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桥梁加固工程范文1
前言
桥梁是公路的重要组成部分,随着交通运输量大幅度提高,行车密度及车辆载重越来越大,跨河桥梁和高架桥梁在交通工程中的重要性与日俱增。我们发现桥梁的混凝土开裂、剥落、衰变及钢筋的锈蚀(管道灌浆不饱满普遍存在)对桥梁的损害问题非常严重,已需要大量的资金和技术来维护或改建,已成为迫切需要解决的问题。解决桥梁加固中存在的问题,运用方法对旧桥进行维修加固,提高承载能力,确保交通运输安全是目前乃至今后面临的主要任务。
一、公路桥梁存在的常见病害
1. 主拱圈裂缝病害
a.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。
b.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。
c.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。
d.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。
二、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。
三、公路桥梁加固的方法
1、桥面铺装加固法
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。
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。
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。
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。此法几乎不增加结构自重和截面尺寸,不改变净空高度,施工方便,对原结构几乎不会造成新的损伤,具有良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳性能,根据受力分析可进行多层粘贴进行补强,其方向性也可以灵活掌握。缺点是环氧树脂在温度高于60℃时会呈现软化现象,而桥梁一般受到阳光直射,桥面温度高于60℃的可能性很大,不利于采用树脂胶作粘贴剂。
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、凸肚,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。
5. 灌缝胶灌注法
当梁体变形及裂缝严重,承载能力下降。当梁体存在严重变形和裂缝,应加强桥梁观测及试验检测,分析原因,制定加固处理方对承载能力、刚度不足的梁体,首选用灌缝胶灌注处理裂缝,采用种植或粘贴钢筋加固法、新浇注混凝土增大梁体截面加固法、粘贴钢板(筋加固法、粘贴碳纤维加固法、体外预应力加固法等方案进行进行结构补强,提高梁体的抗弯承载力。
桥梁加固工程范文2
关键词:桥梁加固;施工;质量控制
中图分类号:K928文献标识码: A
引言
梁在交通基础设施当中有着十分特殊和重要的地位,它的使用功能的好坏程度直接关系到其所处交通线路的畅通与否。众所周知,桥梁结构的设计使用年限一般都比较长,随着交通运输事业的发展,通行量和车辆载重不断增大,导致桥梁服役期间需要承受的荷载日益增加,但桥梁结构的老化、破损、变形、开裂等病害都会使它持荷能力明显下降,甚至影响到桥梁的使用安全,为了保证桥梁最大限度发挥其作用,桥梁加固已成为桥梁建成后有着重大现实意义的课题。
一、桥梁加固方案设计原则
当前普遍认为桥梁加固技术就是通过对构件的补强和结构性能的改善来修复或提高现有桥梁的承载能力及使用性能,以延长其服役期,从而满足新的交通运输要求。通常,桥梁加固设计分为承载力加固、使用功能加固和耐久性加固等三种情况,实际施工时则主要包括现有桥梁的改造和病害桥梁的修复两类。桥梁加固方案设计一般应遵循如下原则:
1、先分析评估原则
在进行具体加固方案设计之前,应对拟加固桥梁的劣化和受损情况进行全面的检测,结合现有的技术状况、检测结果、交通量要求以及未来交通发展需要等因素进行综合分析,确定加固的可行性,并根据分析评估结论和加固后使用要求共同来确定加固设计的内容及范围。
2、技术可靠性原则
在进行方案设计时不但要考虑施工工艺简洁、易操作,重点还应考虑方案的技术可靠性,加固方案实施之后,经过加固的桥梁其承载力、结构性能及耐久性方面都应达到预期使用效果,能保证加固改造后桥梁的安全运营。
3、经济合理性原则
加固方案应尽量做到减少工程量,减少对原结构的破坏,避免不必要拆除,并保留具有利用价值的构件,减少因对现有交通的干扰或中断造成的经济损失,现在,一般认为只有当加固方案比新建桥梁的费用节约60~70%以上,这个方案的经济指标才是合理、可行、有意义的。
4、方案比选原则
在前面三个原则执行的基础上,比选原则是对设计方案的科学性、严谨性提出的更高要求,当加固工程规模大时,比如对一些大桥、特大桥的主要构件进行加固时,设计的加固方案不应少于两个,对加固方案的先进性、经济性和安全性等进行全面综合评价,通过比选,确定最佳方案。
二、桥梁加固施工方案及施工方法
1、增大构件截面加固法
钢筋混凝土的受弯构件是最适用于该种方法的,这种方法的原理是将受弯构件及受拉构件加固,目的是将梁的稳定性及强度提高。由于设计之处没有将桥梁的荷载考虑到足够大时,可以在施工中增加桥底面的面积,以及增加主筋,提高桥的荷载。
2、化学灌浆和凿槽嵌补法
桥梁的病害最严重也是最常见的形式就是裂缝,而修补裂缝的方法有很多,在诸多方法中,最为常见也是最为常用的是灌浆综合法。施工过程中,裂缝有长有短,有宽有窄,对于宽度小于0.3毫米的裂缝,如果裂缝的深度不是很深的话,就可以采用表面封闭的方式来进行修补。对于宽度达到0.3毫米以上的裂缝,则需要采用化学灌浆法,而灌浆的材料,一般选取的是水泥或环氧树脂。水泥灌浆,主要是针对桥墩等部分的裂缝;环氧树脂灌浆,针对的是桥面裂缝。灌浆的时候,要清理裂缝周围的泥土砂石,以达到灌浆的预期效果。且需要注意的是,由于水泥与环氧树脂的材料性质差异,在灌浆时要注意,使用水泥需要在潮湿的条件下,而使用环氧树脂需要在干燥的条件下。
3、粘贴芳玻韧布技术
对于桥梁主拱片特别是其主拱腹部以及桥体存在严重微裂缝的部分,选用粘贴芳玻韧布技术对其进行加固。粘贴芳玻韧布相对粘贴钢板或粘贴碳纤维布而言,更容易形成新的符合结构,更好地提高原结构的承载力。此外,芳玻韧布具有良好的延性、强度和抗弯拉能力,外观也相对美观。首先要对原有桥梁外部进行处理,铲除需修补位置的粉刷层及污垢,并使用砂浆材料找平抹面,对容易结露、凝水的粘贴部位,对其进行干燥处理,保证粘贴面能够与芳玻韧布较好的粘结。然后,配制用于粘结芳玻韧布的粘结材料——特殊环氧树脂,将配制好的环氧树脂均匀的涂抹在芳玻韧布上,并在修补加固的桥置也涂抹一层特殊环氧树脂作为底层。最后在树脂凝结前将芳玻韧布平整的粘贴到混凝土表面,施加一定的压力使其充分接触,保证韧布与桥体之间不存在气泡。施工完成后对加固材料在环境温度下进行养护,养护时间为48小时,养护完成后即可进行下一步工作。
4、桥体加固灌缝技术
对于桥体已出现的裂缝宽度较大,不能使用粘贴加固方法处理的部位,选用灌缝技术对其进行加固处理。灌缝技术的施工顺序为:搭设脚手架、作业面裂缝及周边处理混凝土表面清理灌缝浇筑封闭裂缝表面涂装。首先清除裂缝周围尘土、污垢,测量开裂宽度,灌缝技术一般适用于裂缝宽度大于3mm的裂缝,对于宽度小于3mm的裂缝可以通过粘贴纤维布的方法进行处理。然后,配制灌封浆,用补缝机进行注浆,除去裂缝外多余的灌缝浆,清理裂缝表面。最后,对裂缝外部进行适当处理,避免裂缝处钢筋受到雨水及湿气的影响,提高桥梁的耐久性及安全性。
3、桥体表面处理技术
由于车辆荷载及外部环境的长期作用,公路桥梁的混凝土表面产生了严重的劣化层,存在一定的拥包、破碎、龟裂病害,因此选用表面处理技术对其外部进行修复加固,保证其正常的使用功能。首先要对已经破裂、风化的部位进行打磨,直到露出集料的新面,打磨后使用空压机清理表面。然后在打磨面涂抹已经预先调配好的额合成树脂,用滚筒均匀的涂抹,将涂料在自然条件下养护,养护时间为3小时到12小时不等,根据当地气候及天气情况选择,待涂料全部干燥后,使用打磨机或者人工砂纸打磨的方式对其进行打磨,保证其表面初步平整。最后,对于表面凸起和凹陷现象仍较为明显的部位使用腻子找平,并再次打磨至光滑。
4、粘贴钢板
(1)螺栓钻孔。在预定的位置进行钻孔,以便进行化学螺栓的放置。注意孔径一般为26毫米,而孔深一般不小于25毫米。
(2)植化学螺栓。准备好化学螺栓,先将一些化学药包放入钻好的孔洞内,用电锤或是人工进行捣碎、拌均匀,再将准备好的化学螺栓放入孔内。
(3)配胶。按照10:3的比例制备两种胶体,倒入干净容器内,用抹刀按照同一个方向进行搅拌,待两种胶完全融合,即可使用。
(4)粘贴钢板。制备好所用的胶以后,用抹刀将胶体涂抹在已经打磨好的钢板与混凝土的黏合面上,抹胶的方法是中间厚,两边薄,这样有利于更好的黏合。在粘好后,用小的铁锤敲击钢板,观察是否有空洞的声音,如果没有,就表示粘结成功。如果有空洞的声音,则要重新粘结。
(5)固定与加压。粘好之后,拧紧化学螺栓,一般以胶体溢出螺丝帽一部分为宜。
(6)钢板表面防腐处理。对粘贴好的钢板,表面要进行防腐的处理(一般为防锈常规处理)。
结束语
总之,桥梁加固技术是一门极具探索性、复杂性、实践性的新技术,对于这门新技术的研究和推广对广大工程技术人员来说,还任重而道远,需要在实践中不断积累经验,总结分析后期使用效果,判断加固方法的科学性、适用性和针对性,使其更好地在桥梁建设中发挥作用。
参考文献
[1]郑继光,王兴,刘忠固,赵红梅.桥梁常用预应力加固技术及其特点[J].吉林交通科技,2011,(04).
桥梁加固工程范文3
随着社会发展以及桥梁的不断建设,使得加固桥梁存在一定问题,导致越来越难以进行加固,并且在进行加固桥梁的时候变得更加复杂。在进行加固桥梁的时候,需要充分分析施工位置、施工环境以及控制施工设备等问题,保证可以与原有的部分充分发挥共同作用。明确上述问题,能够实现加固桥梁工程的实际意义和作用,从以下几方面进行阐述。
(一)工程加固中存在的问题
第一,对于全面通车的桥梁来说,进行加固的时候,会在一定程度上影响正常运行;第二,受到技术的局限性,很有可能存在不合理结构的问题,从而使得在原基础上进行加固的时候,会出现很大的困难;第三,以前没有很发达的桥梁施工技术,使得设计理念与材料之间存在一定误差,在加固工程的时候,需要充分分析很多因素,适当增加施工难度,加固不合理结构的老化桥梁的时候,具有一定加固难度。
(二)工程加固的现实意义
在运输行业中道路交通具有很大作用,由于不断增加载重和数量,使得不能合理的支撑适当增加桥梁抗压能力和吨位,进行加固桥梁就变得十分重要。加固桥梁不仅会造成很大经济影响,也会适当增加运输量,还可以在一定程度上促进经济发展。在进行桥梁加固的时候,不需要很多的资金投入,不仅可以延长使用期限,还可以充分符合实际承载重量,充分体现安全性和实效性,避免出现意外。因此,不管是在社会上还是经济上,加固桥梁都具有一定意义和作用。
二、桥梁加固工程监理计划
(一)监理计划的详细规则
在规划加固桥梁监理方案的时候,需要依据实际施工情况建立初步计划,在进行正式加固以前需要详细分析和明确加固现状,需要充分了解和掌握加固设计结构以及结构图,保证能够掌握加固桥梁具体工程。在完成准备以后,实施下一步计划,充分分析和考察实际情况,进行客观评价和估算,然后合理计算工程。设计工程预算的时候,需要符合实际。从以前的设计方案来说,还需要充分分析安全隐患以及施工难度和强度。一是,相关部门进行技术交底的时候,需要不断改善和优化设计规划和方案;二是,需要全面详细的分析分包单位选取的资质审查,确保选择的企业可以符合实际加固规范和需求;三是,及时监督和检查施工质量以及安全技术措施,保证完善和改进管理程序和制度;四是,全面检查和分析设计规范和设计文件,保证能够符合图纸规范需求。
(二)监理计划实施的标准
在进行监理施工的时候,需要切实掌握好设计程序化工作,不仅可以保证促使相关部门变得更加规范化、程序化以及制度化,还可以在一定程度上当作施工的基本依据和基础。工作中程序不仅是准则,还是施工整体的主线。在规划监理工作的时候,需要制定一定规范,保证先后顺序,确保能够适应监理工作和工作程序。在进行施工的过程中,设计不彻底、估算不准确等原因。可能会改变监理内容,此时,需要合理的及时进行改正,但是不能改变原先设计的步骤和原则,需要得到审核以后,才可以顺利进行实施,符合先验收后施工的原则,不管在什么时候,都需要切实遵守上述原则。
三、桥梁加固工程的实施要素
(一)常见加固桥梁的方法
1、碳纤维粘贴法
在进行加固的过程中,需要适当粘贴具有高强度、高弹性的复合纤维材料,材料具备一定的良好硬度、高强度、耐磨、耐腐蚀等。如果使用相对比较特殊的粘合剂,会增加粘合时间,不仅降低难度,还可以保证稳定性,相比较钢板来说,这种材料比较轻,具有一定韧性,不会出现裂缝问题。
2、增加构件法
增加构件的方式主要就是适当增加纵梁,保证拓宽桥面宽度以及增加承载力,利用横隔板适当提高链接程度,保证拥有稳定的加固效果,比较适合使用在牢靠的很强承载力地基上。
3、提高体外预应力法
一旦桥身降低承载力的以后,适当运用增加高体外预应力的方式,在保证具有小幅度增加自身重量的时候,适当提高桥梁的硬度、承载力以及刚度,保障可以充分符合实际需求。
4、粘贴钢板法
利用化学粘结剂来合理的加固钢板薄弱的部位,保证能够进行统一混合成整体,这种方式能够均匀受力,并且施工工艺相对简单、能够在一定程度上降低裂缝,提高整体拉力,以便于可以增加抗拉抗压能力,不会太大程度上影响外形,需要依据不同性质在合理选择粘结剂。
(二)桥梁加固技术途径和基本原则
1、加固桥梁基本原则
在加固桥梁的时候,需要充分满足设计规范和标准,依据基本原则进行实施。目前,相关技术需要充分满足设计方案,考虑一定的经济原则,在进行加固桥梁的时候,需要耗费大量的物力、人力、财力,保证整体工程的安全性,不可以任意改变桥梁结构,进行加固以后需要满足具有高的性价比,安全性、耐用等。
2、加固桥梁的技术途径
在加固桥梁的时候,主要技术方式包括:加强薄弱构件、加固墩台基础、增加辅助构件以及改变桥梁结构,不同的施工方案使用不同的技术途径,在正式施工加固以前,需要充分分析加固目的和现状。
四、结束语
桥梁加固工程范文4
关键词:桥梁加固;碳纤维;施工应用
中图分类号:TQ342+.74 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)06-(页码)-页数
1.引言
随着桥梁使用年限的增加及负荷的日趋增大,加上一些桥梁因设计不周、施工缺陷等原因而导致混凝土结构损坏,已不能正常运行,急需进行维修、加固。近几年,碳纤维加固技术得到了迅速的发展,这种方法不但有效,而且施工简便,具有很大的研究和应用价值,因而得到了工程界的日益重视。
2.碳纤维材料特点
碳纤维又称增强复合材料 (简称CFRP),20世纪中晚期的时候,由西方发达国家联合研制成功。当时主要应用于航天行业中,后来随着技术的推行,在80年代,利用于土木工程建筑中,经过10年的发展已在90年代的时候成为建筑行业中的重要建筑材料之一。碳纤维加固最近的国标是《结构加固修复用碳纤维片材》GB/T 20490-2008,08年10月1日起执行。碳素纤维作为划时代的补强材料,而备受青睐和关注。特点:(1)抗拉强度高,是同等截面钢材的7-10倍。(2)重量轻,密度只有普通钢材的1/4。(3)耐久性好,可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。(5)适用范围广,混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。
碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种,目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。
3.碳纤维加固的工艺过程与具体步骤
3.1工艺过程
工艺原理:将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料(单向连续纤维);用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上,形成一个新的复合体,使增强粘贴材料与原有钢筋混凝同受力增大结构的抗裂或抗剪能力,提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。
工艺流程可以归纳为: 施工准备、砼表面处理、涂刷底胶、构件表面残缺面修补、粘贴碳纤维、表面养护、找平材料配置、底层或树脂配制、浸渍树脂配制。
3.2具体步骤
为了保证其对工程主体的加固和修补作用,主要需要利用相应的技术手段,来实现对碳纤维的加固施工进程的规范化。下面几个具体步骤在实际施工进程中应当给予重点关注。
(1)施工准备工作:熟习施工图;根据不同的施工现场和施工要求的分析,对整体施工的用料选择具有非常重要的现实意义,一样,使用碳纤维作为工程的加固手段,一样需要进行相应的前期工作准备。(2)混凝土构件表面处理:利用这类方式对工程主要构件进行加工的时候,应当对施工构件的表面进行一定程度的清洁,对残留部份和松脱部份,应当保证完全剔除。保证粘贴表面的坚固性是粘贴碳纤维的主要要求;露筋的锈块等杂物的清算一样重要。需要做相应的防锈处理,只有这样处理以后,对裂缝进行相应的修补和加固才能够起到预期的效果;混凝土表面的浆楞、模板缝均须打磨平整;对混凝土的表面水份控制一样具有非常重要的作用,只有表面含水量保持在百分之6以下的时,才能够到达工程的预计强度加固的目标;对加工环境的温度和适度的控制一样非常重要,环境的特点是对粘贴碳纤维工程施工以后的保养工作的主要工作要求。(3)配制并涂刷树脂结构胶:粘贴碳纤维作为加固工具的时候,需要有相应的环氧树脂胶作为粘贴材料。环氧树脂胶的使用对施工中粘贴碳纤维在建筑构件表面的作用是显而易见的,现阶段主要利用的粘结剂是环氧树脂,因此,对该粘接剂的使用技术成为碳纤维技术的实际利用进程中,需要我们给予重点关注的重要方向。实际利用中,通经常使用环氧树脂作为底层粘接剂,固化剂100:18进行配置。为了保证相应的粘接强度,需要底层粘接剂完全渗透到表面构建的混凝土中。实际操作中表明,粘度上应当重点考核在不构成垂流也保证完全深入的条件下进行调配。(4)粘贴碳纤维布:构件表面经过相应的清洁处理以后,再使用调配好的树脂结构胶,将根据要求裁剪好的碳纤维布料进行粘接。手工粘贴进程中,应当用手轻轻粘贴于构件表面上,利用专用滚筒来实现气泡的排除。这1进程应当屡次重复,从而保证树脂结构胶能够完全的和碳纤维布料充分的结合。同时,在实际操作中应当注意不要伤及布料表面,多层粘贴以后,屡次重复上述步骤,终究实现对工程构建的粘贴和加固,保证工程整体稳定程度。(5)表面防护及碳纤维布表面处理:一般养护时间为1-2周,固然,可以根据施工环境的特点适当延长或缩短。根据当时温度的不同,来进行操作和检查,固化树脂结构以后,应该根据实际需求在碳纤维表面刷一层防晒漆或防火漆,来保证工程的整体安全性。
4.桥梁工程加固中应用碳纤维的技术要点
4.1碳纤维(片材)加固处理要点
在进行结构加固处理前,先对梁板采取有效地卸载和支顶措施,然后按科学的施工工序进行加固施工。主要是:(1)破损面混凝土表面处理:清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土,露出混凝土结构层。(2)按设计要求对破损面钢筋处理后用M45的环氧树脂砂浆进行灌缝或封闭处理,并保证钢筋保护层厚度不小于15mm.利用打磨机将其表面打磨平整,并用钢刷将其表面的粉尘、油污等不洁物清除干净,使构件加固表面平整、干燥无粉尘。另外,如碳纤维需沿基纤维方向绕构件转角处粘贴时,转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状,圆弧半径不应小于20mm.(3)涂刷底层树脂:用专用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面,待树脂表面指触干燥时即进行下一道工序施工。(4)找平处理:表面凹陷部位用找平材料填补平整,且不应有菱角。(5)粘贴碳纤维片材:将配制好的浸渍树脂均匀涂抹于所要粘贴的部位,并用橡胶滚筒沿纤维方向多次滚压,挤除气泡,使浸渍树脂充分浸透碳纤维布,滚压时不得损伤碳纤维布。多层粘贴重复上述步骤,待纤维表面接触干燥时即可进行下一层的粘贴。如超过60min,则应等12h后,再行涂刷粘结剂粘贴下一层。(6)在最后一层的碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。(7)必要时进行表面防护及外观处理。
4.2注意事项
(1)碳纤维片材选择注意事项:碳纤维片材的编织均匀性,将直接影响加固质量。碳纤维束只有分布排列均匀,加工成复合材料后才能起到整体均匀受力的作用,若材质的均匀性不好,则构件受力后到之纤维片拒不受力不均,使碳纤维补强的效果不能充分发挥出来。因此,选择均匀性较好的碳纤维片材,是加固质量的关键。(2)碳纤维(片材)粘贴注意事项:①在表面处理和粘贴碳纤维片材前,应按加固设计部位放线定位。②按设计要求的尺寸裁剪碳纤维片材,裁剪后的织物宽度不宜小于150mm且不应小于100mm.③将碳纤维片材表面擦拭干净至无粉尘。如需粘贴两层时,对底层碳纤维片材两面均应擦拭干净。④擦拭干净的碳纤维片材应立即涂刷粘结树脂,胶层应呈凸起状,平均厚度不小于2mm.⑤将涂有粘结树脂的碳纤维片材用手轻压贴于需粘贴的位置。用橡胶滚筒顺纤维片材方向均匀平稳压实,使树脂从两边溢出,保证密实无空洞。当平行粘贴碳纤维时,两片之间孔隙应不小于5mm.⑥需粘贴两层碳纤维片材时,可连续粘贴。如不能连续粘贴,则再开始前应对底层碳纤维片材重新做好清洁工作。⑦施工宜在5℃以上环境温度条件下进行,并应符合配套树脂的施工使用温度。当环境温度低于5℃时,应使用适用于低温的配套树脂或采用升温处理措施。⑧施工时应考虑环境湿度对树脂固化的不利影响,其粘贴部位混凝土的含水率不应大于4%。⑨树脂配制时应按产品使用说明规定的配比称量置于容器中,用搅拌器均匀搅拌至色泽均匀。搅拌用容器内不得有油污及杂质。宜根据现场实际温度决定树脂的每次拌合量,并严格控制使用时间。⑩为了保证粘贴的质量,不同季节、不同温度条件下,应使用不同型号的粘贴树脂,这样才能对树脂施工的可操作时间和固化时间进行有效控制。
桥梁加固工程范文5
关键词:桥梁快速加固工程;CFRP材料;应用
中图分类号:K928文献标识码: A
Abstract: with the rapid development of China's economy, China's transportation industry is also in constant development, automobile increasingly large, heavy-duty, traffic volume has increased year by year, caused by the increasing pressure to the existing highway bridges. And the bridge is designed according to the old standard construction, the insufficient bearing capacity. According to statistics, there are about 5500 of this kind of bridge. To make these old bridge can continue to play its role, need to be strengthened. At present, about concrete bridge reinforcement method mainly has the pressure grouting, spraying mortar method, bridge deck reinforcement method of reinforcement, beam lower section enhancement method, steel bonding method, additional longitudinal beam method, the structure system change reinforcement method, prestressed strengthening method. Based on the author's years of experience on fast bridge reinforcement application of CFRP materials engineering are described.
Keywords: strengthening of bridges CFRP material; application
1 碳纤维增强复合材料加固桥梁的优点
CFRP材料加固桥梁优点显著,使用CFRP材料加固结构主要是将其粘贴在或者是植入结构组织的受拉区表面,通过使用其超高性能抵抗结构中承受的拉应力。和粘贴钢板加固工程相比,粘贴CFRP材料加固桥梁具有以下几方面的特点:(1)施工操作便利,不需要使用一些大型的工程机械,对环境要求不高,占用施工场地面积较小。(2)效率高强度高。其自身强度较高,在加固修补混凝土结构操作中此项优点能够完好发挥。强化结构的组织应力,改变受力方式,完成高效加固的修补目标。此项操作受抗震加固与补强方面的意义十分重大。(3)良好的耐腐蚀性与耐久性,通过相关的研究实验证明,CFRP材料在加固修补混凝土结构时耐腐蚀性与耐久性较强,对于强酸盐碱物质的抵抗能力较强。(4)施工质量有保证,因为CFRP材料在固化之前较为柔软,就算是加固的结构表面并不平整,基本上也可以实现100%的有效粘贴率。除此之外就算是粘贴固化之后,发现表面存有气泡,修补起来也是非常的方便,只需要将树脂注射进气泡当中,占据气泡的空间就可以了。但是粘贴钢板却难以达到有效的100%的粘贴率。(5)加固成本低,经过相关研究证明,使用CFRP材料取代传统钢板的桥梁加固,能够节约大概1/4的资金成本。
2 CFRP材料在桥梁加固工程中的应用
2.1 CFRP材料加固工艺的操作要点。虽然CFRP材料加固工艺并不复杂,但是对于施工要求却相当严格,其主要的施工要点包含了以下几方面的内容:(1)进行加固工作前需要了解各项加固结构的详细参数,因为不同的参数对构件极限的承载力以及破坏程度都有较大影响,只有掌握了各种数据,设计工作才能够保证井然有序。(2)在实际工作的结构加固操作中,纤维是一次受力,有相应的应变滞后现象,所以在进行加固组织结构施工的过程中需要根据设计的相关要求减轻负重,抵消或者降低组织构件已经出现的裂缝与变形,提高碳纤维的利用效率,保证碳纤维能够在最短的时间内加入到实际的工作中去。(3)混凝土表面的处理程度会对加固的效果产生的影响。可以选择使用钢丝刷对混凝土的表面进行清理,除去灰尘以及混凝土碎屑,露出新鲜的混凝土面;使用砂轮机将表面完成打磨操作,并且除去剩下的混凝土粉末,在底层涂上一层粘结剂,涂抹之前需要先用丙酮将其清洗一遍。(4)涂底层胶。在混凝土基面干燥之后,对其涂上一层底胶,保证底胶能够渗进混凝土表面的空隙当中,确保碳纤维和混凝土之间的结合紧密程度。一般在选择面积时,需要保证使用标准量对厚度进行相应的控制,使用毛刷和滚筒把底部的胶均匀的覆抹在混凝土的表面,在涂抹操作结束之后,大致7天以后开展下一步操作。(5)粘贴CFRP材料。把CFRP根据之前设计好的尺寸进行裁剪,裁剪完成之后粘贴在树脂的涂层之上,使用滚轮或者橡皮刮刀按着纤维自然方向用力进行推平,把当中的气泡消除,保证碳纤维材料能够完全融合在树脂中,在一些连接部位,需要保证兼顾程度,因此需要多涂刷一些。除此之外,施工人员需要注意的是,在粘贴CFRP时,一定要将混凝土的基面擦洗干净,粘结剂需要均匀的涂刷,粘贴的过程中配合滚轮进行来回的滚实,保证不会出现起鼓的现象。
2.2 CFRP材料运用在我国的桥梁加固工程中。我国真正开始使用CFRP材料在桥梁加固工程中,是从上个世纪90年代后期开始的。分析这些年的应用情况,可以发现CFRP材料用在桥梁工程的频率越来越多。像南京机场路高架桥空心板的补强修复以及卢沟新桥的补强修复等等。所以,伴随着碳纤维材料广泛使用在桥梁结构加固工程上,我们需要更多的碳纤维材料加固理论支撑实际的操作。
3 CFRP材料在实际桥梁工程运用中存在的问题
因为我国使用这项技术发展的时间较短,不管是经验或是数据理论都有待加强,这些客观原因造成CFRP材料在桥梁工程中的应用还有各种问题需要解决,总结主要的问题有以下几点:
3.1 CFRP的抗疲劳问题。特别是纤维薄布和砼组织界面的疲劳破坏与环境影响问题。现如今关于这项问题的研究在国际上还只是处于刚刚起步的阶段,我国对于这项问题的研究也是近两年开始入手操作。
3.2 CFRP材料的老化问题。CFRP材料在大气下暴晒,或者受到了液体的浸泡和化学物质的侵蚀等等,会出现老化情况,这种老化会造成力学性能出现变化,因此研究出防止CFRP材料老化措施也是一项重点难点问题。
3.3 准则的确定。现如今我国在碳纤维材料加固修补工作中,没有一整套统一的理论,以至于这项新的技术在推广过程中遭遇到相对严重的问题。因为没有统一的规章,各项理论都是零散存在,造成推广过程中阻力十分明显。
3.4 研制新型产品。因为碳纤维和玻璃纤维相比,延展性不强,有较强的脆性,所以需要研究出碳纤维和其他纤维材料混合的新型纤维材料,不但能够增加组织结构的抗变形能力,提升其操作的延展性,而且因为其他纤维材料的成本不高,加固的成本也就可以明显降低。
总而言之,碳纤维材料使用在桥梁工程应用中还存在着一系列的问题需要深入研究,将这些问题攻克后能够在理论操作和实际工程中都有更加长远的发展和改善。
4 CFRP材料在加固工程中的应用前景
和传统的桥梁加固方式相比,CFRP材料加固桥梁操作中,施工更加的便利,而且适应性能更强,抗腐蚀能力好,基本上不会增加自身结构的重量,不会造成原组织结构的损坏。这些优良技术会给桥梁加固修补带来巨大的变革,为桥梁加固工程开辟出更多更新的产业道路,保证桥梁加固技术能够取得长远的进步。另外,我国最近几年地震频发,震后粘贴碳纤维片材加固以及在震前就使用CFRP材料完成抗震性能的提升,能够良好的抵御地震带来的影响。伴随着CFRP材料性价比的稳步提升,以及各项操作工艺的成熟,未来的桥梁加固建设中,CFRP材料使用的范围将会越来越大。
5 结束语
我国碳纤维加固桥梁技术发展的时间还很短,但是其优势是显而易见的,未来桥梁加固工程中使用CFRP材料是历史的必然需求。但是因为现如今我国的设计标准还不全面,所以,需要更加深入的研究此项技术,保证CFRP加固技术能够为工程建设提供更大的支持。
参考文献
桥梁加固工程范文6
关键词:桥梁加固,安全,质量
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
随着城市建设发展如火如荼,桥梁建设更是飞速的发展,随着桥梁使用年限增长,危桥、险桥的数量也在急剧的增多,通过东莞市大王洲桥加固工程施工为例,总结桥梁工程的加固技术,确保加固质量与施工过程的安全,对于桥梁加固工程施工具有普遍的指导意义。
二、现状分析
1、大王洲桥梁加固工程由于受原有结构的影响,施工设施、作业环境、作业空间均受到限制,如梁体内所有的施工物资设备均需人工搬进搬出,机械设备基本无法使用,安全状态更加不宜控制。
2、加固部分与原有结构共同作用,因此不仅要保证加固部分的施工质量,还要同时保证原有结构不被破坏。
3、腹板加固为加固工程的关键施工工序,腹板加固采用在原来箱梁内侧加浇20cm厚的混凝土,并在加固腹板内施加竖向预应力。竖向预应力采用直径为25mm的冷拉级Ⅳ钢筋,标准强度Rby=750Mpa,张拉控制力331KN,采用无粘结方式、轧丝锚体系。
三、施工前的准备
1、电力线路:在箱内铺设380V动力线路一条,220V照明线路一条,且每4m设照明灯一盏,每16m设简易活动配电盘一个(插座若干)。照明及动力线路均采用膨胀螺栓固定在梁体顶板下缘(桥中心处),防止地面潮湿漏电。
2、疏通,清理:疏通原箱内通风孔及泄水孔,不通处采用钻机成孔或人工凿通保持箱内与箱外正常通风,箱内不产生积水。清除箱内混凝土残渣及其它杂物。
3、通风,在箱内安装4台排风设施,保持箱内空气流通,正常换气,使箱内作业人员有一个良好的工作环境。
4、设施:梁体外侧需安装施工吊兰五只。
四、施工方案
1、裂纹修补
首先对大于0.02mm的裂纹进行标识,沿裂纹方向切“V”型槽,宽2cm,深1cm.埋设压浆咀,强度达到要求后,压注环氧树脂。待环氧树脂凝固后,去除环氧胶泥,抽检压浆饱满情况。
2、施工放样
①因本加固工程为在既有结构物上进行加固,考虑施工中的误差,为保证不损伤原主梁预应力筋,且达到加固效果,施工放样宜采取相对平面控制为主。
②根据原主梁悬浇施工的特点:梁体的外轮廓尺寸、预应力束定位、钢筋及预埋件位置均以与底板底面相对位置控制,故本加固工程以原各施节段前端底板底面分中点连线为桥中心控制线。
③本桥里程控制点以5号墩中心为基准点,传至0号墩中心闭合平差后作为全桥相对里程控制点(在允许闭合差内方可作为放样依据)。
④腹板扦钉孔高程控制按设计图要求控制与主梁顶板底面倒角处相对尺寸。
⑤横隔梁水平孔放样时横桥向尺寸以实测桥中线尺寸为基准放样,高程以梁体顶桥底面为基准面控制相对位置,辅以至梁底板底面距离校核(确认避开横梁内预应力束)。
3、钻孔
①腹板加固φ27mm扦钉孔采用冲击钻电锤成孔,钻头直径为φ27mm.全桥共计钻φ27孔43262个。设计钻孔深度15cm,考虑到钻头锥度,成孔时钻尖深度应不小于15.5cm.钻孔时采取措施控制深度,不得损伤预应力筋。待孔内干燥后,植入φ16mm“L”型扦钉,用环氧胶泥填充密实。
②竖向预应力孔施钻避碰原有预应力措施:竖向预应力筋孔(φ40mm)、混凝土灌注孔(φ82mm)、振捣孔(φ56mm)均采用130型金刚取芯机成孔,钻头直径分别为φ40mm、φ82mm、φ56mm.全桥腹板加固共需钻φ40m孔1840个,φ56mm孔432个,φ82mm孔392个,原结构主梁为三向预应力体系,预应力束(筋)布置较密,钻孔均在预应力束间隙内进行,即使放样施工位置准确,原桥本身预应力安装也存在偏差。特别是在墩中心0号块内纵向预应力束中心距为200mm,原预应力束采用φ外85mm波纹管,φ82mm混凝土灌注孔与原预应力束理论间隙仅16mm,对放样及施工要求尤为严格。因此在钻孔过程中根据实际情况进行调整显得极为重要。
③因主梁原预应力束过于密集,要求钻孔精度很高,为保证钻孔时不钻断预应力束,钻孔均采用熟练工人操作,正式开钻前先组织工人试钻,并给工人讲解原预应力束的位置,做到心中有数。同时加强工人对钻机性能知识的培训,加强工人对钻机定位方法的培训,加强工人对钻机给尺进尺的培训。
4、新老混凝土结合措施
①在原有结构上加浇新混凝土,如何保证结合面的传力是关键,为此采用新老混凝土结合面凿毛,且每隔一定距离植扦钉的方法。
②为保证后浇混与原腹板很好地结合,以达到共同受力,原腹板内侧及加厚腹板范围内的上下倒角混面要凿毛,凿毛时须首先去除有碍新老混凝土结合的杂物,凿除裂缝压浆时封闭的表面环氧胶泥,拆除压浆咀,剥除封闭胶带,最后对原混凝土面进行凿毛,凿毛率要求达到95%.灌注前应将结合面上灰尘及杂质清理干净,并用水冲洗风干。
③加强新老混凝土结合的另一措施是植扦钉
腹板上布置有梅花型扦钉,间距约为30cm,扦钉为L型;与外侧箍筋焊连,上下倒角布置扦钉,间距约为20cm,扦钉为直筋,要求与外侧箍筋焊连;加固腹板端部布置扦钉间距为20cm,扦钉为L型,要求与加固腹板外侧水平筋焊连。扦钉采用φ16mm钢筋弯制,植入所钻φ27mm的扦钉中,植入深度为15cm,用环氧胶泥锚固。
5、混凝土的浇注及养生
模板采用新制钢模板,宽60cm,最大高度不超过200cm,以便于人工搬动,安装检查合格后方可进行混凝土的浇注。腹板加固采用50#微膨胀混凝土,混凝土配合比由试验室根据设计要求和施工需要进行配制,混凝土入模陷度控制在12cm~14cm,初凝时间为10h,掺微膨胀水泥以补偿混凝土的收缩,防止产生收缩裂纹。
由于腹板加厚部分除顶板下灰孔及振捣孔外全封闭,混凝土入模全部靠人工从56mm下灰孔中捣入。混凝土连续养护14天,混凝土开始灌注时应采取封桥措施禁止一切车辆通行
6、张拉
梁体内外侧的裂纹全部修补压浆完毕后,方可进行张拉作业,腹板加固竖向预应力为φ25mm冷拉IV级无粘结钢筋,端锚固在梁底板底面,上端锚固在梁顶板顶面。
五、安全与质量
1、箱内工作照明充足,通风设施良好。
2、箱内电线路多,箱内潮湿,必须加强用电安全管理,确保用电安全,高压电器均设警示牌。
3、不得随意从底板泄水孔向外倾倒退混凝土渣及杂物等,箱内杂物及时清理干净。
4、钻孔作业时主梁底板顶面易产生积水,应有预先在锯齿块间低凹处钻小直径排水孔等措施预防积水。
5、腹板加固期间,主桥两端应设专人指挥交通,严格控制车载不大于20t,车速不大于10km/h,车距不小于20m,超载车辆严禁上桥。腹板裂缝压浆期间全桥进行交通管制:只允许单辆车在主桥桥面通行,车载不大于20t,车速小于10km/h.
6、每套施工吊篮桥面支架上应设信号旗、红灯等警示标志,禁止一切车辆碰撞,确保吊篮安全。施工吊篮安装完毕经检查验收后方可使用,使用期间各受力部位应定期检查。
7、由于下方为海河航道,每天有大量渔船从下面经过,因此严禁杂物等往河下抛掷。
六、结束语
桥梁加固作业中,克服了放线难度大、精度差的问题,钻孔过程中保证了原有预应力体系的完好,混凝土振捣密实,顶部浇注饱满,按计划完成了加固任务。