本篇文章給大家談談橋梁加固案例,以及橋梁加固,這些你都注意到了嗎對應的知識點,希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔,本文目錄一覽:,1、,公路橋梁粘貼鋼板加固技術(shù)?,3、,橋梁結(jié)構(gòu)損害和加固方法分析?
本篇文章給大家談談橋梁加固案例,以及橋梁加固,這些你都注意到了嗎對應的知識點,希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔。
本文目錄一覽:
- 1、公路橋梁粘貼鋼板加固技術(shù)?
- 2、橋梁加固工程技術(shù)?
- 3、橋梁結(jié)構(gòu)損害和加固方法分析?
- 4、橋梁怎樣做補強加固?
- 5、常用的橋梁加固方法,你知道幾種
- 6、鋼結(jié)構(gòu)橋梁要怎樣加固
公路橋梁粘貼鋼板加固技術(shù)?
公路橋梁粘貼鋼板加固技術(shù)是非常重要的橋梁加固案例,了解加固技術(shù)才能在實際中解決問題,每個細節(jié)的處理都非常關(guān)鍵。中達咨詢就公路橋梁粘貼鋼板加固技術(shù)和大家說明一下。
1.引言隨著交通運輸業(yè)的發(fā)展,超重超載車輛的迅猛增多,公路橋梁維修加固任務也越來越繁重。上世紀修建的舊橋,由于受到當時經(jīng)濟、技術(shù)條件的限制,設計荷載等級較低橋梁加固案例;有些橋梁修建時正處設計理論更替時,如2004年前后;有些公路橋梁所處的外部環(huán)境較惡劣,氯離子含量較濃,橋梁普遍受到腐蝕侵害,急需進行維修加固。
2.加固技術(shù)分類
公路橋梁從工作的原理進行劃分,可以分成兩大類,即主動加固和被動加固。主動加固一般是指預應力的加固,通過后預應力筋主動受力,依靠預加力來產(chǎn)生反向的彎矩,進而達到改善原橋梁應力狀態(tài)的目的和效果,對其薄弱的構(gòu)件進行有效的增強和加固。被動加固一般是指在受拉區(qū)域直接粘貼一些鋼板或是其他類型的高強度的復合纖維,來達到相應的加固效果,對被動受力進行補強,對材料進行加固。以下主要論述粘貼鋼板技術(shù)中的特點及應用范圍。
3.粘貼鋼板加固法
采用環(huán)氧樹脂等系列粘貼劑將鋼板粘貼在結(jié)構(gòu)物的受拉邊緣或薄弱部位,使之與原結(jié)構(gòu)物形成整體共同受力,以提高其強度,改善原結(jié)構(gòu)的鋼筋及混凝土的應力狀態(tài),限制裂縫的進一步發(fā)展,從而達到加固補強、提高承載能力。
3.1該加固方法有以下特點橋梁加固案例:不需要破壞被加固的原有結(jié)構(gòu)物;加固工程幾乎不增大原有結(jié)構(gòu)物的尺寸;盡管工程質(zhì)量要求較高,但是施工時并不要求高級的專業(yè)技術(shù)人員操作;施工工期短,經(jīng)濟性較好;鋼板所占空間小,幾乎不影響橋梁凈空,橋梁自重增加很少;施工工藝簡單,施工質(zhì)量容易控制,而且可在不影響交通的情況下施工;膠水及螺栓的質(zhì)量及耐久性是影響加固效果的主要因素;加固的鋼板容易銹蝕,必須進行嚴格的防銹處理。
3.2該加固方法主要應用:在梁底板粘貼鋼板加固可以提高梁的抗彎能力,如板梁橋或T梁橋正截面承載力不足出現(xiàn)梁底裂縫時可在梁底粘貼鋼板;在梁腹粘貼斜向鋼板,此法可以使鋼板與混凝土共同受力,提高梁的整體剛度和抗剪強度;在牛腿處或主梁靠近支座處梁腹粘貼鋼板,可提高橋梁的整體剛度;當橋面底板破損,可在底板部粘貼鋼板,補強受拉部位,并與原面板形成整體,以對橋面板的鋼筋不足予以補強,防止橋面板混凝土的脫落;在拱橋拱肋、立柱、橋墩等受壓部位粘貼鋼板可提高構(gòu)件的強度。
4.粘貼鋼板加固案例
4.1橋梁概況。某國道橋長158.8m,右偏角為43°,上部結(jié)構(gòu)共六跨,主橋上部結(jié)構(gòu)(2號~4號孔)22.9+43+22.9m為變截面預應力單懸臂T型梁,懸臂長9.26m,掛梁為25.6m工字掛梁,1號、6號孔為25m預應力砼空心板,5號孔為20m預應力砼空心板。橋梁下部0號、6號臺為重力式橋臺,擴大基礎;橋墩為樁柱式橋墩。
4.2主要病害。該橋技術(shù)狀況等級綜合評定為3類;預應力空心板板底縱向裂縫,部分裂縫伴有滲水鈣化;蓋梁、T梁牛腿砼破損、露筋、銹蝕;全橋橋面均有網(wǎng)裂現(xiàn)象,露骨嚴重,少數(shù)伴有坑槽,并有縱向裂縫,單板受力趨勢嚴重。
4.3加固方案。由于本橋橋面鋪裝病害嚴重,鉸縫處反射的縱向裂縫也越來越嚴重,理應打開鋪裝修復鉸縫重做鋪裝層來解決梁板單板受力問題。鑒于本橋交通無法中斷,且半幅施工半幅通車時混凝土澆筑質(zhì)量無法控制,因此采用下部措施來提高橋梁的整體性。本橋最終方案為:對空心板板底橫向粘貼鋼板加固;T梁橫隔板澆筑混凝土并粘鋼加固;其他病害采用裂縫封閉等常規(guī)處治。
4.4空心板粘貼鋼板加固。
采用3種方式對比空心板在不同狀態(tài)下,得出25m空心板單板的橫向分布系數(shù)變化,并相互對比來印證粘貼鋼板的效果。
(1)采用常規(guī)方式,計算出空心板剛度參數(shù)Υ,并根據(jù)鉸接板法算出2號中板橫向分布系數(shù)m1=0.182。
(2)采用midasFEA程序模擬鉸縫完好狀態(tài)下,2號中板跨中在集中力1000kN作用下,各個梁板的跨中彎矩。
根據(jù)2車道汽車輪距計算出2號中板的橫向分布系數(shù):
m2=1/2(0.125+0.1036+0.0858+0.0651)=0.190
(3)采用midasFEA程序模擬鉸縫完全破壞狀態(tài)下,板底橫向粘貼橫向鋼板,鋼板規(guī)格8mm厚100mm寬,橫向間距100cm。2號中板跨中在集中力1000kN作用下,各個梁板的跨中彎矩。
根據(jù)2車道汽車輪距計算出2號中板的橫向分布系數(shù):
m3=1/2(0.123+0.102+0.083+0.063)=0.186
(4)結(jié)果對比
不同狀態(tài)下橫向分布系數(shù)對比表
項目m1m2m3
2號中板0.1820.1900.186
從表中可看出,采用粘貼鋼板后梁板整體性與梁板自身鉸縫較好時的整體性比較接近,因此采用這種方案是可行的。
5、粘貼鋼板法的理論計算
在具體的理論計算過程當中,需要注意多方面的問題。首先認為鋼板與被加固構(gòu)件組成的截面仍然適合平面假定理論(實際鋼板與被加固構(gòu)件之間會產(chǎn)生一定的滑移)。其次粘貼鋼板加固橋梁構(gòu)件的作用效應宜分別按二個階段來計算,二期恒載作用及可變作用之前及之后。
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橋梁加固工程技術(shù)?
橋梁加固工程技術(shù)現(xiàn)狀是怎樣的?有哪些技術(shù)要點?請看中達咨詢整理的文章。
隨著大型承重車輛的增多,部分橋梁的初始設計承重已經(jīng)無法滿足交通運輸?shù)囊?,而且我國很多橋梁是上世紀修建的,一直沿用至今,經(jīng)過長時間的使用,積累的大大小小的毛病,橋梁加固改造已經(jīng)成為交通建設的重要內(nèi)容。橋梁加固是指通過措施、施工來提高橋梁構(gòu)件的承載能力和使用性能,其最終目的是為了能夠保證橋梁的正常通行,將一些安全隱患及時扼殺以提高其運行安全性。橋梁作為我國交通建設的重要組成,其重要性不言而喻,為了能夠保證橋梁的行車能力,提高橋梁的安全穩(wěn)定性,加固工程必不可少。下面筆者就我省情況對橋梁加固改造進行了分析,僅供參考。
1我省橋梁現(xiàn)狀
我省處于長江影響范圍以內(nèi),橋梁數(shù)量眾多,但是其中大部分是于上世紀修建,至今已經(jīng)使用了幾十年,有鑒于當時橋梁施工能力的限制以及較低的設計要求,很多橋梁所能承重的荷載已經(jīng)無法跟上時代的腳步。截止至2012年,我省危橋數(shù)量數(shù)以千計,總長逾萬米,橋梁加固改造時間緊、任務重,是我省交通建設的重要內(nèi)容。
2橋梁改造技術(shù)
橋梁改造有局部改造和整體改造,要根據(jù)橋梁的危險程度來判斷,目前橋梁改造大方向是改造梁體,如果橋梁隱患實在嚴重無法通過結(jié)構(gòu)替代來加固就只有拆除重建。橋梁加固技術(shù)主要有常規(guī)型和預應力型,其中常規(guī)加固技術(shù)又分為三種:
1)利用新的結(jié)構(gòu)代替原有結(jié)構(gòu)的抗力不足;
2)改變原結(jié)構(gòu)的受力體系,使原結(jié)構(gòu)受力變??;
3)擴大增加原有結(jié)構(gòu)面,在原結(jié)構(gòu)上提高強度和剛度。
預應力加固技術(shù)則是通過對梁體進行預應力加強,來起到改善原結(jié)構(gòu)受力性能的效果。
2.1常規(guī)加固技術(shù)
2.1.1增加梁體法
在鑿開梁肋下部保護層后,使底板的主筋露出,將原有箍筋進行切割剔除,再進行梁體主筋的加焊,最后在進行底部混凝土澆筑,這種技術(shù)的加固原理在于增加主筋的截面,適用于主筋截面較小和橋下凈空較小的橋梁,雖然這種施工技術(shù)不增加梁端高度,保證橋下凈空,但是由于其施工形式屬于半損壞型,對梁體的影響十分巨大,這就導致了在施工中增加了大量不安全因素,并且在施工中工藝十分復雜。
2.1.2粘貼鋼板
粘貼鋼板法是通過對所需粘貼部位使用鋼板進行的表面處理,在結(jié)合環(huán)氧樹脂膠漿將鋼板與混凝土梁體粘貼連接,最后施以加壓處理使鋼板和混凝土表面形成一個統(tǒng)一整體,以保證橋梁的抗彎、抗剪能力的提高。但這項加固方法的對粘貼鋼板的工序十分困難,而且需要進行滿堂腳手架才能用于施工,一旦施工周期加長就會增加維修保養(yǎng)的工作量,造成費用的增加,而且目前以我國技術(shù)所生產(chǎn)的粘結(jié)材料上看,耐久性是整個工藝中的一大難題。
2.1.3粘貼玻璃鋼
在需要加固的部位將粘貼鋼板工序,完成后的表面進行清理,再利用環(huán)氧樹脂膠漿將多層玻璃纖維布壓鋪成玻璃鋼。最后利用成型的玻璃鋼粘貼在結(jié)構(gòu)下表面。這種方式十分適用于長期有大型及重型車輛通過的橋梁。因為玻璃鋼可以利用自身的彈性將車輛施于梁體的力進行回彈。對混凝土面起到很好的保護作用,但是由于在玻璃鋼要低于混凝土表面的彈性模量,所以在雙重荷載作用下容易產(chǎn)生大幅度的變形,在加上玻璃鋼受氣候環(huán)境影響較大,易發(fā)生老化問題。
2.1.4粘貼鋼筋
在需要加固的部位將粘貼鋼板工序完成后的表面進行清理,再利用氧樹脂膠漿將點焊成排柵的鋼筋粘貼在混凝土梁體表面,并對鋼筋進行防銹處理。這就是粘貼鋼筋施工法。這樣做的效果在于增加主梁對車輛的抗力,以達到加固的目的
2.2預應力加固技術(shù)
隨著荷載等級的不斷提高,橋梁工程逐漸向輕型、大跨度方向發(fā)展,預應力砼結(jié)構(gòu)的應用越來越廣泛,在今后的橋梁加固中,現(xiàn)有加固技術(shù)可能在很大程度上受到限制,因此,有必要開發(fā)和研究預應力技術(shù)在舊橋改造中的應用。用預應力技術(shù)對結(jié)構(gòu)進行加固主要是通過后張法中的體外預應力來實現(xiàn)的,其施工工藝:體外預應力的預應力鋼束設于砼構(gòu)件的外側(cè),鋼束穿過設在構(gòu)件端部的擋塊和中部適當位置的轉(zhuǎn)向塊進行張拉,從而使砼構(gòu)件獲得預壓應力。此法的主要目的是簡化預應力工藝,但結(jié)構(gòu)的受力特性比常規(guī)的粘結(jié)預應力砼差,鋼材用量也較大,目前主要用于較大跨度的橋梁工程或維修加固工程中。下面介紹兩種預應力加固技術(shù)。
2.2.1下?lián)问筋A應力拉桿法
當橋下凈空能夠滿足通車、通航要求時,可采用在梁下設置預應力拉桿的方法進行加固。設計時一般采用粗鋼筋作為拉桿,兩端錨固在梁端,中間采用單柱或多柱支撐,使梁受到預應力的作用。施加預應力的主要方法:
1)橫向收緊法。將拉桿分兩層布置于梁底兩側(cè),在靠近梁的支座附近向上彎起,與固定在梁端的錨固板焊接。在拉桿的彎起處用短柱支撐,在縱向每隔一定距離設置一道撐棍和緊鎖螺栓,再通過收緊器將拉桿橫向收攏而產(chǎn)生預應力;
2)縱向張拉法。將預應力拉桿沿梁底布置,兩端向上彎起,錨固于梁端,然后直接張拉梁底的水平拉桿,使拉桿產(chǎn)生預拉力,梁體因此受到預應力的作用。
2.2.2預應力體外加固技術(shù)
體外預應力加固技術(shù)作為結(jié)構(gòu)加固最有效的手段之一,目前正廣泛地應用于舊橋加固方面。
體外預應力分為錨具、體外索、錨固塊及轉(zhuǎn)向塊、減震裝置、施工機具等5個組成,有關(guān)說明如下:
1)錨具:由于體外預應力體系僅靠錨固端傳力,因此體外預應力錨固體系的可靠性和安全性比一般體內(nèi)預應力錨固體系要高,尺寸也較大;
2)體外索:多采用無粘結(jié)鋼絞線,環(huán)氧噴涂帶PE的單根鋼絞線具有良好的耐腐蝕性能,非常適用;
3)錨固塊以及轉(zhuǎn)向塊:錨固塊和轉(zhuǎn)向塊必須和原結(jié)構(gòu)有效連接,傳遞應力,目前主要鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)型式兩種;
4)減震裝置:用于轉(zhuǎn)向塊與轉(zhuǎn)向塊或者錨固塊與轉(zhuǎn)向塊之間的體外索自由長度較大的位置,主要目的是減少體外索在動荷載作用下的振動;
5)施工機具:張拉機具根據(jù)張拉的要求分單孔千斤頂和整體千斤頂。單孔千斤頂用于施工空間狹小或單孔分絲張拉的體外索,整體千斤頂用于整體張拉的體外索。
預應力體外加固技術(shù)施工案例——箱梁底板索的安裝
底板索效率不是很高,在一些特殊的結(jié)構(gòu)中才會使用,它的最大優(yōu)點是不需要設置轉(zhuǎn)向塊,施工較為簡單,質(zhì)量能夠得到保證,但是布索位置會受到一定的限制,所以不是很常用。
施工工序:安裝預埋鋼管→齒板混凝土澆筑→連接外套管→穿布鋼絞線→對稱張拉→安裝防震塊→管道壓漿→封錨壓漿。
3總結(jié)
綜上所述,橋梁工程加固技術(shù)雖然方法各異,但總體方向萬變不離其宗,具體該選用何種方法需要根據(jù)橋梁被破壞的程度以及其周邊水文地質(zhì)情況來決定。湖北省被長江橫跨,江河眾多,橋梁數(shù)量在全國數(shù)一數(shù)二,同時在建的工程也非常多,橋梁加固改造還是任重道遠,身為一名相關(guān)技術(shù)人員,需要加強自身對橋梁加固的理解和認識,掌握多種方法,因地制宜,合理利用,同時開拓創(chuàng)新新的施工技術(shù),為我省的橋梁加固而努力,為推動我國的橋梁建設行業(yè)而奮斗。
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橋梁結(jié)構(gòu)損害和加固方法分析?
一.引言
我國通俗的道路施工中,只是將混凝土巖石或者瀝青鋪設于道路上,這樣的工程沒有考慮到路面的承重、路面的強度與穩(wěn)定性,并且沒有系統(tǒng)的設計參數(shù)和原理,使得路面工程在短的時間內(nèi)瓦解,給政府乃至國家造成經(jīng)濟損失。橋梁的結(jié)構(gòu)是承受負荷重力的主要載體,同時也是確保橋梁安全的重要支柱。隨著使用時間的增加,在橋梁結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生了一些損害,導致橋面結(jié)構(gòu)發(fā)生功能缺陷,威脅橋梁安全。
二.橋梁結(jié)構(gòu)受到損害的原因隨著時間的推移,橋梁結(jié)構(gòu)會受到不同程度的損害,造成這些損壞的原因主要有:建筑材料性能降低、橋梁結(jié)構(gòu)負荷重力過大、環(huán)境影響、自然災害、人為事故損害、設計不合理、施工過程中的不利因素影響等。建筑材料性能降低。橋梁結(jié)構(gòu)使用時間越長,建設這些橋梁結(jié)構(gòu)所使用的建筑材料就會受到越多的磨損,其性能就會降低,從而使得橋梁結(jié)構(gòu)受到不同程度的損害,影響橋梁結(jié)構(gòu)的使用。橋梁結(jié)構(gòu)負荷重力過大。我國目前的橋梁結(jié)構(gòu)很多是按照80年代左右的設計標準設計建造的,那時公路運輸量較低,所以橋梁結(jié)構(gòu)的負荷能力較低,近年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展,我國機動車數(shù)量急劇增加,公路運輸量的不斷增大,尤其是工程用重型運輸車的頻頻出現(xiàn),使得橋梁結(jié)構(gòu)負荷重力也不斷增大,導致橋梁結(jié)構(gòu)經(jīng)常處于超載狀態(tài),從而使得沿線道路以及橋梁結(jié)構(gòu)受到不等同程度的損害。
環(huán)境影響。環(huán)境影響主要是指溫度和濕度的影響。溫度和濕度的變化會給橋梁結(jié)構(gòu)帶來不同程度的損害。自然災害。自然災害主要是指風、雨、洪水的侵蝕,雷電的襲擊,地震、滑坡等。自然災害會導致橋梁結(jié)構(gòu)受損變形。人為損害。人為損害主要是指車輛、船舶等的碰撞等。人為事故會給橋梁結(jié)構(gòu)帶來直接性的損害。設計不合理。設計不合理主要包括橋型結(jié)構(gòu)設計不合理、設計假定不盡、設計論證過程中缺乏合理的監(jiān)測等。這些設計的不合理都可能成為橋梁結(jié)構(gòu)本身存在的缺陷。施工過程中的不利因素影響。施工過程中的不利因素影響主要包括施工過程中難以控制的不利因素以及施工不合理產(chǎn)生的不利因素。這些不利因素,都會對橋梁造成損害,前者難以控制,但后者卻是可以避免的。
三.橋梁結(jié)構(gòu)加固原則
1.總體效應原則。在結(jié)構(gòu)加固中,應當考慮到加固之后整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)會發(fā)生何等轉(zhuǎn)變。在設計橋梁結(jié)構(gòu)加固案例時,應對橋梁的總體進行綜合淺析,以保證橋梁結(jié)構(gòu)的整體性能不被破壞。
2.設計案例的優(yōu)化原則。在確定加固案例之前,要通過優(yōu)化原則來加以斷定。這其中應該盡量滿足工程的綜合經(jīng)濟指標,考慮加固施工的特點和加固技術(shù)的水平,在加固案例的設計和施工組織上采取恰當?shù)氖侄危瑴p少對外界環(huán)境和局部構(gòu)件的影響,盡可能地縮短工期。在確定橋梁結(jié)構(gòu)加固設計案例之前,應該對已有結(jié)構(gòu)進行全面檢查和可靠性淺析,在掌握已有結(jié)構(gòu)的性能、構(gòu)造以及缺陷等資料的同時,對結(jié)構(gòu)的受力情況與持力水平進行淺析,為之后確定加固設計案例奠定基礎。
3.最大化利用的原則。在路橋梁結(jié)構(gòu)加固時,應盡可能地降低對原橋梁結(jié)構(gòu)的損壞,以保證原有結(jié)構(gòu)的利用性能不被破壞;對于那些已有的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件,在經(jīng)過結(jié)構(gòu)檢測與可靠性鑒定的淺析之后,對其結(jié)構(gòu)構(gòu)造與承載性能有了全面了解的基礎之上,應該盡量地保留并利用[1]。
四.橋梁加固方法
1.面鋪裝加固法。橋面鋪裝加固法主要包括局部修復鑿補法、重新澆筑混凝土面板加固法和橋面補強層加固法。局部修復鑿補法是對鋪裝層出現(xiàn)的碎裂、脫落、洞穴等進行局部修復的方法,這里要注意的是:修復前要先進行鑿毛,而且鑿毛要使骨料露出,然后再用水泥混凝土修補經(jīng)潤濕的孔,涂刷上粘結(jié)材料以加強新舊混凝土間的粘結(jié)性;重新澆筑混凝土面板加固法適合無法修補的橋面板,其方法是將原有的行車道鋪裝全部拆除,采取重新澆筑混凝土面板進行加固;橋面補強層加固法不但能達到修補的效果,還能增強梁板的抗彎能力,提升其承載力,其具體方法是在舊有橋面上重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補強層。
2.加大截面法。加大截面加固法又稱外包混凝土加固法,它是在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層,增大原混凝土構(gòu)件截面面積,以而提升構(gòu)件正截面抗彎,達到加固補強的目的,我們可以通過加厚橋面板或者加大主梁梁肋的高度和寬度來實現(xiàn)。其施工工藝比較簡單,適應性比較強,施工手法成熟,能顯著提升橋梁剛度,能取得比較好的加固效果,能廣泛對一般建筑的梁、板、柱、墻等混凝土結(jié)構(gòu)進行加固。但是這種方法也有著一些缺點,如施工的濕作業(yè)時間比較長,加固之后的建筑物凈空有一定減少,且嵌入的鋼筋銹蝕和混凝土劣化的危險性很大。
3.碳纖維加固法。碳纖維加固法,全稱為粘貼纖維增強塑料加固法,它是通過采取專門的樹脂將碳纖維粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)受拉表面,碳纖維與原結(jié)構(gòu)形成新的受力整體,使它和被加固截面一同抗拉,以而使結(jié)構(gòu)達到了加固和補強效果。碳纖維片材技術(shù)性能指標應滿足要求。
這種方法幾乎不會增加結(jié)構(gòu)自重與截面尺寸,也不會轉(zhuǎn)變凈空高度,施工比較方便,對原始的道路橋梁結(jié)構(gòu)幾乎不會造成新的損傷,具有良好的耐腐蝕性、耐久性和抗疲勞性能,根據(jù)受力淺析可以進行多層粘貼進行補強,其方向性也可以靈活掌握,比如說高強高效,可以大幅度地提升混凝土結(jié)構(gòu)的延性與承載性能,由此適用范圍非常之廣[2]。
4.粘鋼加固法。所謂的粘鋼加固方法,就是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力不足的區(qū)段表面粘貼一定數(shù)目的鋼板。這種方法適用于各種大、中、小型的橋梁加固,能夠很好地保護原混凝土構(gòu)件,而且在案例設計及結(jié)構(gòu)計算方面都非常之簡單。但實施歷程中,由于鋼板重量過大,操作上比較復雜,而且固化劑在結(jié)硬以后脆性較強,難以保證其粘結(jié)的耐久性,此外,鋼板和膠體界面還有著一些潛在的銹蝕。
5.錨噴技術(shù)。隨著施噴機具的進展和速凝劑的利用,現(xiàn)代技術(shù)獎噴射鹼與鋼筋網(wǎng)、錨桿配合利用,逐漸改善錨噴技術(shù)的。它可以盡量不利用側(cè)向模板,而且其運輸、澆注、搗固合并為一道工序、占地面積小且設備簡單、施工機械化程度高、效率高、節(jié)省勞動力,在實施歷程中可以不中斷交通。
6.外部預應力加固法。這種方法也叫反彎矩法,主要是借助于“預應力”作用完成的一種加固方式。通過在構(gòu)件外對預應力鋼筋進行張拉,不但能夠增加主筋,提升構(gòu)件的截面強度,還能減少橋墩底部沉降的幅度,可以說是一種十分積極的加固手段,對受拉區(qū)施加預加壓力,可以抵消部分自重應力,起到卸載、防止裂縫的作用,延長了橋結(jié)構(gòu)的利用壽命。
五.案例分析
某橋梁下部結(jié)構(gòu)擴大基礎和樁基礎維修加固措施3]。
1.工程概述。
該橋梁總長583m,上部結(jié)構(gòu)采用30m標準跨徑預應力T梁和16m鋼筋混凝土空心板。上部結(jié)構(gòu)采用結(jié)構(gòu)簡支、橋面連續(xù)。0號-7號墩臺范圍橋梁為主橋,跨越主河道,跨徑組成為(330+430)m的T梁組成,其余跨均為16m鋼筋混凝土空心板引橋。0號主橋臺采用擴大基礎肋板式橋臺,1號-2號橋墩采用擴大基礎雙柱墩,其余主橋墩采用雙柱式墩柱嵌巖樁,主橋墩柱直徑均為1.5m,引橋橋臺采用三柱式樁柱橋臺,引橋橋墩均采用雙柱式樁柱橋墩,引橋墩柱直徑均為1.2m。
2.0號-6號墩臺基礎病害。
該橋于1997年建成通車,由于河道大量采砂,河床下降嚴重,0號-6號墩臺范圍為跨越主河床跨,目前橋位處河床地面相比橋梁竣工時高程平均下降3m左右,最深處達4m。其中尤以1號墩、2號墩的擴大基礎病害嚴重。下面逐一敘述分析0號-6號墩臺基礎病害。
(1)0號橋臺基礎病害。0號臺為肋板式橋臺,檢查發(fā)現(xiàn)橋臺已無護坡防護橋臺,橋臺覆土被大量沖刷,擴大基礎外露,基礎局部脫空,地層巖基面基本裸露。分析護坡破壞原因有二點:一是多年洪水沖刷護坡?lián)p毀所致;二是橋臺處公路排水溝排出雨水常年沖刷橋墩臺護坡,導致傾斜巖基外露。護坡?lián)p壞降低了橋臺穩(wěn)定性,加快基礎底部巖基穩(wěn)定性和強度。
(2)1號-2號橋墩基礎病害。1號-2號墩下部結(jié)構(gòu)為擴大基礎雙柱式橋墩,檢查發(fā)現(xiàn)柱側(cè)存在施工時留下的沉井未拆除,沉井底部比擴基底部高程稍高。1號橋墩擴大基礎底部有懸空現(xiàn)象,底部持力層呈倒梯形。1號墩靠近岸側(cè)基礎下部落在基巖上,靠近河心側(cè)基礎下部沒有完全落在基巖上,基礎下部局部為砂土。2號橋墩基礎處于河水中,但水上河心側(cè)沉井出現(xiàn)明顯的傾斜,該處側(cè)墻混凝土出現(xiàn)較寬開裂現(xiàn)象。目前1號墩和2號墩立柱還未出現(xiàn)明顯傾斜現(xiàn)象。
基礎沖刷原因:一是河道采砂嚴重,導致河床沖刷下降所致;另一原因為公路排水溝流水直接沖擊1號墩柱基礎附近土層,導致1號墩基礎底部沖刷尤為嚴重。
擴大基礎底部呈倒梯形原因:施工期間沉井下沉時岸側(cè)先接觸基巖,而另一側(cè)沉井基巖線較深,此時沉井改側(cè)未達到基巖,僅在砂土層,而沉井岸側(cè)受巖基阻礙已不能下沉,于是施工單位便在沉井中澆筑擴大基礎,造成部分基礎沒有落在基巖上,由于擴大基礎上部尺寸比下部尺寸大,基礎下部土體被沖刷掏空后,基礎底部就呈現(xiàn)場看到的倒梯形形狀。
沉井出現(xiàn)傾斜開裂可能原因:在洪水沖刷下,河床不斷降低,造成沉井下部支承土體被掏空,造成沉井側(cè)翻,不均勻沉降受力,局部出現(xiàn)開裂,并不斷傾斜。
從沉井傾斜、基礎脫空、地質(zhì)鉆探結(jié)果分析,擴大基礎和沉井底部未完全接觸傾斜基巖面。土層沖刷后,造成沉井傾斜,擴基懸空,造成擴大基礎有效傳力面積減少,穩(wěn)定性降低。
(3)3號-6號橋墩基礎病害。3號-6號墩為樁柱式橋墩,現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)3號-6號墩基礎沖刷嚴重。該處地面沖刷平均深度達4m。原設計樁基嵌巖2m,經(jīng)計算樁基各項力學指標安全系數(shù)較小,特別是樁側(cè)土壓應力已超標。
3.實施維修加固方法
根據(jù)0號-6號墩結(jié)構(gòu)、病害以及鉆探資料,結(jié)合專家組意見,對各墩臺進行不同方法的維修加固處理。對0號臺基礎主要進行矩形擋土墻防護,并設置排水溝引流。對1號-2號墩基礎主要進行封閉方體箱形嵌巖護墻防護,對墻內(nèi)土體進行壓漿,為減小施工對基礎擾動,保留原沉井,對2#墩傾斜沉井基礎以上部分進行切除。對3號-6號墩樁基礎采取兩種方法:一是利用橢圓形封閉箱形嵌巖護墻防護樁基免于沖刷,二是新增加承臺和鉆孔樁基分擔原有基礎荷載。
(1).0號橋臺基礎維修加固措施。0號臺主要采取護坡防護,為排水溝預留空間兼造價考慮,在外露橋臺基礎水平距離外緣1.5m處做C30混凝土擋土墻,擋土墻截面為矩形(主要考慮基巖面不平,矩形狀易于施工),平面繞橋臺成矩形進行布置,護坡基礎嵌巖深度不小于2m。后在擋土墻上做混凝土護坡,坡度為1:1。同時對公路排水溝進行整治,防止流水侵蝕護坡,在護坡邊做排水溝。
(2).1號-2號橋墩基礎加固措施。1號墩—2號墩主要采取防護兼加固方法,利用新嵌入基巖護墻對擴大基礎進行防護。步驟是:簽于擴基底部已出現(xiàn)脫空,施工前首先采用采用片石混凝土壓實基礎脫空部分,用鋼板樁圍堰對擴大基礎進行施工期間臨時支護。然后對基礎與板樁圍堰所圍砂土進行雙液壓漿,灌實基礎下緣土體。做好基礎施工期間支護后,在護墻外側(cè)區(qū)域做護墻施工砂袋圍堰,護墻基巖面清理好后指定位置采用12.7cm地質(zhì)鉆機鉆孔基巖2m,嵌入鋼管混凝土灌注樁,同時保證護墻根部嵌巖0.2m,立模綁扎護墻鋼筋、澆筑混凝土后,澆注混凝土,使護墻與鋼管混凝土樁成為整體?;靥罨A周圍覆土后完成擴大基礎維修處理。
(3).3號-6號橋墩基礎加固措施。原橋樁基設計嵌巖深度2m,基礎承載能力滿足規(guī)范。但由于沖刷較為嚴重,安全系數(shù)較低。為保證橋梁持續(xù)正常使用對樁基進行維修加固處理,加固措施有兩條:
a.利用新增樁基進行加固。沿3號-6號墩系梁上緣位置向下增設2.4m高承臺,新增承臺與樁基、系梁接觸面植筋。為增加立柱向承臺傳遞荷載途徑,在承臺上緣沿原柱周新增1.5m高圓柱,在界面處植筋。由于新增高樁承臺對河道泄洪能力影響較大,因此承臺尺寸設計盡量小型化、線條平順化。承臺下新設計四根樁基支撐承臺,新增設樁基嵌巖4m,樁徑1.2m。新增樁基以及與原有樁基中距不小于樁徑2倍。
該方法可以較大程度提高下部基礎承載能力,但需要對原有樁柱進行較多量的植筋,對原結(jié)構(gòu)有一定損傷,造價較高,樁基施工需要操作空間較大,施工不方便。
b.新增護墻防沖刷。由于樁基承載能力有一定安全度,可在樁四周直接做施工用砂袋圍堰,在指定位置采用12.7cm地質(zhì)鉆機鉆孔入基巖2m,嵌入鋼管混凝土樁,同時保證護墻根部嵌巖0.2m,立模綁扎混凝土護墻鋼筋、澆筑混凝土,使護墻與鋼管混凝土樁成為整體。在護墻內(nèi)外回填覆土后完成樁基礎防護處理。
該方法可以永久防護樁基免于沖刷,并較少對原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷和擾動,但對基礎承載能力增加有限。施工中3號-6號橋墩基礎維修最后采取第二種維修加固方法。
六.結(jié)束語
橋梁結(jié)構(gòu)損害是多種因素共同作用的結(jié)果,對橋梁結(jié)構(gòu)進行加固,要根據(jù)損害特點、構(gòu)成原因及損害的程度,選擇合適的加固方法,確保橋梁安全。
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橋梁怎樣做補強加固?
橋梁部結(jié)構(gòu)加固
1.體外預應力加固 通外加預應力提高其承載力
2.體系轉(zhuǎn)換加固 通懸臂簡直或者靜定超靜定提高其力穩(wěn)定性
3. 增加構(gòu)件加固 輔助桿件幫助其受力提高承載力
4. 粘貼鋼板加固 局部區(qū)粘貼鋼板提高其整體性
5. 橋面層補強加固 主要目提高整體性同保護構(gòu)筑物免受腐蝕等
橋梁墩臺與基礎加固?1.
擴基礎加固 基承載力足情況提高基層承載力抗傾覆性
2. 高壓旋噴注漿加固 整體提高基礎性能
3. 粘貼鋼板加固、碳纖維加固 基礎局部進行補強。在臺實建筑修繕商學院老師有給我們講過案例,感興趣你也可以報名
常用的橋梁加固方法,你知道幾種
1、外部粘鋼加固法;外部粘鋼加固法是一種采用化學粘結(jié)劑將鋼板直接粘貼在混凝土構(gòu)件表面 ,使之與構(gòu)件形成受力整體 ,以提高承載力、增大延性、剛度和滿足正常使用要求的加固方法。 2、粘貼碳纖維加固法;粘貼碳纖維加固法是采用高強度或高彈性模量的纖維復合材料(碳纖維布或者碳纖維板),用專門配置的粘貼樹脂或浸漬樹脂粘貼在橋梁混凝土構(gòu)件表面 ,使之與原構(gòu)件形成整體共同受力的加固方法。 3、加大截面加固法加大截面法 ,也稱為外包混凝土加固法;這種方法是用增大混凝土結(jié)構(gòu)物的截面面積和配筋進行加固的一種方法。這種加固方法要求被加固的橋梁下部結(jié)構(gòu)能夠承受更多的自重 ,能夠提供更高的承載力。通常情況下 ,以加厚橋面板或加大主梁的梁肋寬度為主。 4、預應力加固法;預應力加固法是采用外加預應力的加固方法 ,適用于要求提高承載力、剛度和抗裂性及加固后所占用空間小的橋梁??煞譃轭A應力拉桿加固、預應力撐桿加固以及預應力碳纖維板加固 ,預應力拉桿加固主要用于受彎構(gòu)件 ,以梁身為錨固體,通過預應力張拉對梁的受拉區(qū)域施加外力 ,以抵消結(jié)構(gòu)本身的自重 ,減少車輛荷載作用下的應力。預應力撐桿加固主要用于橋梁下部結(jié)構(gòu)的軸心受壓墩柱。預應力加固技術(shù)可使碳纖維在承擔結(jié)構(gòu)傳遞的荷載應力之前就已經(jīng)處于較高應力水平,預先發(fā)揮一定強度。因此,預應力碳纖維技術(shù)是傳統(tǒng)碳纖維技術(shù)的必然取代!
鋼結(jié)構(gòu)橋梁要怎樣加固
橋梁工程在運營的過程中橋梁加固案例,常常會出現(xiàn)不同程度的病害,每一種病害都有特定的原因及解決方案。數(shù)年來,針對橋梁病害的加固技術(shù)多種多樣,但并不是所有的加固技術(shù)都是完美的,適用于全部橋梁的。今天總結(jié)橋梁加固案例了六種橋梁加固技術(shù)的優(yōu)缺點,以作參考。
一、體外預應力加固
加固措施
通過體外預應力索施加反向荷載的方法對橋梁進行加固,此外考慮箱梁兩側(cè)腹板出現(xiàn)大量的斜剪裂縫,為橋梁加固案例了約束斜裂縫進一步發(fā)展,加強對腹板混凝土的約束,增強腹板抗剪承載能力和剛度,采用腹板內(nèi)側(cè)粘貼鋼板。
預應力施工工藝
1.錨固端部橫梁與跨中轉(zhuǎn)向橫肋墩頂導向槽的施工2.鋼絞線下料與穿束3.鋼絞線張拉4.預緊5.高應力張拉6.壓漿。
缺點:
1.預應力的施工工藝,在鋼絞線下料與穿束中粘接段段的長度和位置,新老混凝土之間的粘結(jié),后加預應力對原預應力的影響,很難確定;
2.施加預應力索加固現(xiàn)在存在的問題:如合理的加固預應力筋的位置和數(shù)量后加固的預應力鋼筋對已經(jīng)存在的預應力鋼筋的影響;
3.體外預應力鋼筋松弛、斷筋等失效的現(xiàn)象也較為常見。
二、體外預應力加固另外的加強措施
彎曲加強
采用體外預應力加固法可提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受彎承載力,預應力筋布置應符合優(yōu)化布置原則,即加固筋外形與外荷載產(chǎn)生的彎矩圖形相似。
因此,加固梁式結(jié)構(gòu)時,體外預應力筋多采用折線形連續(xù)筋,以充分發(fā)揮加固筋的抗拉強度。
體外筋的靈活布置,可以有效地補強加固不同受力情況的簡支梁和連續(xù)梁,若連續(xù)梁中僅有個別跨需要加固,則可采取在這些跨上單獨布置預應力筋進行局部加固;若連續(xù)梁普遍較差,則可用各跨布置給予整體加固;若連續(xù)梁普遍較弱,但個別跨更弱,則可采取通長布置與局部布置相結(jié)合的辦法進行加固。
剪切加強
梁的剪切強度可通過外部加設扁鋼、鋼板和鋼箍等方法來提高。扁鋼通常箍在構(gòu)件上用后張法拉緊并已開發(fā)了一種后張不銹鋼鋼箍的方法,后張法能使新材料平分恒載及活載,這樣就能更有效地利用新增材料。
提高剪切強度的另外一種方法為采用后張的附加預應力鋼筋,預應力鋼筋可以加在垂直和傾斜方向上,而且既可安裝在梁腹板內(nèi),又可安裝在箱內(nèi)。
施加預應力時應當小心謹慎,避免結(jié)構(gòu)某些部分出現(xiàn)超限應力。若構(gòu)件中存在裂縫,一個好的實施方法是在施加預應力之前,先在裂紋上注射環(huán)氧樹脂。
三、粘貼碳纖維法與鋼板粘貼加強法
粘貼碳纖維法與鋼板粘貼加強法基本原理是一致的,均是將其增強材料粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉邊緣或薄弱部位,使之與結(jié)構(gòu)形成整體,代替需增設的補強鋼筋,提高梁的承載能力達到補強的目的。
粘貼碳纖維法
碳纖維加固橋梁構(gòu)件的部位:用粘結(jié)材料將碳纖維材料有序地纏繞粘貼于構(gòu)件表面,實現(xiàn)對構(gòu)件變形的約束并因此提高構(gòu)件的極限強度和承載能力。在橋梁加固運用中,可粘貼在混凝土梁的頂面或底板上,以提高混凝土梁的截面強度和剛度。也可粘貼在梁的腹板上,以提高其抗剪強度。
施工工藝:
1.處理結(jié)構(gòu)混凝土表面,涂敷基底樹脂并整平。
2.涂刮整平膠并對其表面作砂光處理。
3.滾刷粘結(jié)劑粘結(jié)碳纖維。
4.對已貼的碳纖維作壓面處理。
5.表面整飾(如抹砂漿等)。
缺點:
1.碳纖維的抗剪強度低,延展性又不好,所以,其受力的不均勻性必須充分注意。
2.碳纖維用于橋梁加固,其老化問題不容忽視。
粘貼鋼板法缺點:
1.對結(jié)構(gòu)抗彎和抗剪加固效果明顯,但對結(jié)構(gòu)靜剛度影響不大(靜剛度包括等直桿件扭轉(zhuǎn)剛度、受彎梁的彎曲強度、薄板受彎曲載荷作用、薄殼變形計算)。
2.在借用橋面鋪裝層參與受力時,新老混凝土的可靠連接始終存在問題,如粘結(jié)劑的老化問題。
3.鋼板面積大,剛度大,適型性差,很難與原結(jié)構(gòu)緊密粘接。此外,鋼板自重很大,加上銹跡等原因,底、側(cè)粘貼很易脫落(鋼板易受腐蝕或脫落)。
4.對于大跨度梁來說,鋼板的重量可能太重。
四、體系轉(zhuǎn)換法
體系轉(zhuǎn)換法是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)體系以減少梁內(nèi)應力,提高承載能力的一種加固方法。
這是一種變被動加固為主動加固的方法,該方法需要對原結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀進行仔細的調(diào)查,對其承載潛能進行正確評價,用周密、細致、可靠的計算分析確定體系轉(zhuǎn)換的方法和施工工藝流程,以達到加固修復病橋的目的。
一般可通過簡支梁下增一設支架或橋墩,或把簡支梁與簡支梁加以連接,使結(jié)構(gòu)由簡支變?yōu)檫B續(xù)等。
施工工藝
1.揭開橋面鋪裝層,將梁頂保護層鑿除,使主筋外露,沿梁頂增設縱向受力主筋,數(shù)量根據(jù)計算決定。
2.澆注端頭混凝土;
3.拆除或改變原有支座;
4.重新做好橋面鋪裝;
該加固方法主要對于大、中簡支梁橋的加固,將多跨簡支梁的梁端連接起來,變?yōu)槎嗫邕B續(xù)梁,可以有效改善結(jié)構(gòu)的受力狀況,提高橋梁的承載能力,但不適合連續(xù)鋼構(gòu)橋的后期加固。
五、橋面系減載
對大跨度連續(xù)鋼構(gòu)而言,恒載在總重量中占有相當大的比重,減小橋跨內(nèi)橋面的恒載重量,諸如變鹼橋面鋪裝為瀝青鹼橋面鋪裝、變鹼欄桿系為鋼質(zhì)欄桿系、減薄人行道鋪裝厚度等能有效地減小跨中的下?lián)狭俊?/p>
六、擴大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面,以提高原結(jié)構(gòu)的強度和剛度
該方法雖然能提高結(jié)構(gòu)承載力,但也會因而加大結(jié)構(gòu)自重。自重加大產(chǎn)生的內(nèi)力增量會消抵部分或全部結(jié)構(gòu)承載能力的提高。且新增結(jié)構(gòu)面積或體外施加的預應力與原結(jié)構(gòu)體的界面能否良好結(jié)合也是一大問題。
此外,擴大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面,以提高原結(jié)構(gòu)的強度和剛度;改變原結(jié)構(gòu)的受力體系,使其減小受力;以新的結(jié)構(gòu)代替舊的應力不夠的結(jié)構(gòu),這三種方法均不能用于大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋。
增大截面、粘貼鋼板(碳纖維)、體外預應力等加固方法都屬于二次超靜定受力結(jié)構(gòu)。加固前原結(jié)構(gòu)已經(jīng)承受荷載(即靠前次受力),特別是當承載能力不足時,加固前原結(jié)構(gòu)的截面應力、應變水平一般都很高。新加固部分加固后并不立即承受荷載,而是在新荷載(即二次加載)下才開始受力。
從而導致整個加固結(jié)構(gòu)在其后的第二次受力過程中新加部分的應力、應變始終滯后于原結(jié)構(gòu)的累計應力、應變,這決定了此時混凝土結(jié)構(gòu)加固計算分析不能夠完全按普通結(jié)構(gòu)概念進行。加固結(jié)構(gòu)的承載力與新舊兩部分的應力差值或應變差值直接相關(guān),與原結(jié)構(gòu)的極限變形值有關(guān),與兩部分材料的應力、應變關(guān)系有關(guān)。
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