幾種橋梁加固方法與技術的探討
發(fā)布日期:2013-08-08 23:12:17 瀏覽量:2794加固措施:通過體外預應力索施加反向荷載的方法對該橋進行加固,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、體外預應力的加固另外的加強措施
1彎曲加強
加固梁式結(jié)構時,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。
2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)構某些部分出現(xiàn)超限應力.若構件中存在裂縫,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)構的受拉邊緣或薄弱部位,使之與結(jié)構形成整體,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。
碳纖維加固橋梁構件的部位:用粘結(jié)材料將碳纖維材料有序地纏繞粘貼于構件表面,實現(xiàn)對構件變形的約束并因此提高構件的極限強度和承載能力。在橋梁加固%考試大%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。具體的施工工藝:
1.處理結(jié)構混凝土表面,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)
粘貼鋼板(碳纖維)法:(1)對結(jié)構抗彎和抗剪加固效果明顯,但對結(jié)構靜剛度影響不大(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。此外粘貼鋼板法存在以下自己特殊的缺點:(1),鋼板面積大,剛度大,適型性差,很難與原結(jié)構緊密粘接,此外,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)(2)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、可靠的汁算分析確定體系轉(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)構的受力狀況,提高橋梁的承載能力,但不適合連續(xù)剛構橋的后期加固。
五、橋面系減載
對大跨度連續(xù)剛構而言,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砼橋面鋪裝為瀝青砼橋面鋪裝、變砼欄桿系為鋼質(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)構構件截面
擴大或增加原結(jié)構構件截面以提高原結(jié)構的強度和剛度;該方法雖然能提高結(jié)構承載力,但也會因而加大結(jié)構自重。自重加大產(chǎn)生的內(nèi)力增量會消抵部分或全部結(jié)構承載能力的提高。且新增結(jié)構面積或體外施加的預應力與原結(jié)構體的界面能否良好結(jié)合。
總結(jié):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。加固前原結(jié)構已經(jīng)承受荷載(即第一次受力),特別是當承載能力不足時,加固前原結(jié)構的截面應力、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)構的累計應力、應變,這決定了此時混凝土結(jié)構加固計算分析不能夠完全按普通結(jié)構概念進行。加固結(jié)構的承載力與新舊兩部分的應力差值或應變差值直接相關,與原結(jié)構的極限變形值有關,與兩部分材料的應力—應變關系有關。
六、加固方案選擇
加固方案與諸多因素有關,??紤]的主要因素:3橋梁結(jié)構型式;橋位地形、水文、自然狀況;橋梁現(xiàn)狀分析研究結(jié)論;施工技術水平;能否封閉交通;預期加固效果;資金投入量等。
合理的加固方案是將上述加固方法優(yōu)化組合,體現(xiàn)出加固效果及經(jīng)濟效益。應注意以下兩點:不同的加固方法有對應的設計計算方法;加固后的橋梁結(jié)構承載能力提高幅度受原結(jié)構的制約,如原結(jié)構配筋率、截面尺寸等,不可能無限制地提高承載能力;
七、加固效果評價
橋梁加固應在不斷總結(jié)經(jīng)驗和技術進步的基礎上形成專門規(guī)范,同時要重視對加固后的橋梁進行檢測和觀察,以確定加固的效果。橋梁加固后的上部結(jié)構通常是用靜載或動載試驗,將試驗結(jié)果與加固設計的計算結(jié)果進行對比,來判斷橋梁加固成功與否。但對下部結(jié)構而言,不方便進行荷載試驗,通過其頻率變化來定量評估橋墩的加固效果。
橋梁加固后,可以延長橋梁的使用壽命,用少量的資金投入,使橋梁能滿足交通量的需求,還可以緩和橋梁投資的集中性,為國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟和社會效益?! ?/p>
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