適用于高應(yīng)力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu),尤其是大型結(jié)構(gòu)的加固等情況。
目前常用的體外預(yù)應(yīng)力的方法有下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固法和外部預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固法。
301國(guó)道盤錦立交主線橋和盤錦立交WH匝道橋,采用的都是體外預(yù)應(yīng)力法進(jìn)行加固,改善了橋梁的整體的使用性能,延長(zhǎng)了橋梁的使用壽命。
2.1.2體系轉(zhuǎn)換加固法 改變結(jié)構(gòu)體系加固舊橋通常是指增設(shè)附加構(gòu)件或進(jìn)行技術(shù)改造,使橋梁的受力體系和受力狀況發(fā)生改變,從而起到減小承重構(gòu)件的應(yīng)力,改善橋梁性能,達(dá)到提高承載能力的目的。這種技術(shù)具有提高結(jié)構(gòu)承載力,增大結(jié)構(gòu)剛度,減小撓度等優(yōu)點(diǎn)。
常使用的方法有:拱橋轉(zhuǎn)換為梁拱式拱上建筑法;梁橋轉(zhuǎn)換為梁拱組合體系法;簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)法;多跨簡(jiǎn)支梁轉(zhuǎn)為先簡(jiǎn)支后橋面連續(xù)體系法;增加輔助墩法等。以上加固方案形式各異,但加固實(shí)質(zhì)相同,即均是為所加固的橋梁加入新的支撐點(diǎn),縮短梁的計(jì)算跨徑,從而提高結(jié)構(gòu)承載力。
福建永安市大溪大橋?yàn)?0世紀(jì)70年代初修建的9孔雙曲拱橋,橋型為22.10m+25.60m+7x22.10m不等跨連續(xù)拱橋,設(shè)計(jì)荷載為汽車-13級(jí),拖車-60,由于交通量的增加,該橋在運(yùn)營(yíng)期間產(chǎn)生了較大的病害,荷載等級(jí)不能滿足現(xiàn)有交通運(yùn)輸?shù)囊螅?002年永安市對(duì)該橋該橋進(jìn)行了檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果表明該橋可以通過(guò)采取加固措施,使其達(dá)到汽車-20級(jí)、掛車-100荷載等級(jí)的要求。加固方案采用了把連續(xù)拱橋轉(zhuǎn)化為梁拱式拱上建筑體系的方法。加固改造時(shí),首先拆除側(cè)墻、護(hù)拱、拱上填料,對(duì)主拱圈進(jìn)行“卸載”,使主拱和腹拱的拱背完全暴露,其次對(duì)主拱圈拱背、拱腳進(jìn)行布筋,現(xiàn)澆混凝土加大其截面,然后接高腹拱墩,按梁板橋施工簡(jiǎn)支橋面板,這樣一來(lái)既減輕了主拱圈負(fù)重,又增強(qiáng)了主拱圈承載能力。加固改造后,經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的使用證明,效果非常好。類似的例子還有很多,如2003年加固的湖北鄂州涂家咀連續(xù)拱橋(L0=70m)、2005年加固的福建蔣樂(lè)積善連續(xù)拱橋(L0=30m)等等。
2.1.3 增加構(gòu)件加固法 增加構(gòu)件加固法主要是指增設(shè)縱梁提高承載能力或拓寬改建,增加橫隔板加強(qiáng)橫向聯(lián)系。當(dāng)墩臺(tái)地基安全性能好,并具有承載能力,上部結(jié)構(gòu)也基本完好,但其承載能力不能滿足要求,同時(shí)要求加寬橋面時(shí),一般采用增加承載能力高和剛度大的新縱梁使新舊梁互相聯(lián)結(jié)共同受力。對(duì)于要進(jìn)行拓寬改造的則還需要對(duì)墩臺(tái)進(jìn)行拓寬。
常使用的方法根據(jù)增加構(gòu)件及新舊主梁聯(lián)合受力形式可分為:增設(shè)縱梁加固(不拓寬橋面);增設(shè)邊梁加固;單邊拓寬技術(shù)改造;雙邊拓寬技術(shù)改造;增加輔助橫梁加固。
紹興斗門大橋是20世紀(jì)80年代修建的一座剛架拱橋(L0=40m),該橋通過(guò)20余年的使用,已出現(xiàn)多處病害,特別是重車過(guò)橋時(shí),橋梁出現(xiàn)晃動(dòng)。2004年通過(guò)對(duì)該橋病害的調(diào)查和分析,發(fā)現(xiàn)橫梁太單薄(原設(shè)計(jì)為空心薄壁橫梁)是導(dǎo)致重車過(guò)橋晃動(dòng)的主要原因,加固改造時(shí)在每孔主拱腿上增設(shè)8道鋼筋混凝土實(shí)心橫梁,斜桿上增設(shè)4道鋼筋混凝土實(shí)心橫梁。改造后該橋至今完好無(wú)損,重車過(guò)橋時(shí)橋梁也不再晃動(dòng),運(yùn)行完全正常。
河南南陽(yáng)桐柏淮河大橋采用了增設(shè)大邊肋進(jìn)行加固加寬的技術(shù)方案,對(duì)上下部結(jié)構(gòu)同時(shí)加寬,提高了結(jié)構(gòu)的承載力。該橋加固完成至今,狀況良好,并且有很好的視覺(jué)效果。
2.1.4 粘貼鋼板加固法 粘貼鋼板加固是采用粘結(jié)劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的受拉邊緣或薄弱部位,使之與結(jié)構(gòu)物形成整體,從而提高梁的承載能力的一種加固方法。若使用錨栓將鋼板錨固在梁體上,則又稱錨栓鋼板法,這時(shí)鋼板可適當(dāng)厚一些。鋼板固定于受拉混凝土表面可以增加混凝土結(jié)構(gòu)抗彎剛度,使結(jié)構(gòu)撓度減小,限制了裂縫的發(fā)展。并且施工時(shí)可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行裁切鋼板,有效的發(fā)揮粘鋼構(gòu)件的抗彎、抗壓和抗剪的性能,受力均勻,不會(huì)在混凝土中產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,除此以外,該方法還具有施工簡(jiǎn)便,快速,不影響結(jié)構(gòu)外形,加固費(fèi)用低,不減小橋梁凈空以及增加荷載不多等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是粘結(jié)劑的質(zhì)量及耐久性是影響加固效果的主要因素。
廣州東圃大橋是1998年建成通車的一座跨越珠江的特大橋,主航道橋型為106.6m+2x160m+106.6m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu),副航道橋型為51m+3x80m+51m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu),2003年發(fā)現(xiàn)主航道橋邊跨梁端腹板存在不同發(fā)展程度的斜裂紋,后來(lái)業(yè)主采用了粘貼鋼板加固技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了加固。具體措施是對(duì)修補(bǔ)部位的混凝土表面進(jìn)行修鑿,使其平整;用丙酮或二甲苯擦洗修補(bǔ)部位的混凝土表面和經(jīng)過(guò)處理的鋼板表面;以除去粘接面的油脂和灰塵;在鋼板和混凝土粘接面上均勻地涂刷環(huán)氧基液粘接劑;用方木、角鋼、和固定螺栓等均勻地進(jìn)行壓貼鋼板;養(yǎng)生到所要求的時(shí)間,拆除壓貼用的材料;在鋼板表面上再涂刷養(yǎng)護(hù)涂料。該橋現(xiàn)在加固工程已完成,加固效果良好。
2.1.5 碳纖維加固法 粘貼碳纖維加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)物表面,當(dāng)結(jié)構(gòu)荷載增加時(shí),兩者共同工作,提高構(gòu)件承載力,從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。纖維復(fù)合材料的力學(xué)特點(diǎn)是其應(yīng)力應(yīng)變量完全線彈性,不存在屈服點(diǎn)或塑性區(qū)。由于碳纖維具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異物理力學(xué)性能,以及施工速度快,施工工期短,粘貼質(zhì)量容易得到保證等優(yōu)點(diǎn),因此是舊橋加固補(bǔ)強(qiáng)的理想材料。碳纖維加固法中粘結(jié)材料的性能是保證碳纖維與混凝土共同工作的關(guān)鍵,也是兩者傳力途徑的薄弱環(huán)節(jié),因此粘結(jié)材料應(yīng)有足夠的剛度與強(qiáng)度保證碳纖維與混凝土間剪力的傳遞,同時(shí)應(yīng)有足夠的韌性,不會(huì)因混凝土開(kāi)裂導(dǎo)致脆性粘結(jié)破壞。與其它加固方法相比,采用碳纖維加固舊橋能最小程度的改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布,保證在設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共同受力。
廣深高速公路福田互通立交橋現(xiàn)澆異形混凝土空心板梁梁底有多處裂縫,導(dǎo)致板內(nèi)鋼筋銹蝕,橋梁承載能力下降,發(fā)現(xiàn)后采用了粘貼碳纖維布的方案對(duì)其進(jìn)行了加固,具體措施是處理裂縫處的混凝土表面,清除加固表面疏松部分,直至露出混凝土結(jié)構(gòu)層,并打磨平整,應(yīng)用強(qiáng)力吹風(fēng)器或丙酮將表面粉塵徹底清除,使之干燥、干凈;然后嚴(yán)格按照廠商提供的配合比和工藝要求在處理后的混凝土表面涂上底膠,按設(shè)計(jì)要求裁剪、粘貼碳纖維布。該橋加固后,恢復(fù)了承載力,后經(jīng)觀察,加固效果良好。類似的例子還有很多,如莘奉金高速公路春申路立交橋加固、107國(guó)道(深圳段)洋涌河大橋加固等等。
2.1.6 橋面層補(bǔ)強(qiáng)加固法 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法是通過(guò)在梁頂(橋面)上加鋪一層鋼筋混凝土層,使其與原有主梁形成整體,從而達(dá)到增大主梁有效高度和抗壓截面,增加橋面整體剛度,提高橋梁承載能力的一種常用且有效的方法。為了減小補(bǔ)強(qiáng)層增加的恒載,常將原有橋面鋪裝層鑿除,而且能使新老結(jié)合良好,共同受力。
目前,在很多橋梁加固改造中,同一座橋梁,針對(duì)不同的部位、不同的構(gòu)件、不同的改造原因同時(shí)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(gòu)件加固法、粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法、橋面層補(bǔ)強(qiáng)加固法;西藏尼木大橋的加固,采用了粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法、橋面層補(bǔ)強(qiáng)加固法;紹興斗門大橋的加固,采用了增加構(gòu)件加固法、橋面層補(bǔ)強(qiáng)加固法,等等。
2.2橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)加固
2.2.1 擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法 橋梁基礎(chǔ)擴(kuò)大底面積的加固方法,稱為擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法。此法適應(yīng)于基礎(chǔ)承載力不足或埋置太淺,而墩臺(tái)又是磚石或混凝土剛性實(shí)體或基礎(chǔ)時(shí)的情況。當(dāng)構(gòu)造物基礎(chǔ)具有較大的不均勻沉降,并且地基土質(zhì)比較堅(jiān)實(shí)時(shí),可以采用擴(kuò)大基礎(chǔ)法進(jìn)行加固。而對(duì)于擴(kuò)大部分基礎(chǔ)底部的地基承載力不足的問(wèn)題,可采取在擴(kuò)大部分基礎(chǔ)下打入一定數(shù)量的樁以提高地基承載力,樁的參數(shù)根據(jù)地基變形計(jì)算來(lái)加以選定。擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法,施工比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是它必須使新老基礎(chǔ)連成一體共同承受上部荷載,故其加固費(fèi)用較高,而且加固效果也不易控制。
2.2.2 高壓旋噴注漿加固法 高壓旋噴注漿,就是先利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆入土層的預(yù)定位置,旋轉(zhuǎn)并以一定的速度提升,同時(shí)將漿液或水以高壓流的形式從噴嘴里射出,沖擊破壞土體,高壓流切割并攪碎土層,使其成顆粒狀分散,一部分被漿液和水帶出鉆孔,另一部分則與漿液攪拌混合,隨著漿液的凝固,組成具有一定強(qiáng)度和抗?jié)B能力的固結(jié)體,從而對(duì)地基進(jìn)行加固的一種加固方法。旋噴注漿加固法,用途廣泛,加固地基的質(zhì)量可*而且效果好,成本低,加固效果明顯,且施工便捷,目前已逐漸成為我國(guó)常用的對(duì)橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)處理方法之一。
2.2.3 粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法 橋梁墩臺(tái)的加固改造也可以采用粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法增加墩臺(tái)的剛度, 提高墩臺(tái)的抗彎、抗壓和抗剪能力,其加固方法、加固機(jī)理與2.1.4及2.1.5一致,在此就不再詳述。
3 加固方案的選擇
加固方案與諸多因素有關(guān),選擇合理的加固方案非常重要,??紤]下列因素:
1、橋梁結(jié)構(gòu)型式;
2、橋位地形、水文、自然狀況;
3、橋梁現(xiàn)狀分析研究結(jié)論;
4、施工技術(shù)水平;
5、能否封閉交通;
6、預(yù)期加固效果;
7、資金投入量。
若定義:
建議: β>0.9,進(jìn)行橋面板加固;
β=0.7-0.8,粘貼鋼板、改變體系加固;
β=0.6-0.7,體外預(yù)應(yīng)力、貼碳纖維加固。
加寬加固同時(shí)進(jìn)行時(shí),宜將加寬部分與原橋連為整體,以充分發(fā)揮新加部分的卸載作用。
上述各種常見(jiàn)加固方法可綜合運(yùn)用,優(yōu)化組合,更能體現(xiàn)出加固效果及經(jīng)濟(jì)效益,但還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)不同的加固方法有對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法;
(2)加固后的橋梁結(jié)構(gòu)承載能力提高幅度受原結(jié)
構(gòu)的制約, 如原結(jié)構(gòu)配筋率、截面尺寸等,不可能無(wú)限制地提高承載能力;
(3)對(duì)于大跨徑復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)的加固計(jì)算,一般
要做結(jié)構(gòu)整體分析,有效工具是有限元法,必要時(shí)應(yīng)考慮非線性影響。
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