桥梁加固范文

时间:2023-03-14 06:55:53

导语:如何才能写好一篇桥梁加固,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

桥梁加固

篇1

Abstract: Bridge reinforcement can effectively extend the service life of bridge, which can not only make the bridge meet the traffic quantity requirement, but also can relieve the concentration of bridge investment, so it has good economical and social benefit.

关键词:桥梁;混凝土;病害;加固;技术方案

Key words: bridge;concrete;disease;reinforcement;technical solution

中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)18-0107-03

0 引言

当前,全国范围内有许多结构存在缺陷的危桥仍在勉强维持运营,岌岌可危的桥体结构对桥面上人车通行安全造成了严重的威胁,因此有必要对这些桥梁进行加固处理。严格来讲,要对本身存在危险的危桥进行加固,施工队不仅面临安全风险,而且无论是施工工艺、施工技术都必须按照高标准精益求精,施工难度比较大。另外,如果缺乏旧桥原有的设计资料和施工记录,无法了解结构内部结构的受力状况、承载力等工艺参数,就很难确定其结构极限,这无疑增大了旧桥加固的风险。

本文基于这一现状,基于桥梁加固原则,从施工角度提出一套可行性桥梁加固技术要求,旨在通过严格的技术控制提高施工质量,确保成桥的各项参数达到技术标准。

1 桥梁加固特点

1.1 桥梁加固的难度大

①已通车的桥梁出于交通需要的压力在加固过程中不能中断交通,在这种情况下进行桥梁加固施工,势必会受到不利影响。②结构形式的限制:加固通常要求在原有结构上进行,存在很大的局限性。③新老结构的结合是一个难题:如何使旧桥体和新加固的桥体更好的融合是当务之急,且存在很大难度。④风险大:由于凡是需要进行加固的桥梁多半都是危桥,甚至是处于岌岌可危的状态,在这种情况下,对旧桥进行加固存在很大的风险,该风险不仅体现在施工质量无法符合要求上,更可能会对相关人员的生命安全造成威胁。

1.2 加固的技术要求高

①通常大的设计单位不愿意承担旧桥加固这些设计任务,因为不仅设计、工作量大,而且收费低。②加固设计需要良好的桥梁理论水平和力学基础知识。在准确分析和判断旧桥的安危程度的基础上,确定加固方案,这要求相关人员必须进行大量的力学试验,确保设计的加固方案科学合理。③加固方案实施中存在复杂性。由于桥梁加固施工具有很强的复杂性,对加固方案和处理方法有很高的要求,只有这样才能满足需求。

2 桥梁加固应遵循以下原则

①加固工程应由有专业桥梁加固资质的公司施工。②施工前,应对照实桥,结合检测报告及维修加固设计图(或说明),认真测量,并依据实测值进行修正,并制定完整的施工组织计划。③应对材料标准、规格严格要求;对材料进行安全存放,以免影响使用。④施工剔凿前应根据受力情况确定是否应加支撑系统,剔凿时应重锤轻敲,不能对原有构件造成破坏。⑤施工前应做好施工组织设计,经建设方、监理方审核后方可进行具体施工。⑥加固使用桥梁完成加固后,应加强观测,测量关键部位的应力与裂缝情况。⑦其他施工应遵循国家相应规范规定要求。

3 桥梁加固主要技术要求

3.1 混凝土及混凝土梁存在的主要病害及处置方法

3.1.1 混凝土及梁常见病害

混凝土梁表层缺陷主要有蜂窝、漏筋、麻面、空洞、老化、锈蚀、磨损等类型,另外还包括混凝土结构裂缝。在加固施工中,可采用注胶法整治桥梁混凝土裂缝。具体步骤如下:

①基层处理:清除裂缝周围混凝土表面的灰尘、油污,并凿除松动混凝土掉块;②确定注入口:一般按20~30cm距离设置一个注入口,注入口位置尽量设置在裂缝较宽、开口较通畅的部位,每条裂缝至少设置两个注入口,注入口先用胶带覆盖;③封闭裂缝:采用封缝胶,沿裂缝表面涂刮,留出注入口;④安设注胶底座:揭去注入口上胶带,用封缝胶将底座粘于注入口上;⑤较浅裂缝可以使用弹簧灌浆器,较深裂缝应使用压力大的手揿泵,将配好的灌浆树脂通过连接于灌浆底座的软管,注入裂缝;⑥注入完毕:待注入速度降低确认不再进胶后,用堵头将底座堵死。树脂固化后敲掉底座及堵头,清理表面封缝胶;⑦将修补处裂缝打磨平整后,使用P-33混凝土防护面涂料对梁体外表面进行封闭涂装。如图1所示。

3.1.2 混凝土梁防护与加固

3.1.2.1 使用材料

P-31聚合物改性水泥基修补砂浆、P-32混凝土防护底涂料、P-33混凝土防护面涂料、R-10 纤维布粘结树脂、R-12 碳纤维布、R-13 芳纶纤维布、R-11 AB型双组分灌浆树脂。

3.1.2.2 应用范围

混凝土桥梁的涂装防护、病害整治以及梁体加固。

3.1.2.3 施工方法

①一般性防护:

桥梁的一般性防护指采取相应措施桥梁免遭各种化学物质的侵蚀和气候变化的影响而产生碳化、氯离子侵蚀、温差及冻融循环裂缝等病害。如果桥体由于上述原因而产生轻微病害,一般采用涂装P-33混凝土防护面涂料进行防护。P-33混凝土防护面涂料自身良好的柔弹性及耐久性保证了梁体与外界水、腐蚀性物质隔绝,从而起到良好的保护效果。

涂装可以用刷子、毛长为25mm的滚刷或喷枪施工。如果涂装基层比较坚固密实,可按每平米0.5升的使用量进行涂刷,涂层表面必须密实没有针孔,干膜厚度为0.4mm:如果基层表面疏松粗糙,可以考虑涂刷两遍,每遍的使用量为每平米0.5升,即总的使用量为每平米l升,干膜厚度0.8mm;涂刷涂料应沿同一方向进行涂刷。

②强化防护:

1)彻底清理涂装表面,清除所有松动的物质、油污、油漆等杂质及污垢,可以用高压喷水进行表面清理,但正式涂装前结构表面应保持干燥。2)用抹刀在结构表面刮涂调和好的P-32混凝土防护底涂材料,P-32混凝土防护底涂材料的涂层厚度不应大于6mm,刮涂时应将结构的所有裂缝及缺陷嵌填平整并使表面光滑。3)P-32混凝土防护底涂料施工48小时后,可以进行P-33混凝土防护面涂料的涂装施工。可以用滚刷、刷子或无气喷枪进行P-33混凝土防护面涂料的施工,P-33混凝土防护面涂料根据需要可以涂覆一道或两道,干膜厚度应不小于0.12mm。如图2所示。

③碳纤维布(芳纶纤维布)加固梁体:

1)确保涂装表面整洁无异物。打磨加固位置混凝土,直到露出含有石子的部位即坚硬层。2)用底胶对混凝土进行底涂。3)待底胶干后用找平胶对混凝土进行找平。4)找平胶干后,在找平胶和纤维布表面分别涂刷粘结浸渍胶,然后将纤维布粘贴在加固位置,而后用橡胶棍对碳纤维布(芳纶纤维布)进行滚压,使浸渍胶充分浸渍到纤维布的布丝里去,使之粘结成一个整体。5)如果粘贴多层碳纤维布(芳纶纤维布),则重复3)~4),否则进行下一道工序。6)在纤维布的背面涂刷浸渍胶,进行补充浸渍及封闭保护。

3.2 钢筋种植

3.2.1 工艺流程

准备钻孔清孔孔除尘孔干燥筋处理配胶注胶插筋养生

3.2.2 关键工序

3.2.2.1 钢筋处理

检查钢筋是否顺直,若是无锈蚀钢筋无需进行除锈,若是普通钢筋必须采取有效措施进行除锈工序,且要求钢筋清洗干净后才能投入使用。

3.2.2.2 配胶和注胶

根据植筋胶生产厂家的使用说明、种类要求配置,注胶要一次完成。首先在胶枪中放入植筋胶,将搅拌头旋到胶的头部,扣动胶枪直到胶流出为止,第一次打出的胶不用,待胶流出成均匀灰色方可使用。注胶时,将搅拌头插入孔的底部开始注胶,注入孔内约2/3即可。每次扣动胶枪后,停顿5 -6秒钟,再扣动下一次胶枪。注射下一个孔时,按下胶枪后面的舌头,因为胶枪为自动加压,避免胶继续流出,造成浪费。更换新的胶时,按下胶枪后面的舌头,拉出拉杆,将胶枪取出。

3.2.2.3 插筋

插入处理好的钢筋,此时需用手将其旋转着缓缓插入孔底,使胶与钢筋全面粘结,并防止孔内胶外溢。按照植筋固化时间表的规定时间进行操作,使得植筋胶均匀附着在钢筋的表面及缝隙中,插好固定后的钢筋不可再扰动,待植筋胶养生期结束后再进行钢筋焊接、绑扎及其它各项工作。插筋、养护期间,桥上应避免震动的影响。

3.2.2.4 养生

养生时间通常需要超过二十四小时,一般在室外温度下自然养护即可,若温度低于5℃,应改用耐低温改性结构胶。

3.3 顶升加固施工工艺

桥梁顶升采用上、下抱柱顶升力系的断柱顶升法。施工工序如下:

①凿除现状桥面的桥面铺装、现浇层及防撞护栏,拆除原桥伸缩缝。②顶升准备。③顶升抱柱梁施工。④千斤顶系统及临时支座设施的布设。⑤梁体各个控制部位设置固定标记,以实时确定梁体的空间位置。⑥安装横向、纵向限位装置;解除桥面伸缩缝及其它联系。⑦预顶。为保证抱梁、千斤顶等装置在稳定状态下工作,在正式顶升前必须进行预顶。⑧分步顶升为一个步长,保护顶与主顶须保持同步上升。对全部顶升系统须进行实时监控,一旦发现异常情况,必须立即停工,直到找到原因并进行妥善处理后才能继续施工。

3.4 桥面铺装层的加固施工

桥面铺装层的加固施工分为三个步骤:第一步,清除或刨洗桥梁旧铺装层。要注意在清洗过程中不能对原有结构造成损坏;第二步,认真清洗旧桥面。采取有效措施和方法清洗旧桥面,使之清洁并干燥;第三步,重铺新桥面。注意开放交通前必须确认桥面浇筑的混凝土强度是否符合相关的设计标准,只有符合要求才能开放交通。

3.5 伸缩缝的维修技术

伸缩缝的安装共包括:切割、清槽、伸缩缝安装、混凝土浇筑、养生和上胶条六项工序。

①切缝。在正式切割伸缩缝之前,需先进行混凝土面(包括沥青油面)平整度检测,然后根据检测结果适当的扩大切割面的宽度,要求一边最多比设计要求加宽30cm,若通过扩大切割面的宽度依然无法使其达到伸缩缝安装要求,则必须进行返工处理.若检测结果发现平整度没问题,就按照施工图纸要求进行切缝即可,要求锯缝整齐、顺直。

②清槽。用风镐开槽,伸缩缝开槽后应将槽内所有杂物清除干净,同时应在旁边放好彩条布,将开槽产生的杂物统一放在彩条布上,彩条布与预留槽边缘距离不小于500mm,以便伸缩缝定位时测量方便;一旦发现梁与梁之间间隙不在规定值范围内,应及时采取修正措施;同时为保证施工质量,在施工过程中应严格禁止车辆通行等。

③伸缩缝安装。正式安装前应先检查槽内是否存在杂物,只有确认无误后才能开始依照施工安装图进行施工。焊接时,每隔2-3个锚筋焊接一点,然后再按上述步骤焊接另一侧锚筋与预埋筋,两侧完全固定后,就可将其余未焊接的锚筋完全焊接,并穿横筋焊接进行加固。对于伸缩缝较长需要现场对接的,焊接采用高质量的焊条,先焊接顶面,再焊接侧面,最后焊接底面,确保焊接质量;伸缩缝焊接加固后,可以打开固定装置使伸缩缝自由伸缩。

④混凝土浇筑。采用高压水冲洗,是砼出现新鲜面。检查砼配合比是否按经监理批复的设计配合比进行,是否掺入外加剂,同时应对砼坍落度进行检查,确保砼质量;浇注时,为防止混凝土溅到路面上,在预留槽两侧加盖不低于1m宽的膜和彩条布,以防止混凝土污染沥青路面。砼必须浇筑密实、平整无蜂窝,平整度在0-2mm范围内,并一次浇筑,保证整体性;混凝土振捣应采用两侧同步振捣的方法,至出浆、不再有气泡为止,确保振捣密实;振捣密实后用刮杆将混凝土表面刮平,平整度一般应控制在低于路面标高2mm;混凝土要通过不少于3遍的抹平、压实工序,保证混凝土平整度。

⑤养生。在养生期间,应安排专人负责交通管制,确保施工质量未达到标准前没有车辆通行;混凝土初凝后,应用麻袋或土工布覆盖其表面并洒水,要求养护时间不能少于7昼夜。

⑥安装橡胶条。安装橡胶条需在混凝土达到设计强度的50%要求的至少三天以后进行,安装前应将缝内的异物清除干净,安装过程应严格依照相关规范标准,做到整洁,外表美观,顺畅。

4 工程案例

寨境2号中桥中心里程D3K366+302,长度110.47m。本桥系地形控制设计,桥址地震动峰值加速度0.05g,设计百年洪水流量为2.55m3/s。上部采用后张预应力混凝土曲梁,下部墩身为矩形实心墩,矩形承台,钻孔灌注桩基础,T形桥台。全桥共设桩基17根,桥墩2个、桥台2个,3孔32m梁。各墩台具体情况见表1。

该桥基本采用上文所总结的加固施工方案和技术措施。加固完成后,施工单位结合相关技术指标对桥体加固质量进行了检验。从检验结果(见表2)可以看出,混凝土裂缝修补、养护等工序的施工质量都在技术标准控制范围以内,说明加固施工达到了预期效果,也就是说,所采取的加固技术方案切实可行。

5 结语

寨境2号中桥加固质量检验所统计的各部分技术参数全部在标准值控制范围内,足以证明本文所提出的旧桥加固方案和技术措施达到了预期的加固指标,必然能有效提高混凝土桥梁的强度和结构承载力。另外,在技术实践中,为了进一步提高加固质量,还应该加强桥梁的养护管理,使其时刻保持正常的工作状态,充分发挥旧桥的作用。

参考文献:

[1]JTG/TJ22-2008,公路桥梁加固设计规范[S].

[2]JTG/TF50-2011,公路桥涵施工技术规范[S].

[3]JTG/TJ23-2008,公路桥梁加固施工技术规范[S].

[4]周欣,王利华.钢筋混凝土T形梁桥病害分析及加固研究[J].中国水运(下半月),2011(04).

篇2

关键词: 桥梁 加固

Abstract: highway bridge is the throat, the quality of the highway bridge also affect traffic safety. Along with the use fixed number of year of the shortened and the load increasing Bridges, Bridges will appear different degree of damage, and if not in time for the damage to repair and reinforcement, these bridge diseases are likely to endanger the traffic safety. This paper from the causes of the bridge diseases, the necessity of strengthening and reinforcement technology and discusses the simple

Key words: the bridge reinforcement

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:

我国近20年修建了大量的双曲拱桥、钢筋混凝土土箱拱桥、钢管混凝土桥、预应力混凝土连续钢构桥,桥梁总数达到50 多万座,总长达 200 多万公里,在公路交通占有很重要的地位,桥梁的质量就成了一个不可忽视的问题。随着时间的推移,桥梁因为各种原因可能会出现各种病害,为了不影响交通行车不间断又安全,就必须要对旧桥进行检测和加固。近年来,旧桥加固的工程也越来越多。

一、 桥梁加固的形势

1.1 桥梁病害的成因

(1)早年我国修建的桥梁因为受到当时设计、材料、施工等方面的影响和局限,存在一定的先天不足,安全不足。一般会有断面单薄、安全储备低、双曲拱等,这就需要桥梁加固,对原先存在的缺陷进行修补。

(2)桥梁的耐久性差或者年久失修、老化等问题。很多早年修造的砖拱桥就存在这样的问题。

(3)近年修建的桥梁,因施工期短、设计不当、施工质量差等原因,很多的桥梁都出现了多种问题,这也是亟待加固的一部分桥梁。

(4)随着经济的发展,交通量也增大,桥梁的载重又面临新的挑战,这就需要对桥梁进行加固,提前预防事故发生。

(5)还有部分桥没有自身的先天问题,但是随着使用年份的增加,由于雨水冲刷、风化等自然原因致使存在一些病害,就需要进行修补,以延长桥梁使用年限。

1.2 桥梁加固实施的原则和难度

1.2.1 桥梁加固的难度大

(1)桥梁建成后, 基本都已进入使用通车, 那么加固要在保证交通通畅的同时进行, 这就为加固工程带来一定的难度。

(2)很多需要加固的旧桥多是危桥,结构已经很脆弱了,这些旧桥因为时间长,很多原有的设计资料和施工记录都不完全了,对于结构内部就不能完全解析,因此存在很多不确定因素,所以这就给旧桥加固带来了很大的难度。

(3)有很多过度时期的旧桥,结构设计时掺杂了新老结构体系,还有的桥包括了新老桥体, 这就为加固桥梁工作增加了施工难度和工序。

(4)桥梁都有自身的结构,所有的加固都要在原结构基础上进行,这对加固工作带来了很大的局限性。

1.2.2 桥梁加固的原则和安全评估

桥梁加固原则就是在遵循先加固,加固不能满足需要的就进行改造,完全失去交通行车能力的就重建。 旧桥加工实际上是一项经常性的桥梁施工工程, 所有的桥都需要进行检修、加固。桥梁的加固是加大和修复桥梁构件来提高局部或整体桥梁的承载力的施工。桥梁加固一般遵循不改变桥梁原结构的原则;若是桥梁加固不能满足和适应实际的交通需要, 那么就要对桥梁进行改造。一般旧桥改造是对旧桥的部分构件进行更换或者改变原桥梁的结构体系,再者就是拆除部分构造重建;对于已经完全不能通车的桥梁只能将旧桥进行拆除,重新设计、建造新桥。

桥梁的加固不能止于施工完成,而应在施工之后, 对工程进行加固效果的评价, 对工程进行检测和观察, 评价通过后桥梁加固才算完成。桥梁加固后, 上部结构要进行静载和动载实验, 将试验结果与加固前进行比较, 再与所要达到的标准进行比较, 看加固是否成功。对下部结构,要运用适当的器械进行频率变化的测评, 以此确定桥墩加固效果是否合格。 桥梁加固维修技术发展时间并不长, 为了指导桥梁加固工作,应该有一套完整的实用性桥梁检测、评定加固的技术规范, 以保证我国桥梁加固工作科学合理安全。

二、 桥梁加固常用的技术

桥梁加固技术主要有: 增大原结构构件截面, 提高原结构的强度和刚度; 建立新结构保证桥梁的抗力; 改变原结构的受力体系, 减少原结构受力; 对原结构施加预应力, 改善原结构的受力能力。

2.1 增大构件截面的方法

增加主梁截面。适用于手里主筋截面不足、 桥下净空有限、 不允许增加梁高的桥梁。 这种加固方式可以不受桥下净空的限制, 只需截断并接长箍筋, 但这种方法对结构的损伤较大, 施工工艺比较复杂。增大桥肋混凝土截面。适用桥下净空较高,允许增加主梁高度的桥梁。这种方法会减小桥下净空,对于桥梁的外观影响较大, 城市桥梁多不适用这种方法。加厚桥面板, 增加桥面截面。适用于可中断交通的小跨径桥梁。 这种加固法需增加了自身结构重量增加产生的弯矩,结构承载力提高不明显。

2.2 提高桥梁抗力的方法

粘贴钢板。这种方法中, 粘贴钢板加工成形比较困难, 需要支护设备, 而且在长期使用中维修保养工作量大。粘贴玻璃钢。适用于通行重型车和大型设备的桥梁进行临时加固。这种方法中玻璃钢的弹性模量较水泥低,容易发生变形, 所以只在临时加固中适用。粘贴钢筋。这种方法对钢筋进行了防护处理, 可以增加梁的抗弯能力。

2.3 增加辅助构件, 减少原结构受力的方法

增加主梁。 适用于主体结构较为完好但承载力不足的桥梁。 这种方法施工时需要终端交通, 且工艺复杂、 工程量大,对桥梁原结构损伤也比较大。 增加横隔梁。 适用因横向联系不足而降低承载力的桥梁的上部结构。 这种方法即是在桥梁上增设横隔梁, 主要是要固定主梁上贯通全桥宽的钢筋。

2.4 改变结构的加固法

八字撑架加固。 适用于不通航河道之上的桥梁上部结构。 这种方法对桥下净空影响较大, 不常用于城市桥梁的加固。连续体系加固。适用于抗弯能力不足的桥梁。 这种方法对交通有影响。 此外还有增设大边梁的方法和截面转换方法。

2.5 预应力技术

现代桥梁逐渐向轻型、 大跨度等方向上发展, 所以在今后的桥梁加固中, 现有的加固技术就受到了一定的限制, 所以预应力技术会被普及。 预应力技术主要通过体外预应力来实现,体外预应力的预应力钢束设于混凝土构件的外侧,钢束穿过设在构件端部的挡块和中部适当位置的转向块进行张拉,从而使砼构件获得预应力。 预应力技术包括: 下撑式预应力拉杆法、 预应力钢丝束法。

2.6 对于桥梁出现裂缝等, 不需进行大型技术工程的, 可进行局部的修补。

表面抹灰补缝。在混凝土表面用水泥浆、水泥砂浆、环氧基液、环氧砂浆等材料在裂缝处涂抹。 表面喷浆补缝。 根据裂缝的部位、 性质,可分别采用无钢筋喷浆或挂网喷浆等方法修补裂缝。喷浆修补一般先对裂缝表面进行毛处理,之后喷射一层有一定密度的高强度水泥砂浆封闭裂缝。 压力灌浆补缝。 施加一定压力, 将浆液灌进裂缝内部,提高结构强度、 耐久性和抗渗性。压力灌浆的浆液也有多种, 水泥灌浆、 化学灌浆, 可根据桥梁裂缝的实际情况进行选择。

总结

旧桥加固、 危桥改造, 这是历史的必然过程,要想将这个工程完成好需要根据桥梁的具体情况, 判断其病害,及病害原因, 选择恰当的方式方法进行桥梁的加固。总之,桥梁加固需要引起各方面的重视, 尤其桥梁工作者要对加固工作的技术、 理论、 实践不断研究、 创新、 总结、 交流, 以使桥梁加固工作不断进步。

参考文献:

[1]蒙云, 卢波。桥梁加固与改造[M].北京: 人民交通出版社.2004.

[2]李文鹏.桥梁加固技术研究现状[J].黑龙江交通科技.2008.

篇3

关键词:桥梁 抗震技术

中图分类号:K928文献标识码: A

桥梁作为交通生命线的枢纽工程,一旦遭受地震破坏,将会导致巨大的经济损失,并影响震后灾区的救援和重建工作,使得人们对桥梁的抗震性能越来越重视。桥梁抗震性能研究主要有两个方面,一是对新建桥梁采取合理的抗震设计和抗震构造措施;二是对现役桥梁的抗震加固。

一、桥梁抗震前期设计

1、前期总体设计应注意问题

总体设计中应注意的问题在公路桥梁总体设计中,首先需要注意的是桥位的选择。桥址应选择地质坚硬的场地,如基岩、坚实的碎石类地基以及硬粘土地基都是比较理想的首选场地。

要注意避开地震时可能发生地基失效的松软场地,如饱和松散粉细砂、人工填土、极软的粘土地基以及不稳定的坡地都属于是危险地区。如桥梁是拱桥形式那么则应尽量避免跨越断层,在特殊情况下,则要先进行地震安全性评价再进行选择;其次要注

意的是桥型的选择。应结合当地的地形、地质条件,工程规模以及震害经验来选择合理的桥梁型式以及墩台和基础型式,还要尽可能地采用技术先进的、经济合理的以及便于修复加固的结构体系。同时,可以考虑采用减震的新结构,如型钢混凝土结构等;最后要注意的是桥孔的布置。要选择有利于抗震的等跨布置,要注意体形简单、自重轻、刚度和质量分布均匀、重心低、便于施工的型式,尽可能地避免高墩与大跨的结合

2、桥梁抗震构造措施

桥梁抗震构造的有效措施可以分为基础抗震措施、桥台抗震措施和桥墩抗震措施要防止地震引起的动态和永久的不均匀变形,就要求必须做好基础抗震,即要在增加基础的整体性和度的同时减轻上部荷载。对于桥址位于可能发生地震液化的地段时,应采用使桩或沉井穿过可能液化的土层埋入较稳定密实的土层内一定深度的深基础,并在桩的上部(离地面1~3m的范围内)加强钢筋布设;桥台抗震应采取加强桥台胸墙、增加配筋以及在梁与梁子健和梁与桥台胸墙之间设置弹性垫块等有效措施,以达到缓和地震冲击力的目的。对于浅基的

小桥和通道则要加强下部的支撑梁板,也可以做满河床铺砌,是桥梁结构尽量保持四铰框架以起到防止墩台在地震时滑移的作用。对于桥址位于液化土或软土地基时,可尽量使桥梁中线与河流呈正交并适当延长桥长,将桥台定位于稳定河岸上的方法来起到抗震的效果;桥墩抗震的常用方法是利用桥墩的延性减震。高墩可采用钢筋混凝土结构,空心截面,适当加大桩、柱的直径,也可采用双排的柱式墩和排架桩墩,在桩、柱之间设置横系梁等,以达到有效提高桥墩的抗弯延性和抗震强度的目的。

二、现役桥梁抗震加固方法

抗震加固的主要目的在于防止桥跨倒塌,其次是将损伤、破坏控制在一定程度内。一般来说,在桥梁加固中有两种策略。一是增加桥的抗震能力,使结构有足够的强度去抵抗地震力;二是降低地震对桥梁结构的地震反应,使现有结构的强度能够抵抗地震作用,比如增加隔震支座。

1、上部结构加固

上部加固的主要目的是防止各种原因引起的落梁破坏。

(1)伸缩缝和铰

加固简支钢梁或预制混凝土梁,最常用的、也是最传统的方法就是使用缆索约束装置,设计缆索时应注意尽可能少地占用梁和下部路面之间的竖向净空。如果期望纵向位移大于有效支座宽度,简支梁的缆索加固方法可以与墩帽支座的加宽相结合。钢梁的另一种加固办法是,用拼接板把腹板联系在一起,使梁在墩帽支座上保持连续。跨中有铰的梁,应增加铰的约束装置。由于在地震中,铰支座会发生局部性损伤,铰支座可用的实际长度要比最初设计的长度要小的多。因此要加宽铰支座或者将框架体系连在一起是很有必要的。

(2)侧向支撑

梁之间的侧向刚度通常由某种横向支撑体系或横隔梁提供。这些侧向支撑体系常用来抵抗风荷载、施工荷载、活荷载所引起的离心力及地震荷载。而且,侧向支撑体系不能承受支座承载能力和剪切键能力那么大的力,结果是支撑体系屈曲。理想的办法是,增加另外几组实际上尽可能接近支座的支撑、加劲肋或横隔梁。

(3)混凝土边梁

边梁是用来提高混凝土桥的纵向能力。这些梁把已有的箱型结构外的相邻排架连接在一起。在在单层桥梁结构中,外伸梁在纵向激励下易扭曲。在双层结构中,边梁需要有足够的刚度和强度,以保证塑性铰出现在柱上,减小了下层桥面外伸梁墩帽的扭转需求量

2、下部结构加固

桥梁的大部分地震损伤破坏发生在下部结构上,因此下部结构加固是整个桥梁抗震加固工程的重点,也是难点。

(1)柱罩

所依据的理论是提高现有钢筋混凝土桥墩的延性、抗剪和抗弯能力。在一些情况下,限制塑性铰区域的径向膨胀应变。实验表明,把径向膨胀应变限制在01001,钢筋的搭接接头就会保持固结而且能产生截面完全塑性弯矩能力。与限制径向应变相反,在提供整个塑性铰区域足够约束的同时,允许发生大于01001的径向膨胀应变,使得有可能形成铰

(2)填充墙

对于多柱桥梁来说,填充墙是个较好的方法。它有两个明显的优点:不仅提高了柱的横向能力,而且限制了柱的横向位移。通过限制柱的横向位移,便消除了在墩帽中形成塑性铰的可能。费用可能小于前述的其他几个加固方法。值得注意的是,在稍微倾斜或没有倾斜的桥梁排架的纵向能力方面,填充墙不是有效的。

(3)连梁

连梁是用于提高混凝土排架的横向能力的。连梁的功能由它在地面标高以上的位置决定。连梁置于排架底部标高处,以替代现有不足的墩帽。这类连梁的主要功能就是保护现有上部结构,迫使在柱上产生塑性铰。小的地震下也易受损。支座加固,一般是用弹性橡胶垫支座取代钢滚轴式支座来实现。

(4)帽梁的加固

帽梁存在着几种潜在的失效模式。按照墩帽的类型,这些易损性可能包括支座破坏、剪切键破坏、支座宽度不够以及帽梁破坏等。帽梁失效模式包括弯曲、剪切、扭转和节点剪切。

(5)基础加固

通常基础的加固是:增设上覆盖层以提高基础抗剪能力,或均匀加宽基础,增加接触面积以提高稳定性和抗弯能力,还有就是把基础锚固于土中或是通过连接杆穿过基础把承台与桩联系起来。

参考文献:

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关键词:桥梁承载;加固设计;能力检测;评定技术

1桥梁承载能力系数的影响因素

1.1结构完整性

桥梁经过长时间的运行,部分构件会出现一定程度上的损伤,受力结构发生变化导致失去其合理性,从而产生缺乏整体性以及结构局部受力过大的现象,这些现象大幅度的降低了桥梁的承载能力,也就削弱了桥梁的安全性。

1.2裂缝

裂缝在钢筋混凝土桥梁结构当中属于常见的一种病害现象。裂缝的存在和发展会降低钢筋混凝土材料的承载能力、抗渗能力和耐久性,从而影响桥梁的使用寿命。一般情况下我们都将混凝土桥梁裂缝分为两种,即非结构裂缝以及结构裂缝。非结构裂缝只要就是指混凝土桥梁自身并不能够满足周围的环境的要求或者是自身性能不达标等原因而导致的一种裂缝。而结构裂缝则是由于桥梁结构的整体承载力明显下降而导致的裂缝。桥梁裂缝问题大多是在其结构受力之后出现,因此在处理桥梁裂缝的过程中要先通过其实际的情况来判断其属于哪一种裂缝问题,之后再采取合理的措施来进行处理。

1.3钢筋锈蚀

桥梁钢筋混凝土结构的钢筋锈蚀严重的损坏了其构件的承载性能以及抗压能力。钢筋锈蚀的原因有多种,但其主要原因为混凝土密实性不足和钢筋保护层厚度不足。钢筋锈蚀对结构构件的损坏主要表现为降低了构件的截面面积、降低了钢筋与混凝土的咬合力以及桥梁结构的承载能力等。

1.4混凝土施工质量

桥梁施工过程中,如对水泥品种的选取、混凝土水灰比和保护层厚度的控制不严格,浇注完成的钢筋混凝土构件内部会存在着严重的质量问题,从而降低了混凝土结构的抗侵蚀能力,尤其是抗锈蚀能力,从而降低了其桥梁结构的承载能力。

2桥梁承载能力检测的评定方法

2.1经验法

经验法主要指的就是在评定桥梁承载能力时,需要具有丰富的工作经验的专家对结构抗力效应考虑引入不超过1.2的结构检验系数,并根据对桥梁现象调查的裂缝、桥台沉陷、挠度以及水平位移等缺陷和病害情况来对桥梁结构的强度以及稳定性进行验算。该方法主要应用于我国“十二五”之前。随着经济以及科学技术的发展,由于该方法受专家主观因素影响较大、其评定指标较为单一、难以把握其检算系数和评定标准以及无法定量化应用检测结果等缺点,其应用频率不断的下降。

2.2承载能力衰减时变模型法

变模型法要根据工程所处的地域以及桥梁结构的类型来确定是否使用,并且该方式对于钢筋强度、混凝土的强度和粘结性、碳化深度等方面的取值较为粗糙。但是该方式的应用为预测桥梁寿命以及旧桥承载能力的评定提供了有力的依据。应用该方式来建立不同损伤程度的桥梁承载能力的衰减模型时要对其混凝土强度、结构的耐久性参数以及钢筋的锈蚀程度进行充分的考虑。

2.3荷载试验方法

荷载试验方式能够直接获取在荷载作用下的桥梁结构的校验系数,并且能够保证系数的客观性以及准确性,从而准确的推断出桥梁的安全储备区间。但是在实际的应用过程中,该方式的耗时较长,并且其试验场地规模相对较大,同时还需要大量的试验资金,因此该方式适用于大型的、资金较为充足的桥梁工程当中。在桥梁承载能力的评定当中应用该方法可能会对其结构造成新的损伤,并且其结果反应的都是结构短期内的现象,若想要检测结构的疲劳特桥梁承载能力检测评定技术在桥梁加固设计中的应用赵鹏山东东泰工程咨询有限公司山东淄博256140性以及耐久性指标等就不能够使用该方法。

2.4基于动测参数的评定法

其承载能力的评定主要是通过结构在激振、荷载以及振动的作用下桥梁结构出现的反应来进行的。动测参数评定方式能够将结构在动力荷载的作用下的力学性能以及受力状况准确的反映出来,其结果与桥梁实际的状态较为切合。但是由于技术的限制,该方式还未形成一个较为完善简便的方法,并且也需要建立于承载能力和动态测试参数相关的计算模型。

2.5基于检测结果定量化的评定法

结果定量化评定法是在我国旧桥承载能力检定方法的基础上进行了修订。该方式能够在评测的过程中对桥梁的缺损状况、自振频率以及材质强度等方面的影响进行综合考虑,提高了评定结果的客观性。但是该方式的应用仍有部分的不足,主要有以下几点:(1)通过回弹法、钻芯取样法以及超声回弹法等方式来判断构件材质的强度,其结果与实际的差异较大。(2)由于工程计算模型的尺寸、边界条件以及施工原因等,通过实测自身频率和理论计算频率的实测值来确定分项标度的时候,其结果与实际的差异相对较大。(3)其规程针对的主要都是钢筋混凝土桥梁,对于钢筋混凝土的组合结构还有许多地方未得到明确。(4)在评测过程中考虑到了耐久性的影响,因此其构件强度、钢筋锈蚀程度以及电阻率的测区等方面的真实性是否能够代表构件的情况还有待证实。

2.6基于原始指纹评定法

原始指纹指的就是在桥梁刚建成时,通过对桥梁进行细致的检测而得到的资料,可将检测的桥梁状态作桥梁的初始状态。在进行桥梁承载能力的评测时可以将桥梁的原始指纹作为其结构的参照标准,并且能够将原始指纹与检测的结果进行对比。采用该种方式要以参数随着时间的衰减模型为参考来判断桥梁的剩余承载能力。原始指纹评定法能够使其检测结果与桥梁的初始状态进行对比,以此来获得结构的损伤程度。其思路相对明确,在评定的过程中能够避免计算模型与实际差异的影响,能够保证计算结果的真实性。但是该方式的主要缺点就在于其初始状态的调查需要大量的精力来进行测评,并且其承载能力的检测参数衰减关系不明确。

3基于桥梁承载能力的加固设计措施

3.1加装钢板

在桥梁加固工程当中,将钢板加装在桥梁外能够大幅度的增加桥梁的抗承载能力,而且桥梁横截面也不会大量增加。目前这种加固方式并未得到广泛的应用,其主要原因还是钢板的加工工作难度较大,在加装的过程中需要一定的支护设备,在其投入使用后还要不断的进行钢板维修与保养。当前加装的钢板的主要方式是在桥梁表面进行玻璃钢的粘贴。这种方式由于其材料的弹性模量不能够满足混凝土的要求,因此在加固之后一旦受力就极易产生变形。因此只能够在应用于临时加固以及没有大客车通行的桥梁当中。

3.2加装钢筋

加装钢筋的方式就是在桥梁的表面进行二次钢筋加装,固定桥梁表面,从而达到在不增加桥梁自身的重量的前提下有效的提高桥梁的抗弯性。该方式通常不用于城市的桥梁加固工程中,主要是因为该种方法会对桥梁的外观造成一定的影响。

4结束语

在桥梁工程当中,其承载能力的测评以及加固设计是重要的组成部分。在进行桥梁工程加固设计过程中要对其影响承载能力的因素进行充分考虑,同时要选择合理的测评方式,这样才能够保证加固设计以及措施的合理性。

作者:赵 鹏 单位:山东东泰工程咨询有限公司

参考文献:

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【关键词】旧桥加固 T型梁 施工技术

1 工程概况

1.1桥梁概况

碱泉子桥位于G312线K2729+641处,建于上世纪六十年代末期,原桥为1-18米卵石拱桥,重力式桥台,设计荷载为汽车-13级 ,拖车-60,1995在右侧进行了加宽,加宽部分上部构造为1-19.5米T型梁,内梁1片,边梁1片,双柱式桥台,钻孔灌注桩基础,设计荷载为汽车-20级 ,挂车-100,桥面纵坡为平坡。

1.2使用情况

碱泉子桥自建成以来,承担了G312线大量的交通运输任务,随着车流量日益增加,单车重量不断加大和汽车荷载等级的不断提高,特别是近年来超载超限车辆增多,使桥梁处于超应力状态,该桥结构病害现象日趋严重。

2 病害调查情况

从外观情况来看,碱泉子桥除原卵石拱跨中有2道明显的贯通裂缝外,其余部位基本正常,缝宽0.05-0.5mm。

3 桥梁整体病害总结

通过对桥梁的调查,发现桥梁主体结构基本完好,卵石拱有2道明显的贯通裂缝,已超过容许范围,被评定为四类桥。

4加固设计

4.1加固原则

(1)采用有效的加固方法对旧桥进行加固改造,使原有桥梁的承载能力得到提高。

(2)改造后的桥梁在使用荷载作用下,原有结构构件及新增加结构各部分的强度、刚度及裂缝限值等均应符合规范要求。

(3)尽量利用旧桥能够利用的结构部分,降低旧桥加固的费用。

(4)不中断交通或尽量减少中断交通时间。

(5)技术可靠、耐久使用、施工方便,养护方便。

4.2加固设计所依据的规范

《公路工程技术标准》(JTG B01-2003);

《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004);

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D-2004);

《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000)。

4.3设计标准

结合碱泉子桥的特点,该桥加固设计标准为:

(1)设计荷载:汽车-20级 挂车-100

(2)桥面宽度:净11.5+2×0.5m

4.4加固设计

从碱泉子桥的病害调查情况来看,原卵石拱部分已经不能满足需要,1995年加宽部分各项指标均能满足需要,因此,保留1995年加宽部分,拆除原卵石拱部分,更换为1-19.2米T型梁,加固加高旧桥台,新做台帽,凿除原有桥面铺装后重新铺筑桥面,将原有桥面栏杆更换为防撞护栏。

5 加固施工要点及工艺要求

5.1施工管理

(1)施工队伍安排。施工队共25人,其中钢筋工5名,模板工6名,承担全桥的施工任务。

(2)机械设备配置。根据该工程的具体特点,为保证按时保质保量的完成施工任务,我段抽调了较先进的机械设备,投入本工程的施工。主要有:强制式拌和机一台,插入式振捣器一台,附着式振捣器一台。

(3)施工便道。自G312线K2729+000至K2729+300处修一条便道,长度300m,宽8.5m。

(4)施工用电。就近利用当地农场用电,安装一台稳压器。为了保证施工正常进行,并自备120KW发电机一台。

(5)施工用水。就近利用当地农户用水,配备一辆水车用于抽水拉水。

5.2施工工艺

5.2.1上部构造

因资金及场地的限制,综合比较,确定采用现浇的方法进行施工,具体施工时,采取以下步骤:将土牛垫至主梁的设计高度,在对应主梁位置浇筑混凝土拱座,待拱座达到强度后,绑扎钢筋,架设模板,现浇筑主梁及横隔板部分,之后再垫土牛至行车道板高度,现浇行车道板。

(1)砼施工。砼拌合:采用强制式砼拌合机。砼运输:采用拖拉机运输。砼灌注: 按自低向高顺序浇灌砼,中间不留施工缝。浇筑方量虽然不大,但桥梁钢筋太密,增加了入仓振捣的困难,对砼的质量要求也高,必须做到浇筑连续进行,保证桥梁不变形。砼振捣:以高频插入式振动器为主,同时配有部分附着式振动器。振捣人员施工时划分范围,分工负责,掌握快插慢拔等振捣要领,杜绝漏振及过振等现象。砼养护:采用洒水养护的办法进行养护。

(2)现浇T梁,需保证模板有足够的刚度,避免跑模等现象的发生。同时应采取措施,防止钢筋上浮。注意洒水养生。

(3)焊接钢筋骨架要严格检查焊接质量和几何尺寸。

(4)其它未尽事宜请参照《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000)。

5.2.2桥面铺装

为加强新铺桥面与旧桥面板的连结,浇筑桥面铺装混凝土时需先凿毛旧桥面板,并在旧面板上按设计种植钢筋后再浇筑混凝土。

5.2.3附属设施

本桥只设2道伸缩缝,在施工中必须注意:为达到施工的平整性,在施工工艺上必须采取立模定位,严格控制标高,使桥面铺装层与伸缩缝装置保持平整;增强伸缩缝与桥面铺装层接合处的混凝土强度,伸缩缝两边各25cm宽的混凝土过渡段板易发生破坏,故混凝土的强度不得小于C40;预埋螺栓的埋设必须牢固。

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【关键字】:桥梁加固、八种方法、台后加孔

中图分类号: K928 文献标识码: A

1 前言

对原有桥梁进行加固补强、改造翻新,最大程度利用现有资源,保证其使用安全,延长其使用寿命是当今国际工程界关注的重大课题之一。

2 桥梁加固常用的方法

桥梁加固常用的方法有以下八种:

2.1 桥面补强层加固法

在梁顶上加铺一层钢筋混凝土层,一般先凿除旧桥面,使其与原有主梁形成整体,达到增大主梁有效高度和抗压截面强度,改善桥梁荷载横向分布能力,从而达到提高桥梁的承载能力的目的。

2.2 外包混凝土加固法

外包混凝土加固法又称增大截面加固法,它是通过增大构件的截面和配筋,以提高构件的强度、刚度、稳定性并减少裂缝宽度。对于梁桥、拱桥、刚架桥、墩台、基础等,在条件许可的情况下均可采用该方法加固。外包混凝土将使原结构增加一部分恒载重量,因而在拟定外包混凝土尺寸时,应同时考虑外包构件以下的结构承载能力是否足够,这是外包混凝土方案是否成立的前提。

2.3 钢板粘贴加固法

由于交通量的增加,主梁承载力不足,或纵向主筋出现严重的锈蚀,或梁板桥的主梁出现严重横向裂缝,此时,可用粘结剂及锚栓将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以钢板代替增设的补强钢筋,提高桥梁的承载能力与耐久性。

2.4 喷锚混凝土加固法

首先是用植筋法将锚筋植入待补强部位的结构内,挂设补强钢筋网,然后再喷射一定厚度的混凝土,形成与原结构共同受力的组合结构。喷锚混凝土是借助喷射机械,利用压缩空气将新混凝土混合料,通过喷嘴高速喷射到已锚固好钢筋的受喷面上,凝结硬化后形成一种钢筋混凝土。

2.5 改变结构受力体系的加固法

这种加固、改造方法是通过改变桥梁结构受力体系,达到提高桥梁的承载能力的目的。它的基本原理是以减少控制截面的内力为目的进行加固。对于拱桥加固,可通过体系转换法将单纯拱的受力状态改变为拱梁组合体系受力状态,即将拱上建筑变为梁式结构,拱梁组合体系受力状态较单纯拱更为均匀。另外,对于拱式拱上建筑的旧桥,改拱式为梁式拱上建筑,所带来的恒载重量减少量是非常显著的。

2.6 体外预应力加固法

体外预应力加固法主要用于梁式桥(包括简支梁、悬臂梁、连续体系梁桥等)正常使用极限状态超限的结构,通过对旧桥施加体外预应力,能够达到减少或消除裂缝,减小梁体下挠,改善结构各截面应力状态的目的。其基本原理是通过在梁体外设钢质的拉杆或撑杆,并与被加固梁体锚固连接,然后施加预应力,强迫后加拉杆受力,从而改变原结构内力分布,并降低原结构应力水平,使结构承载力显著提高,且可减少结构变形,缩小裂缝宽度甚至闭合。

2.7 减轻拱上自重加固法

减轻拱上自重也是一种调整拱上恒载分布的手段,尽管它们的目的都是为了恢复和提高原桥的承载能力,但它们的出发点和适用场合却是不相同的。调整拱上恒载分布是针对主拱圈变形过大,通过调整拱上恒载的办法来调整拱轴线与压力线;采用减轻拱上建筑的自重,则主要是针对某些双曲拱桥的基础承载能力较低,通过这一措施降低对基础承载力的要求。

2.8 拱桥的拱圈和拱肋常用的几种加固方法

为了提高拱桥的承载能力,往往采用增加拱圈厚度和刚度,加大拱肋截面、增设新拱肋等方法,下面介绍不同情况下的不同加固方法。

(1) 砖石拱桥的拱圈内壁出现表层剥落、松散、老化等情况且不适应目前交通时,可采用在肋圈内壁挂钢丝网,并喷射水泥砂浆的加固法。

(2)钢筋混凝土拱圈内壁浇筑加固法。拱桥拱圈内壁损坏严重时可采用此法,具体做法与上述方法相似。

(3)原拱上增设钢筋混凝土拱圈加固法。此法是拱桥中较常用的加固法之一,它不仅加固了拱圈,且将原有开裂拱联结在一起,也利于桥面排水。

(4)拱桥钢板箍与螺栓锚固法。石拱桥可在拱圈的跨中和 1/4 处加设三道(或多道,视情况而定)钢板箍(钢板厚可用 6~8mm)或钢拉杆,用螺栓在拱底及拱侧钻孔锚固,并注意将锚固点设在拱圈厚度的 1/3 处,此法可提高拱桥的整体强度,达到较好的加固效果。

以上介绍的常用加固方法为传统的混凝土结构加固方法,虽然有效,但均受到一定条件的限制,存在以下缺点:对结构的外观及使用空间均有一定的影响;施工时的湿作业和大型设备对环境和生产有一定影响;在有的方法中新旧两部分的连接对原结构有一定的损伤;加固材料易腐蚀或脱落;增加结构物的荷重等。

3 采用在台后加孔的方法处理桥台

在软土地基上修建桥梁可能会造成软基病害,经常由于设计上压缩孔径过多、总体布置欠妥,地基土质松软及承载能力过低而致使桥台位移,特别是拱式体系上部结构,由于桥台位移而使主拱圈开裂等常有发生。尽管是梁式上部结构,也会因桥台位移而产生病害,有的时侯因台后填土过高且台后填土夯实不够,加之软土地基的影响,发生土体滑塌,甚至会出现桥台桩基剪断等事故。对于上述情况,如采用桥台后加孔减载的改造措施,尚可取得较好的效果。

某地区一座双曲拱桥,全桥建成后即发现原桥台明显下沉,致使拱顶3-4m范围内拱肋下缘开裂,拱脚处主拱圈和拱座脱开,裂缝宽度达9到13mm,呈上窄下宽状。分析原因,主要是由于桥位处土质较差,表层为淤泥,下为深2m的粘土,下层为亚砂土类粉砂且含腐植质杂质,经果大量地试验,在3米深处土基容许承载力仅为0.15MPa。最终确定采用台后加孔减载的方法进行改造,先拆除台后10m长的驳坎及填土,改为2孔5米的钢筋混凝土板桥。在拆除驳坎时要分两次进行处理,先拆掉其中一部分,待加孔的墩台基础间的混凝土支撑地梁浇筑完毕并达到一定强度以后,然后将驳坎拆除至与原桥台基础顶面相平。浇筑支撑地梁是,在拱脚肋座脱离处塞入三角形楔形铁块后进行。桥台处理后,对原拱肋可采用加大拱肋截面的方法进行补强。经过以上技术处理以后,桥台的沉降量增加甚少,效果十分明显。从以上的案例来分看,对于软土地基地区的桥梁,特别是高填土的情况,还要进行设计以确定桥梁的总体布置,这些因素都要慎重的进行考虑,不但要考虑到工程造价,还要对各种施工中可能给桥梁结构带来的危害的不利因素进行分析,以便在设计中引起足够的重视并采取一定的措施。

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关键字:公路桥梁, 加固技术,

0 引言

随着国民经济的发展,作为快捷运输的公路,也日新月异地发生着变化。作为连接道路的桥梁,起着至关重要的作用。公路桥梁是公路的咽喉,更是跨江河、山谷及线路(公路、铁路、水渠)等碍的重要结构物,近十年来我国桥梁建设进入了最辉煌时期,建成了一大批构新颖、技术复杂、现代化品位的桥梁,设计和施工水平己跻身于国际先进平。公路桥梁造价昂贵,因此,人们在桥梁建设过程中,总是采取各种措施,千方百计确保工程质量。尽管如此,公路桥梁长期在自然环境(大气腐蚀、温度、湿度变化)和使用环境(荷载作用与频率的增加、材料与结构的疲劳)的作用下,总会逐渐产生损坏现象,这是一个不可逆转的过程。

现役桥梁中,建于20 世纪 80 年代以前的占有很大比例,经多年超负荷使用,致使桥梁存在严重的病害,降低了桥梁的现有承载力,因此在交通运输中制约了车辆的顺利流动。若全部重新建造这些桥梁,不仅需要大量的资金,建设周期长,并且在施工中交通不畅,造成严重的社会经济损失。因此,维修和加固旧桥便成为一个亟待研究解决的问题。

1 桥梁加固原因

1.1设计荷载标准偏低,承载能力不足

旧桥梁原有的设计标准低,不能满足经济日益发展及车辆通行要求。公路桥梁的设计荷载已由汽车―6级、 汽车― 8级、 汽车―13级发展到汽车―15级、 汽车―20级及汽车―超 20级,并且仍有继续增大的趋势。随着交通量的增加和荷载等级的提高,原有桥梁己经无法满足现今交通的需要,绝大多数桥梁处于“带病”工作状态,急需进行加固改造,提高设计荷载标准,适应重载交通需要。

1.2通行能力不足

通行能力不足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。公路网中半永久性桥梁临时性桥梁为数不少,承载能力普遍偏低,抵抗自然灾害能力差,急需进行改造。

1.3 超负荷使用

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,致使桥梁长期在超重荷载作用下运营。

1.4 人为及自然因素引起结构的损坏

比如超出设计的洪水、泥石流、冰冻、地震、强风、船舶撞击,河道不恰当开挖等,引起桥梁结构的局部损坏。

1.5 设计、施工缺陷

有些桥梁设计上不是很合理,在早期的运营阶段其缺陷并不明显,运营一定时间后,病害逐渐显现出来。由于受施工质量、施工技术、施工手段等方面的影响,使桥梁存在一定的技术缺陷,随着运营时间的增加,其病害也逐渐在发展。

1.6 养护维修及加固措施不当

有些桥梁的技术缺陷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,致使桥梁负担加重;又如支座维修不当,约束了承重结构的变形等。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,引起结构的二次四、加固方法

二.桥梁加固的方法

加固,简单来说,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。目前加固方法有:

1.拱脚、拱顶加固法

在拱桥加固中,适当降低桥面标高,对上下部构造而言,一般是有利的。降低桥面标高之后,相当于减去了一层均布恒载,自重减轻了,显然对下部构造有利。

拱脚、拱顶加固法对拱顶截面也是有利的。弯矩影响线的正面积均大于影响线的负面积,减去的均布恒载在拱顶和拱脚都是产生负弯矩,故有利于拱顶(拱顶截面为正弯矩控制设计)。鉴于拱脚负弯矩较大时,在拱背混凝土中多配点钢筋即可解决问题,而拱顶正弯矩较大时,不便增加受拉钢筋,因而在加固拱桥时,用增大拱脚负弯矩的办法来减小拱顶正弯矩,通常是有利的。

2.粘钢加固法

结构粘钢加固是一种建筑结构工程的加固新技术。用特制的结构胶粘剂,将钢板粘贴在钢筋混凝土结构的表面,能达到加固和增强原结构强度和刚度的目的。结构粘钢加固方法,与其他的加固方法比较,有许多独特的优点和先进性。

(1)坚固耐用:经过多年来的工程实践,已经证明完全能保证加固工程的质量,结构的强度和刚度都能满足设计的要求。胶粘剂老化试验耐久性能满足要求。粘钢加固后的结构试验,也证明强度和刚度的设计方法是正确的和可靠的。

(2)施工快速:在保证粘钢加固结构质量的前提下,快速完成施工任务,并能根据业务要求,在不停产不影响使用的情况下完成施工。

3.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。

目前,在很多桥梁加固改造中,同一座桥梁,针对不同的部位、不同的构件、不同的改造原因同时采用了几种不同的方法。如宜宾马鸣溪金沙江大桥的加固,采用了增加构件加固法、粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法;尼木大桥的加固,采用了粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法;绍兴斗门大桥的加固,采用了增加构件加固法、桥面层补强加固法等等。

4.喷射混凝土加固法

喷射混凝土是借助喷射机械,利用压缩空气或其他动力,将按一定比例配合的拌和料,通过管道运送并高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土,它不是以振动来捣实混凝土,而是在喷射时,由水泥与集料的反复连续撞击而使混凝土压实,同时又可采用较小的水灰比,因而它具有较高的力学强度和良好的耐久性。目前比较流行的是喷射合成纤维混凝土,也就是在喷射混凝土中掺入三维分布的合成纤维来改善混凝土性能。喷射合成纤维混凝土具有被喷射混凝土抗压、抗拉、抗剪、抗弯、粘结强度高的优点。

5.增大截面与配筋加固法

增大截面与配筋加固法一般采用在梁底面或侧面加大尺寸,增配主筋,以提高主梁截面的有效高度,从而达到提高桥梁承载能力的目的。然而,由于增大截面法在施工过程中全部的作业需在梁底进行,施工难度较大且施工质量难以控制,因此,尽管在某些情况下费用并不太大,但以上因素制约了该技术的广泛应用,一般用于T型截面梁的加固维修。

6.碳纤维加固法

碳纤维加固技术是近几年内才由国外引进的一种新技术,因其强度高,耐腐蚀,且施工简便等优点,目前已广泛应用于实际工程中。然而,由于碳纤维本身的一些缺陷,如脆性、耐火性不好等使得这种材料的应用受到限制。 三、加固方案的选择

确定加固方案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。

结束语: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”。

参考文献:

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[关键词]公路桥梁;加固;维修

中图分类号:U457+.3文献标识码: A 文章编号:

1、前言

伴随市场经济的飞速发展,人们物质文化生活水平显著提升,对便利出行的交通需求日益强烈,进一步给公路桥梁工程施工建设提出了高水平要求。一些项目工程在投入服务使用一定阶段后,便出现了损坏、质量下降等问题。为此,应基于车流量不断扩大的现状,科学引入加固维修技术,预防公路桥梁工程质量隐患的进一步扩大。针对工程损坏状况,应严格依据养护管理规范、设计加固规范做好公路桥梁工程的维修加固,巩固工程质量水平。

2、公路桥梁加固维修技术措施

2、1 引入植筋施工,提升工程质量

公路桥梁维修加固过程中,为提升植筋方位合理科学性,应将放设轴线及植筋方位的误差尽量缩短在两厘米之中,提升操作准确性。同时应确保钻孔垂直放设,并与植筋位置对正,应钻至设计标准深度为止。同时操作阶段中,应将钻孔远离原工程结构筋,可通过调整钻孔方位控制。完成植筋钻孔时,应使用刷子清理孔壁杂质,配合应用空压机彻底除净尘渣,而后用酒精刷洗。对于工程钢筋生锈状况,可通过钢丝刷进行处理。在完成植筋孔施工的校验后,应进行注胶,可缓慢实施,不应操之过急,进而有效预防大量空气进入孔洞。应控制注胶量在大于孔深的三分之二为基准。完成该环节后,还应向钢筋压入压力,并朝着同一方向缓慢的将其植入孔中。在转动过程中,可有效挤出胶中空气,在其有所溢出达到设计深度后为止,进而确保注胶的相对饱满。对于溢出部分应快速处理,进而提升工程加固维修浇筑混凝土同原来部分处置的界面水平质量。

2、2优化混凝土防水维修施工,完善处置伸缩缝

为提升加固维修水平,应优化混凝土防水施工,可引入同铺装层厚度相当的槽钢进行轨道布设。依据施工板块具体宽度,位于侧面顺着工程进行纵向操作。为提升振捣梁刚性,令其体现良好的稳固力,可每隔半米位于单挑轨道设置支撑筋。完成钢筋预埋后,可依据测量高程数据进行横向钢筋焊接,并设置槽钢轨道于横向焊接钢筋处。维修加固阶段中,还应对公路桥梁工程整体平整性、纵横坡做好全面控制,令其符合工程技术标准要求。对于工程伸缩缝应进行完善处置更换,可利用风镐进行开槽处置,将其深度控制在十二厘米之上,并将内部杂质进行清除处置。而后应做好槽中锚固筋、预埋钢筋的顺直以及除锈维护。通过细化核查,倘若发觉原有梁板钢筋预埋有限,不符合标准,应做好补足处理。可打入充足膨胀螺栓,保证型钢施工安设质量水平。当公路桥梁工程实施开槽处置后,应严禁车辆继续通行。并应杜绝施工操作人员、现场员工随意踩踏开槽两方边缘,进而对砼施工整体水平质量造成不良影响。安装型钢操作前期,应对槽中杂质进行清除状况检验,对于道桥支座存在的杂质可通过高压水枪进行清除。同时还应对其平直性进行核准,将顺直度规范控制在三毫米以下。可引入直尺对型钢平整性进行校验,顶部同路面高差应标准规范,倘若发觉质量隐患问题,应快速处置,有效预防安装型钢顺直性与平整性不达标而引发返工,造成不良损失。进行型钢定位应考察现场环境温度,依据设计图纸相关资料数据明确型钢存在间隙。完成定位后,应通过分段点焊进行工程加固,进而预防型钢温度过高引发变形问题。焊接维修阶段中,应引入优质焊条,进行逐个焊接,由顶部开始向侧部推进,直至底部。整体安装阶段中应遵循工艺标准实施,倘若发觉不良现象,应责令施工人员实施全面改进,杜绝质量隐患的持续扩充,影响公路桥梁工程的服务使用。

2、3做好混凝土浇筑

进行混凝土浇筑施工前期,应对槽中垃圾进行再次处理,通过校验核准后才可实施后续维修养护。可对公路桥梁工程砼配比进行验证,校验其是否符合监理设计配比。还应对砼坍落标准进行验证,将其有效控制在四十至六十毫米范畴。砼浇筑施工应确保平整严密,不存在蜂窝现象,应尽量通过一次浇筑提升工程整体性。振捣混凝土操作阶段中,可引入两侧一同振捣处置方式,直到浆不出现气泡方可停止,进而提升振捣密实水平。对于工程死角方位,应做好密实振捣控制,并采用刮杆将混凝土做刮平处置,确保表面平整,较路面标高应低出两毫米。公路桥梁工程实施砼施工阶段中,相关技术员工应全面配合监理做好现场全程旁站监督,确保施工工艺、技术符合规范标准。还应引入必要的检测设备仪器,对混凝土整体质量做好实时监控管理,杜绝质量隐患问题发生。

优化质量控制,提升公路桥梁加固维修水平

公路桥梁工程维修加固,旨在科学实现成本、质量、进度与安全目标,因此施工阶段中应创建整体、全面、合理的安保措施体系,进而确保维修加固处置快速实现预期目标。工程施工阶段中应遵循各项规程标准,参照设计图纸具体事项、施工工艺各项要求进行优质施工。同时应依据施工计划进度网络、横道图做好工期进度管控。质量管理阶段中应做好前期与中期控制,树立预防核心目标,强化对维修加固工序、施工、中间产品的水平质量核查。通过严格的校验核准、良好的配合确保施工操作的高效规范开展,提升公路桥梁整体水平质量。再者各个生产班组应全面配合,做好互相检验、自身核查与交接验证,全面开展专项检查。在工程施工前期,应对各项原材料的引进严密把关,通过监理人员的批准审核后才可继续使用。工程维修加固施工阶段中应履行必要的交接工序单体制,当完成前一道工序并通过校验后才可履行交接,并开展下道工序。还应履行经济责任管理体制,令公路桥梁整体工程水平同员工奖金效益全面挂钩,履行奖惩激励制度。施工阶段中,还应依据工程实施现场状况、引入材料特征、温度因素等,通过科学的预防调节措施,降低不良因素影响,提升工程质量综合水平。

结语

总之,公路桥梁工程加固维修施工尤为重要。我们只有引入合理技术,完善各项操作,遵循质量规范标准,严格管理实施,方能提升工程质量水平,修复工程损害,提升其综合承载性能、稳定服务水平,进而为交通公路事业打造出真正优质的公路桥梁工程,实现良好效益目标。

[参考文献]

篇9

关键词:桥梁;旧桥加固;管理

河南省鹤壁市的公路旧桥一般都具有一个通性:荷载等级低、使用年限长的特点。从技术资料分析,大多数桥梁是三不知:①不知基底地质;②不知基础深度;③不知隐蔽部分的尺寸。从桥梁技术状况分析,由于河床屡遭洪水冲刷,河床底部加深,桥梁墩台基础外露、冲空,产生不均匀沉降,导致桥台、拱圈产生附加应力而出现开裂,有的甚至出现开合现象;有的桥梁由于桥台较高,受行车及台后土压力的作用,桥台出现开裂、凸肚等病害;桥面混凝土铺装层由于使用时间长加之重车作用,导致开裂、剥落等病害。按桥梁技术状况来评定大多属三类桥梁。随着鹤壁市国民经济的发展和市重点工程的建设,目前鹤壁市的公路桥梁所承受的负荷主要有3个特点:

①交通量不断增大;②重型车辆增加及超载现象严重;③超限运输的出现和增加。按现在桥梁和运输状况,桥梁的承载能力和通过的车辆荷载是公路与运输的矛盾之一。旧桥加固,提高旧桥的承载能力,确保交通运输的安全是目前和今后面临的任务。本文按桥梁的组成部分介绍桥梁的加固方法。

一、塞缝灌浆

塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍,产生裂缝的原因很多,也很复杂。结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,也就意味着受力有效截面变小,结构应力增大,承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满,使力的作用、传递尽可能恢复到原状态。

塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。通常水泥(砂)浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥(砂)浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,粘结性好;环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。

塞缝灌浆的通常做法是:先用1:1水泥砂浆勾缝,勾缝时须预留直径约6-8mm的灌浆孔,孔距视裂缝宽度而定,缝宽处孔距为0.6-1.0m,缝小处孔距为0.4-0.6m。待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小,用环氧树脂勾缝,凡大于0.2mm的裂缝都要留孔灌浆,孔距一般为0.25-0.30m,灌浆方法与灌水泥浆大致相同。在公路旧桥加固中,塞缝灌浆是综合处治的方法之一,用得比较普遍,通过试载及使用观察,效果较好。

二、上部结构改建

在调查研究旧桥的基础上,经过技术、经济比较,采用充分利用原桥进行拼宽,利用桥台将拱式结构改为板式结构的加固方法,使其满足超限运输要求。

(一)拼宽原桥

对验算不能满足超限运输要求的旧桥,经技术经济比较后,按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁,以确保超限运输安全。

(二)利用原桥台改拱式结构为板式结构

对于小跨径石拱桥,由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降,致使拱圈开裂,降低承载能力,可采用此办法。

三、旧桥下部结构加固

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,我们采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。

四、旧桥基础加固

桥梁基础特别是天然地基上的浅基础,由于埋置深度较浅,易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道,导致桥台基础冲空,引道被毁。桥梁地基局部软弱,致使桥台发生不均匀沉降,引起桥台开裂等。针对以上病害,我们采取对河床用浆砌片石进行铺砌,上游河床设置丁坝,打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。

对于跨径较小的桥梁,由于河水改道,洪水直接冲刷桥台基础,导致基础冲空甚至掉脚,可采取在桥跨范围内满铺15号片石混凝土的方法进行加固,铺砌厚度为30cm,铺砌两端设置截水墙,截水墙的深度为1m,宽度为0.6m。采用该法共加固桥涵8座。对于桥梁上游河床变迁、水流改道,洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道,导致桥台基础冲空、引道被毁的桥梁,采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物,将河水导入主河道。

五、桥面铺装层的加固

桥面铺装层开裂或剥离等病害,对于钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀,减弱桥梁的横向整体性;对于石拱桥,由于桥面雨水下渗,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出现渗水现象等;同时由于桥面铺装层的破损,引起桥面平整度差,车辆通行时,使桥梁产生震动,对桥梁产生不利影响,同时又加重了桥面铺装层的病害。根据桥梁的具体情况,采用不同的加固方法,对于使用年限长、破损严重的采用拆除、修复的加固方案。而对于病害较轻,使用年限短,且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害,在不降低设计荷载标准的前提下可采用加铺沥青碎石层的方案。

六、公路旧桥的管理

加强公路旧桥的管理,并进行维修和加固,使其处于正常的工作状态,充分发挥旧桥的作用,是公路管理部门的一项主要任务。对于旧桥的超限运输管理工作具有工期短、要求高、工程量较小、前期工作量大等特点,公路超限运输一般是为国家或省的重点建设工程服务,我们的经验是:

对于经常过大件的路段,桥梁进行重点检查和管理,收集原始档案材料,掌握其动态;在施工中注意抓重点、制约工程;重视加固工程中原始资料的收集和整理工作,为今后的加固工程积累经验;充分调动基层单位的积极性,正确处理责、权、利的关系。

笔者认为公路旧桥的维修加固同样属于桥梁工程,不能重建轻养,旧桥的加固比新建还难,因为旧桥的维修加固,没有现成的规范,更没有可供使用的标准图,桥梁的病害又错综复杂,病害原因难以确定,因此,应充分重视公路旧桥的管理工作,加大资金投入,使其保持良好的工作状态,确保公路运输的安全。

目前制约旧桥加固工作的主要因素是资金问题,在养路资金紧缺的情况下,投入到旧桥加固上的资金更加有限,为此建议采用以下办法逐步解决:(1)公路局应加大对大中型桥梁加固资金的投入,并将属于危桥的小桥纳入这个范围,集中资金重点解决危桥的加固;(2)对于桥梁的小修保养,应纳入公路小修保养议标中,特别是实行养路工程费制后,可将各县(区)局管养的桥梁编入小修保养工程量清单内,对道班不能承担的项目可安排有专业资质的工程队施工,公路局加强检查和考核。

参考文献:

1.蒙云.桥梁加固与改造.重庆:重庆大学出版社,1989.1

篇10

关键词:桥梁病害;加固必要性;加固方法;加固效果评价

旧桥加固技术是一门新的课题。目前,我国交通事业蒸蒸日上,不少桥梁已建成投入运营中,还有不少正在建设的桥梁也即将建成投入运营。但是,由于施工质量和桥梁设计等方面的原因,使得桥梁的检测和加固成为必要,更因为建国以来所修建的不少旧桥,由于受到当时的设计、材料、施工等方面的影响和局限,先天不足,加上不能适应目前交通量的迅猛增长,使得旧桥的检测和加固技术显得非常迫切。

一、桥梁加固的现状

1、难度大

桥梁加固,不论哪种需要,都使改造工程处在一种材料、空间都受到局限的被动的技术状态之下。

首先,已通车的桥梁,有现实的交通需要,因为要在不中断交通的情况下进行加固,所以加固时有交通干扰。

其次是结构形式的限制。因为加固的原则一般必须利用原有结构进行,只能在原有结构上做文章,所以受到局限。

再次是新老结构结合的难题。这里包含新老结构体系的变化和过渡,还包括新老桥体的结合面。

最后,桥梁结构形式多样,地形、地质变化差别很大,跨径大小不同,建筑方法各异等因素,使桥梁加固成为广泛存在而又变化多端、及其复杂的学问。

2、风险大:因为凡是要加固的桥梁,多半是危桥,结构已处在不利状态,有的还岌岌可危。对旧桥有的缺乏原有的设计资料和施工记录,结构内部情况不详;现有的受力情况不一样,很难确定其结构极限,这给旧桥的加固带来了风险。

3、技术要求高

一方面,通常业主单位更愿意废弃旧桥另修新桥,除非必要时菜利用旧桥采用加固措施。另一方面,由于旧桥加固方案的设计工作量大,收费低,所以一般的的设计单位不愿意承担这样的设计任务。

而加固设计需要良好的桥梁理论水平和力学基础知识。确定加固方案时要能正确分析和判断旧桥的危险程度,即其机构状态和内力大小程度。这就需要一定的力学实验以作结构分析的支撑。同时,加固方案实施中存在复杂性,加固方案的组织实施需要有一定施工经验的专业队伍。

二、加固思路

加固主要是从桥梁承载受力的角度来处理的。

首先,加固和维修养护所起的作用是不同的,维修养护是桥梁保持正常运营状态的保护性和预防性的工作,而加固却是从承载受力的角度来处理的。

其次,桥梁不能承受原设计载重要求,应该通过加固恢复其原有的承载力。

再次,原设计的荷载标准不能满足现在的交通要求,要求提高到一个新的标准。

最后,桥梁要通过一次性的特重荷载,要求采用临时性加固措施,使原结构不受破坏,过后恢复正常。

一般来说加固方案可以考虑减少内力或增大断面,也可以应用加固新材料。

三、加固原则

随着我国国民经济的日益发展,交通运输量的迅速增长,桥梁加固就是通过对桥梁结构物的补强加固及拓宽等工作,改善结构性能,恢复和提高桥梁结构的安全度,提高其承载力和通过能力,以延长桥梁的使用寿命,满足并适应发展了的交通运输的要求。桥梁的加固技术随着先进的科技手段在不断地更新。作为一种后处理的技术,桥梁的维护和检测评估也受到了专业人士的不断关注并且取得了一定了成果。但是我们不能因为有了先进的加固技术而忽略了桥梁的设计、施工和维护质量,桥梁工作者应该从桥梁损坏的源头来避免破坏的发生,当我们的先进桥梁加固技术无用武之地时,才能说明我们的桥梁质量是完好的,这才是桥梁工作者的最终目的。若将其拆除重建,不仅要耗费人力财力,而且工期也较长;若能有计划、有步骤的对现有旧桥进行加固改造,桥梁加固后,可以延长桥梁的使用寿命,用少量的资金投入,使桥梁能满通的需求,还可以缓和桥梁投资的集中性,带来较大的经济和社会效益。因此,加固设计必须本着“牢固可靠、简便耐用、经济适用”的基本原则。

四、加固方法

加固,简单来说,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。目前加固方法有:

1.拱脚、拱顶加固法

在拱桥加固中,适当降低桥面标高,对上下部构造而言,一般是有利的。降低桥面标高之后,相当于减去了一层均布恒载,自重减轻了,显然对下部构造有利。

拱脚、拱顶加固法对拱顶截面也是有利的。弯矩影响线的正面积均大于影响线的负面积,减去的均布恒载在拱顶和拱脚都是产生负弯矩,故有利于拱顶(拱顶截面为正弯矩控制设计)。鉴于拱脚负弯矩较大时,在拱背混凝土中多配点钢筋即可解决问题,而拱顶正弯矩较大时,不便增加受拉钢筋,因而在加固拱桥时,用增大拱脚负弯矩的办法来减小拱顶正弯矩,通常是有利的。

2.粘钢加固法

结构粘钢加固是一种建筑结构工程的加固新技术。用特制的结构胶粘剂,将钢板粘贴在钢筋混凝土结构的表面,能达到加固和增强原结构强度和刚度的目的。结构粘钢加固方法,与其他的加固方法比较,有许多独特的优点和先进性。

(1)坚固耐用:经过多年来的工程实践,已经证明完全能保证加固工程的质量,结构的强度和刚度都能满足设计的要求。胶粘剂老化试验耐久性能满足要求。粘钢加固后的结构试验,也证明强度和刚度的设计方法是正确的和可靠的。

(2)施工快速:在保证粘钢加固结构质量的前提下,快速完成施工任务,并能根据业务要求,在不停产不影响使用的情况下完成施工。

3.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。

目前,在很多桥梁加固改造中,同一座桥梁,针对不同的部位、不同的构件、不同的改造原因同时采用了几种不同的方法。如宜宾马鸣溪金沙江大桥的加固,采用了增加构件加固法、粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法;尼木大桥的加固,采用了粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法;绍兴斗门大桥的加固,采用了增加构件加固法、桥面层补强加固法等等。

4.喷射混凝土加固法

喷射混凝土是借助喷射机械,利用压缩空气或其他动力,将按一定比例配合的拌和料,通过管道运送并高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土,它不是以振动来捣实混凝土,而是在喷射时,由水泥与集料的反复连续撞击而使混凝土压实,同时又可采用较小的水灰比,因而它具有较高的力学强度和良好的耐久性。目前比较流行的是喷射合成纤维混凝土,也就是在喷射混凝土中掺入三维分布的合成纤维来改善混凝土性能。喷射合成纤维混凝土具有被喷射混凝土抗压、抗拉、抗剪、抗弯、粘结强度高的优点。

5.增大截面与配筋加固法

增大截面与配筋加固法一般采用在梁底面或侧面加大尺寸,增配主筋,以提高主梁截面的有效高度,从而达到提高桥梁承载能力的目的。然而,由于增大截面法在施工过程中全部的作业需在梁底进行,施工难度较大且施工质量难以控制,因此,尽管在某些情况下费用并不太大,但以上因素制约了该技术的广泛应用,一般用于T型截面梁的加固维修。

6.碳纤维加固法

碳纤维加固技术是近几年内才由国外引进的一种新技术,因其强度高,耐腐蚀,且施工简便等优点,目前已广泛应用于实际工程中。然而,由于碳纤维本身的一些缺陷,如脆性、耐火性不好等使得这种材料的应用受到限制。

五、加固方案的选择