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桥梁加固范文1
中图分类号:U445 文献标识码:A
一、前言
目前,我国桥梁在出现问题的时候,经常不能够得到很好的加固补强,从而导致了桥梁的使用得到了限制,因此,有必要对桥梁梁板加固补强技术进行研究。
二、桥梁常见病害及其成因
1.承载能力不足
桥梁的承载能力是根据设计时所采用的荷载等级来确定的,早期建造的桥梁,特别是20世纪60-70年代建造的桥梁,设计荷载大多偏低。随着交通置的增加和荷载等级的提高,原有桥梁已经无法满足现今交通的需要,有些桥梁已经出现严重病害。
2.正常使用能力不足
这主要表现在桥面宽度不足;桥梁平面线形、纵断面线形标准太低;桥上通车净空或桥下通车净空不足,从而导致桥梁的正常通行能力不能满足要求。
3.设计、施工不合理
有些桥梁设计上不是很合理,结构构造处理不合理,桥梁在早期运营时其缺陷并不明显,运营一定时间后,病害逐渐显现出来。有些桥梁由于受施工质量、施工技术、施工手段等的限制和影响,存在一定的技术缺陷,随着运营时间的增加,其病害也逐渐显露、发展。
4.维修养护及加固措施不当
有些桥梁的技术缺陷则是由于养护维修不恰当引起的。比如桥面维修增加过大的恒载,致使桥梁本身自重过大,承载力相对提高较小或未提高;桥面排水处理不当,桥面渗水;又如支座维修不当,改变了整个结构的受力状态等。有些桥梁则是加固不当引起的。比如加固施加的预应力大小或者位置不恰当,引起结构的二次病害;又如结构体系改变不合理,致使结构的关键部位应力超限等。
5.自然老化
早期公路桥梁的设计龄期为50年,随着时间的推移,已建桥梁会不断损坏和老化,其承载力、刚度、延性和稳定性不断下降,这是一个不可改变的客观规律。
6.人为及外力因素引起的结构损坏。
比如超出设计最高水位的洪水、泥石流、浮冰、冰冻、地震、强风、船舶撞击等作用,河道不恰当开挖,桥梁基础下存在岩溶、矿山坑道等,引起桥梁结构的局部损坏。
7.超负荷运营
随着我国改革开放的深入,交通运输业竞争在不断加剧。按路线等级或者预期设计荷载等级来说,这一部分设计荷载等级并不低,但由于一些特殊的原因,桥梁使用荷载大大超出设计荷载,致使桥梁长期处于超重荷载作用下运营,加速了桥梁的损坏。
三、常用的桥梁梁板加固补强技术
1、加大主梁截面和配筋加固法
常用的有外包混凝土加固法。外包混凝土加固法又称为加大截面加固法,它是增大构件的截面和配筋,用以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性,也可用来修补裂缝等。梁桥和拱桥等旧桥,均可采用该方法加固。
根据被加固构件的受力特点和加固目的、构件部位与尺寸、施工方便等要求,可设计为单侧、双侧或三侧加固,以及四周外包加固。根据不同的加固目的和要求,又可分为加大断面为主的加固和加配钢筋为主的加固,或者两者同时采用的加固。加大截面为主的加固,为了保证补加的混凝土正常工作,亦需适当配置构造钢筋。加配钢筋为主的加固,为了保证配筋的正常工作,需按钢筋的间距和保护层等构造要求决定适当增大截面尺寸。加固中应将新旧钢筋焊接,或用锚杆联结补强钢筋和原构件,同时将旧混凝土表面凿毛清洗干净,以确保新旧混凝土良好结合。
外包混凝土加固法使用普通混凝土,强度等级不低于C20 号。当加固层较薄、钢筋较密时,可采用细石子混凝土加固,在条件许可的情况下亦可采用钢纤维混凝土加固。配置的钢材除普通钢筋外,还可采用型钢和钢板等。
2、粘贴钢板法
采用环氧树脂系列粘结剂将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉缘或薄弱部位,使之与原结构物形成整体共同受力,以提高其刚度,改善原结构的钢筋及混凝土的应力状态,限制裂缝的进一步发展,从而取得提高构件的抗弯、抗剪能力和减少裂缝扩展的效果,达到加固补强、提高桥梁承载能力的目的。
具体方法是,先在混凝土和钢板表面涂一薄层专用结构胶,厚度一般以2mm为宜,用抹刀刮平,将气泡挤出。随后将钢板粘在混凝土贴面上,加压成型,将多余的胶液沿钢板边缘挤出,使钢板紧密粘贴在混凝土面上。
该加固方法具有施工简便,粘贴钢板所占空间小,不减少桥梁净空,加固施工周期短,消耗材料少,粘贴钢板的加固部位、范围与强度可按设计构造需要灵活确定等特点。
3、粘贴碳纤维布法
与传统的其它加固方法相比,采用碳纤维布加固旧桥能最小程度的改变原结构共同受力。具体方法是,将抗拉性能优良的碳纤维布用粘结材料贴到梁体底面或箱梁内壁上,使其与原结构一起参与受力,即碳纤维布可以与原结构内布置的钢筋一道共同承受拉力,以提高旧桥的承载能力。沿桥梁的主拉应力方向(或与裂缝正交方向)粘贴碳纤维布,两端分别设置锚固端,据此可约束混凝土表面裂缝、防止裂缝再扩展,从而达到提高构件抗弯刚度、减少构件挠度、改善梁体受力状态的目的。目前可采用旧桥结构加固用的碳纤维有单向碳纤维布、单向碳纤维交织布、双向碳纤维交织布及单向碳纤维层压材料等。
四、加固方案的确定
采用加固方案之前,须先考虑耗费少、功效快、不中断交通、技术上可行、有较好耐久性等方面的要求。桥梁加固工作一般以不更改原结构形式为原则,在兼顾经济性的前提下,只有在较复杂的情况下,才可考虑更改结构形式。如果加固后仍不能达到交通运输要求,则必须考虑重建桥梁的局部或全部。经济上加固应比重新建桥节约大量的投资和材料,具有明显的经济效益。在分析经济效益时,应包括重建新桥期间交通中断所造成的经济损失。一般认为加固比重建节约费用60%~70%以上才是有意义的,否则重建新桥更有实际价值;桥梁加固之后,无论承载能力,还是耐久性方面都应达到使用上的要求。
旧桥加固方案的确定,首先要根据桥梁的现有技术状况、存在的病害、车辆通行的需要以及将来交通发展的趋势、对加固的必要性和可能性做出分析判断。然后对各种加固方法的技术经济效果进行比较,选择合理的加固方案。在进行桥梁加固的经济效益比较时,为了对各种加固方案的技术经济效果做出评价,从中选择合理可行的加固方案,常常采用下面两个指标来进行比较:
1.结构改善系数:桥梁加固改造后承载能力提高的百分率。
η=(P2-P1)/P1×100%
式中:η——结构改善系数;
P1——加固前桥梁承受活载的能力;
P2——加固后桥梁承受活载的能力。
2.成本效益系数:加固工程的单位成本所取得的结构改善系数。这个系数越大,其成本效益越大。
k=η/Q
式中:k——成本效益系数;
Q——每平方米桥面所需的加固费用。
合理选择加固方案,还要考虑与加固相关的其他因素,包括加固设施的养护费用、加固时交通阻碍造成运输效益上的损失、加固结构耐久性、施工安全和对环境的干扰程度等。对加固方案的技术经济效果进行全面的综合评价后,才能最终确定合理的加固方案。
五、桥梁梁板加固补强工程应用——以浙江省320国道临平段某桥梁为例
浙江省320国道临平段某桥梁始建于1993年6月,为改路段年代比较久远的桥梁。桥梁原设计为汽—13拖—60,加固补强后提高到汽—20挂车—100。该桥全长173.3m(16.8m×10孔)上部结构为工字梁加微弯板组成的组合T型简支梁。
近年来,随着交通量急剧增长,重型车逐年增加,主梁裂缝严重。最大裂缝宽度达0.4mm,部分微弯板也出现裂缝,桥面损坏严重。2002年12月,对该桥进行了碳纤维片等综合加固。加固前在桥上进行加载试验,由支点断面实测主剪应力结构分析,在最不利荷载作用下,各测试断面的实测剪应力校验系数在0.6—1.5范围内,实测最大剪应力为1.91MPa,为理论计算值的1.44倍,说明主梁抗剪强度已不满足设计要求;由各测试断面实测挠度结果分析,各测试断面实测挠度校验系数主要集中在1.0~1.3范围内,实测跨中最大挠度为11.33mm,为理论计算值的1.32倍,说明该桥主梁抗弯刚度已不能满足桥梁正常使用要求。加固后对桥梁同一部位进行与加固前相同加载试验,结果表明桥梁抗剪及抗弯刚度满足设计要求,由各测试断面实测挠度结果分析,各测试断面实测挠度校验系数主要集中在0.7~1.0范围内,实测挠度最大值为f=9.11mm,小于理论计算值f=10.10mm且小于规范所规定的容许挠度值f1=L/600=27.1mm;在相同荷载作用在同一部位的荷载作用下,加固前1号~3号梁跨中实测最大钢筋应力分别为64.8MPa、64.2MPa、68.2MPa,加固后各主梁实测最大钢筋应力分别为60.3MPa、51.6MPa、52.4MPa,分别为加固前的93.0%、80.4%、76.8%,说明桥梁结构的受力性能得到改善;加固前1号~3号梁跨中心实测最大挠度分别为7.43mm、8.03mm、7.94mm,加固后各梁实测最大挠度为5.97mm、5.93mm、4.84mm,分别为加固前的80.3%、73.8%、61.0%。
六、自然养护应遵循下述要求:
1、基本要求:
⑴每处施工完成后,自然养护24小时内应确保不受外力硬性冲击等干扰;
⑵每道工序过程中及完工后,均应采取适当措施保证不受污染或雨水侵袭;
⑶施工过程中平均气温一般都高于5℃,自然养护至达到设计要求需要3~5天左右。
2、对粘贴施工完成后的复合材料层,经自然养护至粘结胶完全固化后,对碳纤维布粘贴面仔细检查,如果碳纤维布粘贴层有空鼓或气泡,可以用刀片将碳纤维布划开(注意不要划的太大),然后采用注射器针管将调制好的粘结胶注入空鼓或气泡内填充至密实。应保证密实粘贴面积达到100%;
3、碳纤维布粘贴的质量标准:a.粘结胶浸润碳纤维束良好;b.碳纤维布粘贴密实与混凝土结合面达到100%以上;c.碳纤维布方向不发生弯曲;顺纤维方向搭接长度不小于10cm,各层之间的搭接部位不得位于同一条线上,必须错开至少50cm;d.碳纤维布规格、贴片位置、长度、宽度、纤维方向、层数符合设计规定;
七、结束语
总而言之,桥梁梁板的加固补强工作极其重要,关乎桥梁的使用质量和使用寿命,因此,要定时对桥梁的使用情况进行检测,发现问题及时采取加固补强技术。
【参考文献】
[1]李勇.碳纤维加固补强技术在桥梁工程中的应用[A].贵州省科学技术优秀学术论文集(2004年度)[C].2009:3.
桥梁加固范文2
关键词:桥梁;加固
中图分类号:TD265.2 文献标识码:A
桥梁作为交通运输的枢纽,直接影响着交通的流量和荷载。当它投入使用一定时间后,往往由于设计的局限和施工的欠缺,使其难以适应日益繁重的交通量,而且随着运输设备的高速发展和车轮负载的不断增长,使桥梁常常处于超负荷运行的状态,从而逐步成为交通运输线上的“瓶颈”。
因此,为了维持桥梁的正常营运,尽量保持和延长桥梁的使用寿命.对桥梁结构物进行经常性的养护维修是非常必要的。当桥梁结构物无法满足承载能力、通过能力(如荷载标准提高、原结构严重损伤从而承载能力降低、桥而过窄妨碍车辆畅通)等要求时,则需对桥梁进行必要的补强加固、拓宽等技术改造。
1 桥梁的维修整治
桥梁的维修整治或称养护维修主要是对危害桥梁正常营运的部分进行修缮工作。例如桥面铺装层、桥面伸缩缝装置、桥面防水设施、桥梁主体结构(如钢筋混凝土桥梁等的混凝土裂缝等)的缺陷,都会影响桥梁的正常营运及使用寿命,严重的甚至直接导致桥梁承载能力的降低。因此。在桥梁使用过程中对其进行经常性的维修整治是不容忽视的一项工作。桥梁技术改造的工作重点,往往是针对桥梁的主体结构,但同时也必须对影响桥梁正常使用的其他部分进行维修整治。
2 桥梁的技术改造
桥梁结构的安全度是以结构的强度、刚度、稳定性及耐久性等指标来衡量的,也就是说,桥梁结构必须满足基本的承载能力功能的要求。桥梁结构应具有足够的强度,以承受作用其上的荷载,使桥梁结构构件或其连接构造不致产生破坏;结构各部分应具有足够的刚度,以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲变形;构件的截面必须有适当大小的截面尺寸,以使其在承受荷载时不发生屈曲而丧失稳定性.对桥梁结构物不仅要保证结构具有整体强度、刚度及稳定性,而且必须保证结构各组成构件具有足够的强度、刚度及稳定性,同时结构物必须具备良好的工作性能及足够的耐久性。但是,桥梁结构由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性以及计算假定的近似性等原因,其实际安全度往往是一个不确定值。有的桥梁由于设计与建造年代久远,原设计荷载标准偏低,现时运行重车增多、行车密度增加而不适应;有的桥梁由于采用的桥型结构不当或设计计算假定不尽合理,导致结构实际受力状态与计算假定不完全相符;有的桥梁在施工时由于质量控制不严、管理不善而造成不应有的缺陷;有的则因不注意经常性的检查、维修整治导致结构产生缺陷而不能维持正常的工作条件等。
3 桥梁加固措施
为适应桥梁对抗震的要求,针对震害所出现的各种薄弱环加强桥梁构造以提高桥梁抗震能力,显然是有重要意义的。
3.1 桥梁杭震的构造要求
3.1.1 对简支梁、连续梁、系杆拱等梁式体系,必须设置阻止梁墩横桥向相对位移的构造,阻止梁的横向位移。
3.1.2 对悬臂梁和T形刚构除采取上述措施外,还应采取阻止上部结构与上部结构之间出现横桥向相对位移的构造措施。
3.1.3 对活动支座,均应采取限制其位移、防止其歪斜的措施。
3.1.4 对简支梁应采取措施防止地震中落梁,如采用螺栓连接,钢夹板连接,以及将基础置于可液化层一定深度等措施。
3.1.5 对于桩式墩和柱式墩,桩(柱)与盖梁,承接处的配筋不应少于桩或柱身的最大配筋。
3.1.6 对于砖石、混凝土墩台,应考虑提高墩台帽与墩台本身以及基础联结处,截面突变处和施工处的抗剪强度。
3.1.7 桥台胸墙应予加强,在胸墙与梁端部之间,宜填充缓冲材料,如沥青,油毛毡等。
3.1.8 砖石、混凝土墩台和拱圈的最低砂浆强度等级应按现行公路桥涵设计规范规定的要求提高一级使用。
3.1.9 不论为梁式桥、拱桥尽量避免在不稳定的河岸修建,并应合理布置桥孔。避免将墩台布设于在地震时可能滑动的岸坡突变处。
3.1.10 大跨径拱桥的主拱圈,宜采用抗扭刚度较大,整体性较好的断面型式,如箱形拱、板拱等。当主拱采用组合断面时,应加强组合截面的连接强度,对双曲拱桥应加强肋波间的连接。
3.1.11 大跨径拱桥不宜采用二铰和三铰拱,当小跨径拱桥采用二铰板拱时,应采取防比落拱构造措施。
3.1.12 砖石、混凝土腹拱的洪上建筑,除靠近墩台的腹拱采用三铰或二铰外,其余腹拱宜采用连续结构。
3.1.13 拱桥宜尽量减轻拱上建筑的重量。
3.1.14 刚性地基烈度为9度(地震动峰值加速度系数≥0.4g)时,或非刚性地基烈度为7度(地震动峰值加速度系数0.1~0.15g)时的单孔及连拱桥与端腹孔均应采取防止落拱构造,包括加长拱座斜面,设置防落牛腿以及将主拱钢筋伸入墩台帽内。
除上述外,还要加强施工质量管理。
3.2 桥梁杭震加固的原则
在烈度为8度(地震动峰值加速度系数0.2~0.3g)及8度以上的地震区,公路桥梁均应局部加强其抗震薄弱环节。
重要大跨径桥梁作重点加固,一般性桥梁作一般性加固。
3.3 梁式桥的抗震加固
防止顺桥向(纵向)落梁的抗震措施主要有:增设挡块和加强胸墙,桥台加固挡板,用H形卡架和三角形支架加固,墩帽上设置活动支座端挡块等。
防止横桥向落梁的抗震措施主要有:用钢丝绳横向连接加固,边主梁外侧设置挡块或挡杆,边主梁外侧设钢支架加固等。
防止支座破坏的主要措施有:宽盖梁上设置支座挡块,U形承托支座加固,一字形承接支座加固,两支座用钢筋纵向连接加固等。
3.4 拱式桥的杭震加固
对双曲拱桥因其连接部位较多,如拱肋和拱波的连接,拱肋和桥墩(台)的连接,拱上建筑和拱圈连接,这些薄弱环节,亦应预以加固。其主要抗震措施有:拱肋与拱波之间用钢筋混凝上补强,拱顶上部用钢筋混凝土加固,或用加劲钢及剪力撑法,对拱脚用钢筋混凝土加固等。
3.5 墩台和基础的杭震加固
基础在设计或修建时没考虑增加地震因素时,应采取以下加固措施:对于扩大基础,可采用外加固围裙的方法进行抗震加固。加打木桩浇筑混凝土增大基础底面积。对于桩基础采用加筑围裙式条形基础。在一般冲刷线以下,桥台前端加高斜撑。桩墩两侧加设斜撑加固。对于排架桩采用横斜撑加固。对断面薄弱处采用扩大桥墩断面加固法。台后土压力较大时,可在台后加建挡墙。于台前增设扶壁加固,其基础埋深一般在冲刷线以下1m。地震造成台后沉陷,用台后增设桥孔来稳定桥台。台背两侧出现坍塌时,改建成U形台,从而加固台身以稳定土坡。
结束语
公路桥梁结构缺陷的种类很多,产生的原因也很复杂,因各种桥梁的结构类型、地基类型、材料种类、施工质量、通行车辆、管理养护工作等的不同而千差万别。对于这类缺陷,查清后就必须及时加以处理,或者进行修补加固,或者报废重新浇筑。
参考文献
[1]刘来君.桥梁加固设计施工技术.2004.
桥梁加固范文3
桥梁加固,就是通过一定的措施使构件乃至整个结构的承载能力及其使用性能得到提高,以满足新的要求。也就是要针对桥梁所发生的不能满足继续使用的状况进行处理。
一、我国桥梁存在的普遍问题
在用预应力混凝土连续刚构桥,普遍修建于近20年,在工程施工完成后普遍出现在收缩徐变完成后,跨中仍然持续下挠,腹板底板开裂的现象;而钢管混凝土拱桥,在近10年的桥梁建设中,以其优异的施工性、经济性、造型美被广泛应用,但实践的真实反映这一组合结构的计算方法并不成熟,管节点焊缝疲劳没能很好解决,吊杆寿命难于估计。
我国桥梁设计载重标准经历了从汽- 10、汽- 13、汽-15、汽-20、汽-超20的发展过程,其中载重标准在汽-20以下的桥梁占多数;验算荷载也由拖- 30、拖-60 、拖- 80 发展到挂- 100 和挂- 120;规范规定的车辆荷载安全系数为1.40,低于美国的1.75和英国的1.73;按交通部以往的桥涵设计规范,室外受雨淋(干湿交替环境)的混凝土构件,钢筋保护层最小设计厚度尚不到国际通用规范规定的一半;如此等等。原先设计规范标准过低,加上日益增加的交通量和车辆超限超载现象泛滥,相应的公路桥涵负荷日趋加重,一大批桥梁出现不同程度的病害,结构老化、破损、变形较大、开裂现象严重,桥梁的持荷能力明显下降,有相当一部分成为危桥我国的桥梁安全状况不容乐观。桥梁加固已成为继桥梁建设后的又一大难题!
二、桥梁加固的原则
首先根据桥梁的现有技术状况、存在病害、车辆通行的需要以及将来交通发展的趋势,对加固的必要性和可行性作出分析判断,然后对各种加固方案的技术经济效果进行比较,选择合理的加固方案。一般应符合下列要求:
1、比重建新桥节约60-70%以上的费用才是可行的,有意义的。包括因加固桥梁中断交通造成的经济损失。
2、桥梁经加固后,其结构性能、承载力和耐久性方面都能达到使用上的要求,
3、桥梁下部结构具有足够的潜力,能满足加固后的桥梁对基础的要求。
4、对加固技术的先进性、经济性及耐久性等进行全面综合评价,力争采用各种指标较好的加固方案。
三、桥梁加固的方法
从桥梁加固的部位来分,桥梁可分为上部结构加固、下部结构加固。
3.1上部结构
3.1.1加大截面法
主要采用锚喷混凝土加固法、钢筋混凝土下套拱法、T梁、П梁转箱梁,适用于钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件、钢筋混凝土受压构件的加固,以提高受弯构件的抗弯承载力、抗剪承载力和刚度;提高受压构件的正面截面承载力和刚度。
3.1.2粘贴加固法
采用粘贴纤维复合材料加固法适用于钢筋混凝土受压柱,以提高延性、耐久性的加固;亦可用于梁、板的加固。
采用粘贴钢板加固法、适用于钢筋混凝土受弯、受拉和受压构件的加固
3.1.3体外预应力加固法
主要采用预应力筋加固法、下撑式预应力拉杆加固法当被加固构件的混凝土强度等级低于C25时,不宜采用预应力加固方法。
3.1.4体系转换法
主要采用增设支承结构加固法、简支变连续加固法
3.2下部结构
3.2.1盖梁的加固
采用体外预应力、增大截面、粘贴钢板、粘贴纤维复合材料等措施。
3.2.2墩柱的加固
采用增大截面、钢套管骨灌注混凝土、粘贴纤维复合材料、粘贴钢板等措施。
3.2.3台身的加固
采用外包钢筋混凝土套箍、更换后台填土、增设辅助挡土墙、框架梁加注浆锚杆等措施。
3.2.4基础的加固
采用增大基础底面积、增大桩头面积或增加基桩、增设支撑梁等措施。
3.2.5地基的加固
主要采用高压旋喷注浆、土体注浆等措施。
3.2.6墩台基地冲刷的处理
桥梁加固范文4
关键词:桥梁;病害;加固;施工
中图分类号:TU997文献标识码: A
1引言
社会经济发展的同时,也推动了我国道路桥梁设计与施工技术的发展,但需要注意的是桥梁病害以及因此而带来的各种交通风险也在不断的增加。近年来, 世界各国桥梁坍塌事件层出不穷,对人民的生命财产安全构成了严重的威胁。从道路桥梁的实际施工和使用过程来看,目前我国道路桥梁建设中依然存在着诸多的问题,如果不及时采取有效的措施予以应对,任其发展下去势必造成更加严重的后果。由此可见,我们应当引起高度重视,对这一问题进行深入细致的研究,并在此基础上探寻科学有效的应对策略,从而为我国道路桥梁建设的可持续发展奠定坚实的基础。
2.1 桥梁的病害现状
早在施工之初,工作人员就发现了预应力管道的压浆不够密实,但是并没有进行及时处理,有引起预应力钢绞线锈蚀的可能。在竣工试验的过程中,工作人员又发现翼板变形值超过标准要求,所以提出了在实际运营过程中应注意观测的建议。
通过实际检测,可发现桥梁当前存在以下几种主要病害:主翼板存在开裂问题,裂缝相对较长;主梁脊骨实体侧面存在局部缝隙,宽度范围在0.05~0.25mm之间,主要集中在翼板根部附近;支座钢件局部存在锈蚀,防尘罩丢失;桥台装饰板的混凝土存在剥落现象,部分钢筋露出;桥头防撞墙缺损,且沉降严重;桥面因年久失修而存在大量的凹陷或车辙。
2.2 存在病害的原因分析
(1)在早年的施工过程中,预应力管道的压浆不够饱满,且在发现问题后没有进行及时有效的处理,水分由此可以通过预应力管道的出浆排气孔渗入到管道内部,进而对钢绞线产生腐蚀作用。
(2)桥梁上部主梁翼板全部采用预应力混凝土受力构件,在竣工检测时,发现在车轮的荷载作用下,翼板挠曲变形度相对较高,介于同结构、尺寸的普通钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的挠曲变形度之间,从侧面证明了结构未能完全实现自身的预应力度。这样一来,就会使翼板根部截面上缘的混凝土产生拉应力,最终导致开裂。
(3)桥梁主脊采用的是3.0m×1.5m的实体混凝土,在建造过程中受水化热的影响,混凝土内部温度相对较高,构件表面因此出现了一些或可见、或不可见的裂缝,在混凝土后期的收缩徐变中,很多裂缝已经趋于明显。
(4)在使用过程中,水会沿着混凝土的裂缝进入到其内部,通过后于梁侧面的裂缝渗出,对混凝土造成侵蚀。就实际情况来看,桥台装饰板的施工质量不足,竣工后也没有对这一部分进行妥善处理,当主梁伸缩变形时,就会使装饰板表面的混凝土脱落,让钢筋露出。桥台的台后填土压实度不足,后期沉降值因此较高,最终导致桥头路基沉陷。
3 桥梁病害的加固设计
3.1 设计原则
加固设计首先是维持原有的设计标准,通过增设横向钢筋混凝土横隔梁、纵向体外预应力束等综合处理办法,对桥梁的病害进行处理、维修和加固,从而使桥梁翼板横向刚度和结构的整体受力状态都能得到改善和提升,达到正常使用对于承载能力的要求,从而在提升桥梁耐久性的同时延长其使用寿命。
3.2 设计方案
本次加固主要包括桥梁的主梁、支座、桥台、桥面、桥头路基五部分内容,维修和加固分别采取以下措施:
(1)主梁。针对预应力管道压浆密实度不足的问题,采用向排气孔压入水泥浆液的方法进行处理;针对预应力钢绞线的腐蚀问题,采用设置梁体两侧可调盈利的预应力束的方法进行处理。针对翼板混凝土开裂的问题,采用灌浆和粘贴钢板的方式进行处理;针对翼板刚度不足的问题,采用增设横隔梁的方法进行处理。
(2)支座。通过除锈、除尘、刷漆、设置防尘罩、补充硅脂的方法对支座病害进行处理。
(3)桥台。维修主梁横隔梁与装饰板之间的间隙。
(4)桥面。对原有的沥青混凝土桥面进行全部凿除,重新进行改性沥青混凝土桥面的铺筑。
(5)桥头路基。通过压力注浆的办法对路基的沉陷问题进行处理,对防撞墙的损坏部分进行修复。
4 桥梁病害的加固施工及注意事项
4.1 凿除原有铺装层
在施工过程中,采用人工操作小冲击力设备的方式进行,以免对混凝土造成损伤。凿除后,要露出桥面板顶面的新鲜混凝土,并形成凹凸度在6~12mm之间的粗糙面。随后,使用高压气泵将局部存在的松散碎石清除。
4.2 管道注浆
首先,工作人员要寻找到主梁混凝土顶面的管道出浆排气孔,随后,即可向主梁的预应力管道注入水泥浆液。这里所使用的应尽量为水:水泥=2:1的纯水泥浆液,注浆压力要控制在0.2MPa的水平。
4.3 设置横隔梁
在需要设置横隔梁的位置,将主梁表面的混凝土凿出新鲜的混凝土面,同时将桥面板凿出1~2个直径为20cm的圆孔或20cm×20cm的方孔,为混凝土的浇筑提供入口。在主梁的翼板、腹板钻孔并植入钢筋,并通过焊接的方式将植入钢筋与横隔板钢筋连接成为一个整体。在进行腹板钢筋的植入时,需要注意避开腹板内设置的预应力钢筋;在浇筑混凝土之前,要将界面漆刷涂在原有混凝土的表面;在整个浇筑和养护过程中,工作人员要注意进行交通的封闭,以免混凝土的浇筑质量因受到扰动而降低。
4.4 桥面铺装
首先,需要对混凝土梁顶面进行清理,并进行防水层的涂刷。需要注意的是,在涂刷防水层之前,要通过高压水对铺装面的松散部分进行清理,待水分蒸发之后,再进行防水层的涂刷。整个操作过程要做到力度均匀,不得存在漏刷或堆积涂料的情况。尤其是外侧防撞墙、中央分隔带、桥面铺装、泄水管口附近的防水层,一定要保证严密性和连续性。防水层涂刷操作结束后,要设置相应的保护措施,避免因机械或人工操作将其划伤,若出现破损,要在第一时间进行处理。在上述操作结束之后,即可进行SBS改性沥青混凝土桥面的铺装,厚度8cm,分两层铺筑。
4.5 裂缝灌胶及封闭
在采用封缝胶对裂缝进行封闭之前,必须要对混凝土的表面进行彻底处理,完全清除油垢、砂砾、松散灰浆,使混凝土表面处于干净、干燥的状态。
4.6 翼板补强钢板的设置
(1)表面处理。工作人员要彻底清除劣化混凝土,要对原有的混凝土进行凿平、拉毛、清理灰尘,使骨料露出,以保障粘贴质量。
(2)固定螺栓。要在设计图纸中的指定位置钻孔,植入膨胀螺栓或螺杆。若钻孔与原有的空心板钢筋发生冲突,可根据实际情况进行适当调整。
(3)钢板加工。钢板加工要严格按照设计要求进行,钻孔位置可根据之前植入的膨胀螺栓或螺杆进行适当的调整,且表面要通过机械方式除锈。
(4)钢板粘贴。在粘贴前,要将钢板焊接平整,在将锈迹清理干净后,涂抹一层结构胶。随后,通过结构胶和螺栓将钢板锚固于梁底。结构胶的配置应根据相关规定进行,配置结束后要尽快将其用尽,避免其发生硬化。
(5)防锈。将粘贴结束的钢板表面清理干净,并将超过罗姆的螺栓头用砂轮清理掉,除锈后先刷涂一层环氧树脂薄浆,在刷涂两道红丹和一道面漆,使防锈处理更加有效。
4.7 预应力束施工
这部分施工的要点主要有以下几方面:(1)钢绞线的切割应通过圆盘切割机进行。无论是锚具还是钢绞线,都要避免局部损伤或生锈,防止出现脆性破坏。(2)预应力钢束应从两端同时张拉,并采用张拉力和引伸量双控。(3)张拉结束后,要避免对钢束或锚头进行撞击,并通过切割机将多余的钢绞线进行切割。
5 结语
桥梁病害情况各有不同,且设计期与施工期之间往往存在着一定的间隔,难免会出现一些意想不到的情况,所以,在施工的过程中要坚持动态控制的理念,并加强监控力度,确保各项病害都得到根本性的治理。
参考文献:
[1]王斌斌.浅谈公路桥梁加固施工技术[J].建材发展导向,2011,(23):149-150.
[2]陈文强、陶立强.浅析钢筋混凝土桥梁的加固方法[J].科技资讯,2011,(32):58-58.
桥梁加固范文5
关键词:桥梁;维修加固;施工技巧;探讨研究
Abstract: with the rapid development of the economy in our country is the pace of the construction of the bridge also get the corresponding development. In all kinds of economic demand in our country under the number of vehicles a continued growth trend, the bridge was growing pressure. Of the available bridge can not meet the needs of the development of the transportation fast, even a lot of the outdated bridge have already can't use, has greatly affected the development of traffic construction in our country. Part of the build time longer, and the defect of bridge, if directly used to dismantle or abandoned reconstruction way, not only will give bridge builder to bring the huge workload but also can't meet the national capital and development requirements. So, the bridge construction enterprise must fully grasp the bridge maintenance and reinforcement technique, choose to use scientific and reasonable repair reinforcement methods to improve the bridge damage, improve its carrying capacity, for countries to create huge value benefits. This article in view of the bridge maintenance and reinforcement technique requirements and the essence of some kind of skill thorough analysis and discussion, the hope can give bridge construction enterprise to bring the help.
Keywords: bridge; Maintenance and reinforcement; Construction skills; The research
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号
1 桥梁维修加固的本质要求
我国日益增长的交通运输量给桥梁带来了沉重的压力,很多桥梁都出现了不同程度的破损情况,部分年代久远的桥梁甚至已经不能使用。若果将部分破损的桥梁拆除进行重建,就必须要投入大量的资金、人力及物力,而且施工改造的时间较长,极大的影响了我国经济的迅速发展。如果能够在科学合理的改造方案下,选择高效的维修加固技巧,来对桥梁破损的部分进行维修加固或改造,不仅可以有效增加桥梁使用的时间,而且可以减轻国家的资金负担。桥梁的维修加固必须在牢固可靠、简便耐用、经济适用的原则下来开展维修加固工作。通过合理的方案,投入适宜的资金,改善陈旧桥梁破损的状况来满足我国交通发展的需求,这是进行桥梁维修加工的本质要求。桥梁的维修加固不仅可以给国家创造巨大的社会及经济效益,而且契合我国桥梁发展的本质需求。
2 维修加固技巧的影响因素及选择要求
桥梁的维修加固措施的选择与很多因素之间存在着非常密切的联系,以下几种是在选择适宜维修加固技巧时需要考虑的因素:桥梁的地理位置、水文环境等。改造企业所掌握的技术水平及质量。投入改造的资金状况。④桥梁的具体构成情况。⑤在进行维修加固时交通的封闭情况。⑥预期的维修加固效果。⑦桥梁在维修加固过程中的不稳定因素。科学合理的维修加固技巧要贴合桥梁的实际情况,争取最大程度上改进桥梁的不足或改善其破损状况,从而获得最高的社会及经济效益。在选择维修加固技巧时要特别注意以下两个问题:桥梁在施行维修加固之后获得的整体承载能力会受到原来截面尺寸、配筋率的制约,不能无上限的提升载重能力。不同的维修加固技巧应该有与其相适应的设计及计算形式。
3 若干种桥梁维修加固技巧
维修加固是指运用不同的方法及措施,结合可以利用的资源来对存在可以改进或破损的桥梁进行改造,提升桥梁整体的承载能力及性能,以满足我国交通量的需求。对桥梁进行维修加固可以选择以下几种技巧。
3.1 桥墩维修加固技巧
对于桥梁下方的维修加固主要是为了提升桥墩的承载力度。若桥梁的桥墩产生结构性不同程度的损伤时,可以选择采用粘贴钢板、外包混凝土或者碳纤维等形式来施行维修加固。如果是横向跨度较大的桥梁产生结构性的损伤,地基可能是导致其状态发生变化的原因。在维修加固这一类型的桥梁时,可以选择加填硬土或注浆等措施来对桥墩进行维修并加固,从而提升桥梁整体的载重能力。抬桩是在桥梁维修加固中使用频率较高的一种方式,抬桩是指在桥梁原来设置的桩两侧分别再增加一根桩,再运用植筋来对承台进行扩大,实现共同受力的目的。钢筋混凝土套箍则是另一种不同的加固桩基方式,运用这一种方式是由于桥墩下部的桩基由于多种原因引发了缩径情况。这种维修加固方式首先要对桩体存在的虚浮物进行清除,再施行植筋,最后在桩体外部套箍稍微略显膨胀的混凝土。在桥梁的维修加固中,每座桥梁出现的损伤情况都是不同的,甚至在一座桥梁的不同部分,也会出现差异性的损伤。例如在维修加固宜宾马鸣溪金沙江大桥的时候,针对其不同部位的差异性损伤情况分别运用了粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、增加构件加固法、桥面层补强等方式。所以,在实际中的维修加固方式选择上,必须要贴合实际情况,来选择最佳的维修加固方案。
3.2 改变结构受力体系的维修加固技巧
这一种是通过改变结构受力体系来实现提升桥梁载重能力的方法,改变结构受力体系是一种具有很强主动性的维修加固技巧。这种维修加固技术具有能够显著提升桥梁整体的承载能力,减小挠度的同时增强结构的刚度等特点。但是使用这种维修加固方式的时侯基本上都要对桥梁表面的铺装进行再处理,需要较大的改造费用,而且负弯矩区的施工质量对桥梁整体的维修加固效果产生很大的影响,所以采用的频率较低。锚喷混凝土、增加横向联系、增设主梁等都是属于结构性维修加固的方法。
3.3 碳纤维维修加固技巧
碳纤维维修加固技巧具有操作简便、强度高、耐腐蚀等独特的优点,是我国近几年时间新引进的一种桥梁维修加固新技术。但是碳纤维本身固有的耐火性及脆性不好等因素,限制了其在我国桥梁维修加固中的广泛应用。
3.4 增大截面并配筋的维修加固技巧
这种改造技巧一般选择加大桥梁侧面或者底面的尺寸,并增配主筋,以此来提升桥梁主要部分截面有效的高度,最终实现提升桥梁整体载重力度的目的。增大截面的维修加固方式要在桥梁底部进行施工,改造的质量很难控制并改造的困难系数也比较大。所以,虽然这种维修加固方式的费用支出不大,但是在我国的桥梁改造中却没有得到广泛的应用。
3.5 体外预应力维修加固技巧
在桥梁下部分受拉区域放置预应力相关的材料,再通过张拉来获得偏心预应力,这种偏心压力会让梁体上拱,抵除了一些桥梁的自重应力。体外预应力维修加固技巧的使用能够明显改善桥梁结构的变形及裂缝等破损情况,整体的结构承受能力也得到提高。我国建筑行业一般采用外部预应力钢丝束及下撑式预应力拉杆这两种维修加固方式。体外预应力维修加固技巧是一种对桥梁交通影响最小的方式,其优点是可以在开放部分交通的条件下进行施工,但是在采用体外预应力维修加固技巧之后必须对体外预应力筋进行养护,预防其腐坏。
3.6 粘贴钢板维修加固技巧
粘贴钢板维修加固技巧具有技术可靠、工艺成熟、施工简便、施工时间短、效果较好等优点,而且可以在很小的范围内改变桥梁原来结构的尺寸。这种维修方式使用锚栓及粘结剂来把钢板粘贴在桥梁发生破损的部位或混凝土的结构受拉面上,让钢板和用来加固的混凝土充分融合形成一个整体,满足提升桥梁载重能力的要求。粘贴钢板维修加固是目前我国建筑行业应用得最多的一种维修加固方法。
3.7桥墩加固法
桥梁下部结构加固的主要目的是提高桥墩的整体承载能力。如桥墩发生了结构性损伤,可以用外包混凝土、粘贴钢板或碳纤维的方法进行加固。但是对于实体桥墩等横向刚度比较大的结构,其状态变化主要是由地基所引起,此时可重点从回填硬土或者对地基进行注浆等方法提高其约束桥墩的能力,提高桥墩的整体承载能力。抬桩就是通常使用的一种有效的加固方法。另一种桩基加固方法是钢筋混凝土套箍。由于下部桩基施工等原因,造成桩基缩径,采用的加固方法是清除桩体虚浮物,通过植筋后,外抱箍微膨胀混凝土。
4 加固方案选择与效果评价
加固方案与诸多因素有关,常考虑的主要因素有:桥梁结构型式;桥位地形、水文、自然状况;桥梁现状分析研究结论;施工技术水平;能否封闭交通;预期加固效果;资金投入量等。
桥梁加固应在不断总结经验和技术进步的基础上形成专门规范,同时要重视对加固后的桥梁进行检测和观察,以确定加固的效果。桥梁加固后的上部结构通常是用静载或动载试验,将试验结果与加固设计的计算结果进行对比,来判断桥梁加固成功与否。但对下部结构而言,不方便进行荷载试验,通过其频率变化来定量评估加固效果。桥梁的加固技术是新技术,,为指导加固技术的应用,需提出一整套完整的实用性桥梁检测、评定与加固成套的技术规范,为我国危旧桥的改造提供技术支持,确保危旧桥的改造工作科学合理,使桥梁加固做到“有章可循”、“有法可依”。
5结束语
我国的桥梁维修加固技巧应该在定期总结成功经验的前提下形成规范的改造体系。在对桥梁进行改造的时候,不仅要注重维修加固技术的选择,还要加大对改造后的桥梁进行经常性的监测。在监测的过程中,及时发现存在的不足,并探索改进的方法,为存在破损与危机桥梁的维修与加固不断提供可靠的技术支持。保证我国破损的旧桥能够在科学合理,并且具有很高可能性的措施下得到维修与加固。在维修加固桥梁的过程中逐渐形成检测、评估与维修加固一体综合化的技术规范,让我国桥梁的维修加固能够做到有法可依。
参考文献:
[1]姜.桥梁加固工程中材料技术的应用和发展[J].山西建筑,2009,(09).
[2]胡雯.危旧桥梁的加固方法选择与适用范围[J].黑龙江科技信息,2009,(03).
[3]李亚,丁颖,刘冬瑞.桥梁加固技术概述[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2007,(02).
桥梁加固范文6
关键词:病害;加固
中图分类号:K928文献标识码: A
Abstract: With the emergence of heavy transport vehicle. with a variety of heavy vehicles, engineering, highway bridge load is increasingly aggravating, and the old section of the bridge aging, damaged or affected by the original design standard limit, and many concrete bridges due to the lack of durability and eventually lead to failure of structure, concrete bridge in quite a number of serious damage, or in the extended operation state. If you do not pay attention to diagnosis and treatment of the disease of the bridge, do not take effective reinforcement measures, allowed to develop, would pose a threat to bridge safety.
Keywords: Disease; Reinforcement
前言
桥梁结构应具有足够的强度,以承受作用于其上的重力和附加力;结构各部必须具有足够的刚度,以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形;结构各部尺寸必须具有适当大小,以使其承受轴向压力时的构件不发生屈曲,丧失稳定性。
桥梁病害形成的原因
由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性、计算假定的近似性,致使在长期使用过程中桥梁结构产生病害,其具体原因如下:原设计荷载偏低,交通发展后车辆荷载增大,桥梁因承载能力不足而产生病害;结构设计中存在缺陷,如采用桥型结构不当、设计假定不尽合理;桥梁施工质量差,未按设计要求和施工规程实施;不重视桥梁后期养护工作,没有及时消除己产生的病害;洪水等自然灾害使桥梁产生损坏;地质条件差,如滑坡、软基等导致桥梁产生病害。
二、公路桥梁存在的常见病害
1主拱圈裂缝病害。
主拱圈中波纵向裂缝,检查时常发现各孔中波波顶均存在纵向裂缝,肋、波连接处裂缝,各孔拱波与拱肋连接处大部分均发生裂缝,拱肋裂缝,各孔拱肋均有横向裂缝,有不少是U形裂缝,这些裂缝多发生在拱顶前后10m左右范围内,横系梁裂缝。
2钢筋锈蚀病害。
钢筋发生锈蚀时,锈蚀部分的体积可膨胀至原来体积的10倍以上,从而对周围混凝土形成挤压,造成混凝土开裂、剥蚀、使截面有效尺寸减小,导致结构承载能力下降,锈蚀剥蚀,使截面有效尺寸减小,导致结构承载能力下降。锈蚀的直接后果是钢筋断面面积减小,对于以钢筋作为抗弯能力。钢筋锈蚀还会降低混凝土对钢筋的握裹力,锈蚀物外流,在结构表面形成锈迹,影响结构美观。
3墩台基础病害。
桥梁墩台基础在常年使用过程中,除了承受上部构造荷载外,还将承受土压力,风力,流水压力,冰压力和浮力等等各种力的作用。另外,自然界各种因素的影响作用,以及由于过桥车辆的日益重型化,墩台基础经常受到过重荷载的作用,因此,桥墩台将会出现不同程度的损坏。 4.主梁裂缝及主梁变形病害。
主梁裂缝多发生在锚跨中部(正弯矩区)梁的下缘及悬臂梁根部(负弯矩区)上缘,后者大都贯穿整个车行道翼板。此类裂缝显然是由于大量重车通过使梁的受拉区开裂,属正常现象。但由于负变矩区裂缝在上面,雨水易从裂缝渗入梁内,引起钢筋锈蚀及砼强度降低。三、公路桥梁加固的方法
1桥面铺装加固法
1.1局部修复凿补法。将水泥混凝土铺装层的表面凿毛,深度以使骨料露出为准;用清水冲洗干净断面并充分润湿,涂刷上同标号的水泥砂浆(或其他粘结材料),最后在桥梁承载能力容许范围内,铺筑一层1~5cm厚的水泥混凝土铺装层。
1.2重新浇筑混凝土面板。桥面板的破裂和其他损坏特别严重,混凝土质量或施工状况特别不良,且无适用的修补方法时,就必须采用重新浇筑新的混凝土桥面板的措施,施工时,将原有的行车道铺装全部拆除,再将行车道表面清扫干净,必要时铺入适量短钢筋,配置上1~2层钢筋网,浇筑整体化混凝土。
1.3桥面补强层加固法。即在旧有桥面上,重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层,此方法既修补已出现裂缝、剥离等损坏的桥面板,又能加高原有梁板的有效高度,增加梁板的抗弯能力,改善铰结梁板的荷载横向分布,从而提高桥梁的承载能力。
1.4其他方法。如加铺一层沥青混凝土,采用混凝土粘结剂或环氧树脂材料修补法,钢纤维混土修补法,聚合物混凝土罩面法等。
2加大截面加固法
也称为外包混凝土加固法,是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。加大截面加固法一般采用两种方式:一种是加厚桥面板;另一种是加大主梁梁肋的高度和宽度。该法工艺简单、适应性强,具有成熟的设计和施工经验,适用于较小跨径的T梁桥或板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高,承载能力也能取得较好的效果。但现场施工的湿作业时间较长,加固后的建筑物净空有一定减小。
3粘贴碳纤维增强塑料加固法
采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面,碳纤维与原结构形成新的受力整体,碳纤维与钢筋共同承受荷载,降低了钢筋应力,从而使结构达到了加固和补强效果。
4桥下部结构加固法
桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、突起,翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小、水流不大的石拱桥,可采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。
四、公路桥梁加固的重要性
1在公路桥梁使用期间内,任何桥梁都会成为旧桥。早期修建的桥梁,由于当时人们对铺装功能、病害认识有限,往往存在配筋偏小,钢筋直径过细,铺装与承载构件的界面连续不牢靠等问题。由于桥梁是建在大地上的特殊产品,不仅受自然环境的影响(如大气腐蚀、温度、湿度变化等),而且还受到使用环境的影响,难以避免产生损坏现象。这使桥梁的维修、养护、加固、改造已成为必然。
2从经济上分析,桥梁加固可以节省大量投资,收到良好的社会经济效益。采用适当的加固技术和拓宽措施,不仅可以避免因拆除旧桥与重建新桥而增加工程费用;而且对现有交通运输影响有的甚至可以在不中断交通的情况下完成,早期设计施工的高速公的桥梁在长期大交通量、重荷载的运营情况下大部分出现了病害;同时也恢复和提高了旧桥的承载能力及通行能力,延长桥梁的使用寿命,满足现代化交通运输的需求。
3同时桥梁的改造和加固,不仅可以提高公路桥梁的通行能力和服务水平,而且在更大程度上能够消除交通安全隐患。从发展中分析,旧的公路桥梁加固有利于促进桥梁建设的可持续发展。既满足现代人的需求以不损害后代人满足需求的能力,使经济、社会、资源和环境保护协调发展。
参考资料:
[1]张庆芳,张志国 主编,公路桥梁混凝土结构设计原理,天津大学出版社,2010年07月