浅谈梁式桥的加固设计
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空心板梁桥改善横向连接的加固方法研究空心板梁桥是一种常用的大跨度桥梁结构,由于其自重轻、钢材用量少等优点,应用广泛。
然而,在长期使用过程中,由于车流量较大、交通载荷频繁,容易发生钢材疲劳、连接处损伤等问题,进一步加剧了桥梁的安全隐患。
为了减缓这种情况的发生,本文分析了空心板梁桥横向连接的特点和问题,在此基础上提出加固措施。
一、空心板梁桥横向连接的特点与问题空心板梁桥的横向连接主要指两个桥墩之间的钢结构连接处,它对于整个桥梁结构的稳定性和承载能力具有重要作用。
而横向连接处容易出现以下问题:1.连接件损伤桥梁在使用过程中,连接件容易因为交通载荷和自然因素受到损伤,尤其是左右连杆处,所受压力较大,很容易发生连接件脱落、变形等情况。
2.连接处疲劳空心板梁桥承受交通载荷和自然因素的作用,其连接处容易形成疲劳裂缝,进而导致桥梁的稳定性和安全性降低。
3.桥面跳动车流量大时,桥面容易形成跳动,导致横向连接处的支撑结构受到震动,容易产生疲劳裂缝和连接件损伤。
以上问题为横向连接处加固提出了挑战,需要通过一些设计和技术手段来解决。
二、加固方案的设计与实施在加固方案的设计中,需要考虑以下因素:1.横向连接处的结构特点和材料特性。
2.桥梁的受力分析和计算。
3.加固方案的经济性和技术可行性。
可以通过在连接处增加或修改连接件来增强梁桥的横向连接能力。
例如,可以增加加强板、加大横向连杆直径,或者采用更强的材料等。
2. 加强桥面支撑结构为了减轻车流量对桥面和跨度结构的影响,可以通过加强桥面支撑结构来解决,比如采用减震器、扩散器等,来减轻桥面出现跳动和震动时对支撑结构的影响。
3. 增强横向连接杆的连通性为了在连接处保持横向连接杆的连通性和强度,可以考虑采用横向钢筋混凝土结构技术,使横向连接杆更为牢固。
4. 其他加固措施考虑到具体情况的差异,还可以在横向连接处采取其他的加固措施。
例如,可以采用捆绑结构来增强桥梁的整体承载能力,也可以利用压缩力来加固连接处。
连续梁桥体外束加固分析连续梁桥是由多孔板构成的桥体,具有易于建造、结构简单、重量轻、成本低且受到抗震侧力较低的优点。
因此,连续梁桥在世界各地广泛应用,是经济高效的桥梁构造。
但由于连续梁桥的结构特点,一旦受到较大的载荷侧力,地震力和潮汐力就容易出现局部损坏,破坏连续梁桥的结构稳定性。
因此,针对连续梁桥体外束加固分析是提高连续梁桥结构稳定性,延长使用寿命并降低受震侧力的重要方法。
加固方法通常有外部吊杆、外部旋转索节点、外部箍筋和外部位移支撑等。
外部吊杆法是连续梁桥的常见加固方法,利用吊杆增强桥体的力学性能和耐震性能,但它会影响桥体的外观。
节点旋转索可以抗震侧力,可以改善结构屈曲行为,但它有明显的外部结构,与其他构件的外观不统一。
箍筋法可以提高连续梁桥的结构强度,增加桥体的抗震力,但它的成本很高,而且在计算中需要考虑材料、构造和地震加载之间的耦合作用。
最后,外部位移支撑可以使桥体受力平衡,从而提高桥体的抗震力,但同样存在成本和外观问题。
针对连续梁桥体外束加固分析,必须将结构强度、连续性、控制力学和抗震性能进行耦合分析,以满足设计要求。
首先,基于力学耦合原理,应当确定结构强度、连续性、控制力学和抗震适应性之间的耦合作用,优化加固方案。
其次,应采用有效的结构分析、计算及模拟方法,得出连续梁桥体的准确应力变形分布以及外部束抗力的有效分布。
第三,针对严重的局部破坏和结构变形,深入研究其影响因素,提出有效的加固方案和抗震减轻救灾对策。
最后,应当不断完善和优化桥体的加固方案,综合评估抗震性能,保证结构的安全性和实用性。
从而得出,针对连续梁桥体外束加固分析,可以增强结构的抗震性能,降低结构的受震侧力,延长使用寿命,保证连续梁桥结构的安全性和实用性。
综上所述,妥善的加固方案的确可以提高连续梁桥的承载能力,减少结构损坏程度,提高抗震性能和使用寿命,维持桥梁安全可靠。
桥梁加固设计很详细桥梁是连接两个岸边的重要建筑结构,承载着车辆、行人和货物的重量。
随着时间的推移,桥梁会因为自然力和使用磨损而发生损坏或老化。
为了确保桥梁的安全性和可持续性,需要进行桥梁加固设计。
桥梁加固设计需要综合考虑结构的强度、稳定性和耐久性。
下面将详细介绍桥梁加固设计的内容。
一、桥梁加固设计的目的和原则1.合理确定加固方案,满足强度、稳定性和耐久性要求;2.保持原有结构的完整性,对加固部位进行有限的改动;3.采用经济、实用和可行的加固材料和工艺;4.在加固设计中考虑桥梁的使用功能和周围环境。
二、桥梁加固设计的方法和材料1.增加梁板和支撑:通过增加梁板的数量和尺寸,能够提高桥梁的横向刚度和承载能力。
同时,在桥梁中间设置支撑,能够有效减小荷载对桥梁的影响。
2.增加纵向钢筋和预应力:在桥梁的梁板和桥墩中增加纵向钢筋,能够提高桥梁的抗弯强度和刚度。
此外,通过预应力技术,可以在施工过程中施加一定的压力,使桥梁结构受到压应力的支撑,提高其整体性能。
3.加固桥台和桥墩:对于损坏的桥台和桥墩,可以采取混凝土加固、添加钢筋或钢板、预应力加固等方式。
通过加固桥台和桥墩,能够改善桥梁的整体稳定性。
4.加固桥面:对于损坏的桥面板,可以进行表面修整、补强,或者更换新的桥面板。
通过加固桥面,能够提高桥梁的使用舒适性和耐久性。
在桥梁加固设计中,常用的材料有钢筋混凝土、预应力混凝土、钢板、压浆剂、修补材料等。
这些材料具有高强度、耐久性和可塑性,能够满足桥梁加固设计的要求。
三、桥梁加固设计的施工工艺1.拆除和清理:对于已损坏的结构部位,需要进行拆除和清理,以便进行后续的加固工作。
2.加固构件的制造和安装:根据加固设计方案,制造加固所需的构件,如梁板、钢筋和预应力材料等。
然后,按照设计要求进行安装,并与原有结构进行连接。
3.加固材料的施工:根据加固设计方案,选择合适的加固材料,如压浆剂、修补材料等。
进行涂覆、粘贴或充填等施工工艺,保证加固材料与原有结构之间的粘结牢固。
混凝土梁桥加固技术规程一、前言混凝土梁桥作为公路交通重要组成部分,其结构安全至关重要。
随着时间的推移和车流量的增加,混凝土梁桥的使用寿命将逐渐缩短,加固技术也随之成为保障梁桥安全的重要手段。
本文将从混凝土梁桥加固技术的设计、施工和验收等方面进行详细的阐述。
二、加固设计1. 加固方案的选择加固方案的选择应根据混凝土梁桥的结构特点、现状及使用环境等因素进行综合考虑。
在选择加固方案时应注意以下几点:(1)保证加固后的结构安全可靠,且具有较长的使用寿命。
(2)加固方案应尽可能保持原有结构的稳定性和完整性。
(3)加固方案应符合国家相关标准和规范的要求。
2. 加固材料的选择加固材料的选择应根据加固方案、梁桥结构和使用环境等因素进行综合考虑。
常用的加固材料如下:(1)碳纤维布:具有高强度、高模量、耐久性好等优点,适用于加固混凝土结构。
(2)玻璃纤维布:具有轻质、高强度、耐久性好等优点,适用于加固钢结构。
(3)钢筋:具有高强度、耐久性好等特点,是常用的加固材料之一。
(4)特种胶泥:具有高粘度、高强度等特点,适用于填补混凝土结构中的裂缝。
3. 加固方案的设计在加固方案的设计过程中,应注意以下几点:(1)根据混凝土梁桥的实际情况,确定加固方案的具体内容。
(2)制定加固施工方案,包括施工步骤、施工工艺、施工要求等。
(3)按照国家相关标准和规范的要求,制定加固设计方案。
三、加固施工1. 施工前准备在进行加固施工前,应进行以下几个方面的准备工作:(1)混凝土梁桥的清理,包括清理表面附着物、清除锈蚀等。
(2)制定加固施工方案。
(3)检查加固材料的质量,确保加固材料符合设计要求。
2. 加固施工步骤(1)表面处理:在混凝土梁桥的表面处理时,应先将表面清理干净,然后进行涂覆、喷涂等处理,以提高表面粘结能力。
(2)加固材料的贴附:将加固材料贴附在混凝土梁桥的表面上,并进行压实处理,使其与原有结构紧密连接。
(3)加固材料的固定:将加固材料固定在混凝土梁桥的表面上,以确保其稳定性。
普通梁式桥加固维修技术研究摘要:普通梁式桥在我国已建成的桥梁中占主导地位,如何正确检测评估梁式桥的病害情况,采用合适维修加固方法,对保证桥梁正常运营及延长其使用寿命具有及其重要的意义。
关键词:梁式桥病害加固维修技术0 引言改革开放三十年来,我国公路建设取得了空前发展,已建成公路桥梁近60万座,进入世界桥梁强国行列。
公路建设的建设、管理、养护,是组成国家公路网的重要内容。
在公路建设高速发展的同时,出现了管理和养护技术滞后的问题,桥梁维修养护目前是公路养护的一个技术瓶颈。
系统研究、开发桥梁的养护维修技术,成为我国公路管理的重要课题。
本文主要介绍梁式桥常用的维修加固技术。
1 普通梁式桥维修加固原则根据不同桥梁的结构和材料特点,在成本可控的前提下,采用不同的加固维修方法,更换或修复损坏或缺损的桥梁构件,使桥梁整体恢复原有的设计承载能力,确保桥梁的设计使用寿命。
对一些通过加固维修不能恢复原有设计承载能力但又必须继续使用的的老式桥梁,要确定好加固维修后桥梁的实际荷载等级和桥梁的剩余使用寿命。
一般情况下不宜通过桥梁加固提高原有桥梁的设计承载能力;也不宜通过桥梁加固改变桥梁的结构受力体系。
用于桥梁加固维修的材料必须通过国家权威检测机构检测认证、各项性能指标满足现行规范和设计要求。
2 普通梁式桥常见的病害分析2.1 桥面系病害2.1.1 桥面铺装层病害桥面铺装病害特征主要表现为铺装层出现车辙、坑槽、局部破损,以及墩台顶面出现横向裂缝,局部严重的沥青混凝土已出现凹陷、孔洞,甚至个别桥面铺装钢筋外露。
2.1.2 伸缩缝病害桥梁的伸缩缝破损主要表现为:型钢伸缩缝变形,锚固混凝土局部破损,出现啃边、麻面与锚固钢筋外露等病害。
伸缩缝普遍存在堵塞现象,影响伸缩功能,部分伸缩缝橡胶条破损,出现雨水及污物渗漏现象。
大型的型钢伸缩缝个别钢导梁破损、断裂和变形,震动明显等。
2.2 上部结构病害桥梁的上部结构病害主要表现为梁板因车辆刮碰破损、梁板腹板出现斜向裂缝、梁板跨中下缘出现横向弯拉裂缝、空心板出现纵向裂缝和因底板局部过薄出现空洞、露筋,以及空心板底板大面积渗水、泛碱、钢筋锈蚀,t 形梁、箱梁出现钢筋锈蚀、沿预应力管道出现纵向裂缝或锈胀裂缝、梁底渗水、白化等。
桥梁加固的方法和策略桥梁作为人类交通的一种重要方式,扮演着不可替代的角色。
但是随着时间的推移,桥梁的质量不可避免地会出现各种问题,其中“老化”是主要原因之一,因此需要进行加固。
那么桥梁加固的方法和策略是什么呢?一、桥梁加固方法1.杆件加固法杆件加固法是桥梁加固中的主要方法之一。
该方法的原理是在桥梁构件外侧用杆件进行支撑,以减小桥梁的应力和变形,在实际应用中,常用的杆件有钢管、钢绳和钢板等。
2.预应力加固法预应力加固法是采取预先施加拉力的方法,增强结构构件的抗弯强度和刚度,有效提高桥梁的承载力和使用寿命。
该方法适用于疲劳寿命较短、梁桥跨度较小的情况下进行使用。
3.钢板加固法钢板加固法是将钢板焊接在桥梁构件的侧面和底面位置上,以增加桥梁的抗弯强度和刚度,提高桥梁的承载能力。
4.混凝土填充加固法利用混凝土的优良性质,填充在钢桥上,尤其是在钢箱梁中,既加强了结构,又增加了桥的刚度,还提高了桥的承载能力和疲劳寿命。
二、桥梁加固策略1.选用合适的加固方法在进行桥梁加固前,需要根据桥梁的实际情况,选择合适的加固方法。
在选取加固方法时,需要考虑桥梁结构的受力特点、材料强度、工程成本等因素。
2.确定加固区域和强度等级在进行加固前,需要对桥梁进行全面检测,确定加固的具体位置和加固强度。
不同区域的加固强度等级不同,需要根据桥梁的设计寿命、使用年限等因素进行合理确定。
3.采用综合加固措施在进行桥梁加固时,需要采用综合加固措施,即采取不同的加固方法互相补充,以达到综合加固的目的,提高桥梁的承载能力和使用寿命。
如在桥梁加固过程中,可以综合运用杆件加固、预应力加固、钢板加固等多种加固方法。
4.确保加固施工质量在进行桥梁加固过程中,需要确保加固施工质量,如施工过程中需要控制加固材料的质量、施工工艺的操作规范性等。
同时需要根据施工类型和施工设备特点等选取适宜的施工工艺和施工设备,如采用高空作业机、吊车等。
综上所述,桥梁加固是提高桥梁承载能力和使用寿命的重要措施。
混凝土梁桥补强加固方法一、前言混凝土梁桥是大型公路桥梁中常见的一种结构形式,但是由于外部环境、年限等因素的影响,混凝土梁桥在使用过程中会发生一定的病害,例如裂缝、变形、钢筋锈蚀等。
这些病害会对梁桥的使用安全造成潜在威胁,因此需要进行补强加固。
本文将从混凝土梁桥的病害特点、补强加固原则、补强加固方法、施工要点和注意事项等方面进行详细介绍。
二、混凝土梁桥的病害特点混凝土梁桥的病害特点主要有以下几个方面:1.裂缝混凝土梁桥的裂缝通常分为以下几种类型:伸缩缝裂缝、龟裂、弯曲裂缝、横向裂缝等。
其中伸缩缝裂缝是由于混凝土桥梁温度变化引起的,龟裂和弯曲裂缝是由于桥梁受力引起的,横向裂缝则是由于桥梁横向受力引起的。
2.变形混凝土梁桥的变形主要包括弯曲变形、扭曲变形、挠度变形等。
其中弯曲变形是由于桥梁自重和外荷载的作用引起的,扭曲变形是由于桥梁扭矩作用引起的,挠度变形则是由于桥梁受力不均匀引起的。
3.钢筋锈蚀混凝土梁桥中的钢筋由于长期受到潮湿、高温、腐蚀等环境因素的影响,容易发生锈蚀,导致钢筋的断裂和损坏,从而影响桥梁的承载能力。
三、补强加固原则混凝土梁桥的补强加固需要遵循以下原则:1.结构完整性原则补强加固的目的是增强结构的承载能力,但是不能破坏原有的结构完整性,补强加固的方式应该与桥梁原有结构相适应,保证补强加固后桥梁的整体性和稳定性,避免局部加固导致整个结构的崩塌。
2.材料与结构相适应原则补强加固的材料应该与原有结构相适应,相互协调,保证补强加固效果和寿命。
同时,应该根据桥梁的使用环境和受力情况选择相应的材料,例如选择防腐性能好的材料来防止钢筋锈蚀。
3.施工过程控制原则补强加固的施工过程应该严格控制,遵循施工规范和操作规程,确保施工质量和安全,避免施工过程中对周围环境造成影响和破坏。
四、补强加固方法混凝土梁桥的补强加固方法主要有以下几种:1.粘贴钢板法粘贴钢板法是一种常见的混凝土梁桥补强加固方法,它通过在混凝土表面粘贴一定厚度的钢板,使得混凝土结构的承载能力得到提升。
T梁桥病害分析及维修加固技术1.1、T梁桥的特点T梁桥是指钢筋混凝土和预应力混凝土T形截面简支粱。
由于截面设计经济合理,充分利用了钢筋的抗拉能力和混凝土的抗压能力,最大限度地减少了受拉区混凝土的面积,使得T形梁结构的质量得到减小。
施工工艺多数采用预制装配的方法,其具有吊装质量小、施工简单、投入设备少的特点,在我国既有公路中小跨径桥梁中应用广泛。
简支T梁具有简支梁的一般受力特点,其图示及恒载下的弯矩图下图所示,跨中主要承受弯矩,端部为剪弯区,承受较大的剪力。
图1.1 简支T梁图示及恒载下的弯矩图简支T梁一般为预应力混凝土结构,适用跨度20~40m,横向由多片T形纵梁组成,横向各梁之间主要通过横隔板连接。
其整体横向连接相对薄弱,在理论计算上,一般通过横向分布系数将其简化为单片梁进行承载力分析。
1.2、T梁桥常见病害1)横隔板损坏或横向联系不足T梁结构的横向刚度及抗扭性能等方面要比箱梁结构差,其借助于跨内横隔板将数片主梁联成整体,横隔板在T梁结构中起到关键的横向联系的作用。
横隔板在荷载作用下,主要承受弯矩及剪力。
T梁采用预制装配式施工工艺,横隔板在两片梁连接处,通过后焊接等工艺连接。
横隔板横向连接构造图见图1.2。
横隔板受力大,结构构造易出现各种病害。
由于剪力的作用,横隔板之间的连接构造容易出现纵向错位,混凝土开裂、连接钢板裸露锈蚀。
由于弯矩的作用,横隔板常常都有不同程度的开裂,在底面易发生抗弯承载力不足的弯曲裂缝,裂缝为竖向,分布在翼板与横隔板底面之间。
图1.1 横隔板横向连接构造图横隔板除了出现直接的错位、裂缝、锈蚀等病害外,在过去T梁的设计中,横隔板的数量往往设置不足,或由于病害间接引起横隔板的截面刚度减小,造成T梁构造上横向传递的先天或后天不良,桥梁的整体刚度不足,尤其在横向联系比较薄弱的部位,在经过长时间的超负荷运行后,必然会产生不同程度的二次病害。
因此,由于各种原因的影响,削弱了T梁之间的横向连接性能,特别是相邻T梁竖向变形不协调,使得各片T梁分配荷载增加,内力及位移增大。
桥梁加固设计方案背景随着交通运输的发展和城市化进程的推进,许多桥梁的年限逐渐增长,存在不同程度的结构老化和损坏。
为了保证桥梁的安全性、可靠性和使用寿命,必须采取有效的加固措施,延长桥梁的使用寿命。
加固设计目标桥梁加固设计的主要目标是恢复或提高桥梁的承载能力、刚度和稳定性,以满足现行交通荷载标准和使用要求。
具体设计目标包括:1.增强桥梁的整体刚度,提高桥梁结构的稳定性;2.提高桥梁的承载能力,满足现行交通荷载标准;3.延长桥梁的使用寿命,减少维修次数和维修成本;4.确保加固方案的可行性和经济性。
加固设计步骤桥梁加固设计通常包括以下几个步骤:1.桥梁调查和评估:对桥梁进行详细的调查和评估,包括桥梁的结构、材料、损坏情况、现行使用状况等。
通过这一步骤可以确定桥梁加固的需求和技术要求。
2.加固方案的选择:根据桥梁的特点和加固需求,确定合适的加固方案。
常见的加固方式包括加固钢板、加固钢筋混凝土、加固预应力等。
3.结构分析与计算:利用结构分析软件对桥梁加固方案进行分析和计算,评估加固效果和加固后的结构性能。
4.加固施工方案的制定:制定桥梁加固施工方案,包括施工工序、施工方法、材料选用、工期计划等。
5.加固施工过程监控:监控桥梁加固施工过程,确保施工质量和安全。
包括施工过程的质量检查、材料试验等。
6.加固后的检测和评估:加固施工完成后,进行桥梁的检测和评估,以验证加固效果和结构性能。
常见加固方式根据桥梁的具体情况和加固需求,可以采用不同的加固方式。
以下列举了一些常见的加固方式:1.加固钢板:在桥梁结构的关键部位加设钢板,以提高结构的刚度和强度。
常见的加固钢板包括承台加固钢板、墩柱加固钢板等。
2.加固钢筋混凝土:对桥梁的钢筋混凝土部分进行加固,可以采用粘贴钢板、钢筋混凝土补强、预应力加固等方式。
3.加固预应力:在桥梁结构中引入预应力,增加桥梁的承载能力和刚度。
常见的预应力加固方式包括引入预应力索和预应力筋等。
4.其他加固方式:根据桥梁的具体情况,还可以采用其他加固方式,如附加剪力墙、剪切隔板等。
空心板梁桥改善横向连接的加固方法研究空心板梁桥是一种常见的桥梁结构形式,由于其结构特点,横向连接通常是其薄弱的部分。
为了加强空心板梁桥的横向连接,提高其整体结构的稳定性和承载能力,需要进行相关的加固方法研究。
本文将对空心板梁桥横向连接的问题进行分析,并提出相应的加固方法,以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考价值。
1. 空心板梁桥横向连接存在的问题空心板梁桥横向连接处于桥梁结构的边缘位置,受到风荷载等外部作用力的影响较大,容易出现振动和位移等问题,进而影响整体结构的稳定性。
由于横向连接构件通常为混凝土或钢材等材料制成,容易受到腐蚀、疲劳等因素的影响,导致其强度和承载能力下降,从而影响桥梁的使用安全性。
空心板梁桥横向连接的设计和施工质量直接关系到整体结构的承载能力和使用寿命,若存在设计不合理或施工缺陷等问题,容易导致横向连接的失效和桥梁结构的损坏。
空心板梁桥横向连接存在诸多问题,需要采取相应的加固措施,以提高其整体结构的稳定性和承载能力。
针对空心板梁桥横向连接存在的问题,可以采取以下几种加固方法进行研究和实践。
(1)加固材料的选择在加固空心板梁桥横向连接时,首先需选择适宜的加固材料。
通常可以选用碳纤维布、玻璃钢、碳纤维混凝土等新型复合材料,其具有重量轻、耐腐蚀、抗疲劳等优点,可以有效提高横向连接构件的强度和承载能力。
(2)加固形式的优化加固空心板梁桥横向连接时,需根据实际情况选择合适的加固形式。
可以采用加固筋、加固板、加固束等方式,增加横向连接构件的受力面积和承载能力,从而提高整体结构的稳定性。
(3)加固工艺的改进(4)加固技术的创新为了解决空心板梁桥横向连接存在的问题,还可以开展一些加固技术的创新研究。
可以结合传感器、监测设备等现代技术手段,实现对横向连接构件受力状态的实时监测和预警,及时发现问题并进行加固处理,以保障桥梁的使用安全性。
浅谈混凝土梁式桥的加固设计
摘要:随着我国交通事业的迅猛发展,交通运输量大幅度增长,快速、重载车辆对公路安全行驶的要求也越来越高。
因此,有计划、步骤地加强对现有桥梁进行调查研究、试验检测及荷载试验,分析损坏原因,采取相应的加固及改建措施,确保道路交通正常运行,是我国道路建设发展中具有战略意义和深远意义的迫切任务。
本文分析了桥梁加固的原因、简述了梁式桥的加固技术,结合实际资料,对梁式桥的加固技术进行了简单的讨论。
关键字:梁式桥桥梁加固加固方法
1 引言
梁式桥是我国应用最为广泛的桥型之一,在全国范围内占有较大的比重。
早期修建的梁式桥,特别是20 世纪修建的梁式桥, 由于当时交通量小,修建时技术标准普遍偏低。
随着交通量的不断增大,原有桥梁大多存在承载力不足的问题,因此,综合安全、经济、适用等方面考虑,对可以进行维修加固的桥梁,区分情况,分析病害原因,采取相应的加固措施是现阶段的一个重要课题。
1.1 混凝土梁式桥加固设计基本的原则
对桥梁加固设计时,应以原桥为基础,在不改变原桥结构型式的前提下,对原桥主要受力构件进行加固。
对桥梁采取加固措施,一般有如下几种情况:
(1)桥梁承载能力不足,按照现行需要通行的车辆进行验算不能满足强度要求。
由于重型车辆的增加,原有桥梁承载能力不够而损坏,使全部桥梁承载能力保持一致,对个别载重能力较低的桥梁进行加固设计。
(2)桥梁局部产生破损,如裂缝、剥落等,若破损严重,已不能满足强度要求时,应尽快对个别受损构件进行加固设计,若破损不严重,对强度要求没有影响时,可加强养护和管理,不必进行加固。
(3)桥面宽度不足,影响车辆通行能力时,应进行拓宽加固设计。
桥梁局部或整体刚度不足,跨中挠度过大,已影响正常使用时,为提高其刚度,需进行加固设计。
(4)因遭受特大自然灾害,桥梁受损需进行抢修,以及为保证重车临时通过桥梁时的安全,需对桥梁进行临时加固设计等。
如仅对桥梁进行加固仍不足以适应交通运输的需要,必须进行重建桥梁的一部分或全部时,则重建的桥梁必须考虑到将来的发展,并按现行桥梁设计及施工规范进行设计与施工。
1.2 混凝土梁式桥加固的基本方式
混凝土梁式桥的加固设计方式,视桥梁的情况、承载能力的减弱的程度,以及今后的交通量增长的情况来选择。
加固的方式一般有如下几种:
(1)扩大或增加原结构构件的截面,以提高原结构的强度和刚度;
(2)旧桥为装配式结构的,以新的构件代替强度不够的旧构件;
(3)改变原有结构的受力体系,改善原结构的受力状况;
(4)对原结构施加应力(如预应力),以改变原结构的受力状况,达到提高桥梁刚度和强度的目的。
2 混凝土梁式桥常用加固技术
为了确保桥梁工程的安全、完整、适用与耐久,提高原有桥梁的通过能力和承载能力,必须采用适当的加固技术进行处理。
2.1 增大梁截面和配筋加固法
当梁的强度,刚度、稳定性和抗裂性能不足时,通常可采用增大构件截面和增加配筋的加固方法。
对抗拉强度不足的简支梁桥进行补强施工时,可在梁底部(受拉区)或侧面增配补强主筋,或在腹板上增设补强箍筋,然后喷涂或浇筑混凝土,从而使梁的抗弯截面增大,以提高梁的承载能力。
增大梁截面和配筋加固法的优点是,能在桥下施工,不影响交通,加固工作量不大,而且加固的效果也较为显著。
因此,在桥梁结构补强加固中,是一种应用较多的方法。
增大构件截面和配筋来提高主梁承载能力的加固法,一般多用于梁板桥的加固。
对于板梁桥,主要是考虑增设板梁底面的加强主筋和截面,对于T型梁桥除考虑增设梁底主筋和截面外,还须考虑设置套箍。
2.2 粘贴钢板加固技术
粘贴钢板加固是采用粘结剂将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉边缘或
薄弱部位,使之与结构物形成整体,从而提高其的承载能力。
粘贴钢板加固法的优点是施工速度快,现场无湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响。
但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平。
因此,粘贴钢板加固法广泛应用于无化学腐蚀桥梁结构。
2.3 体外预应力加固技术
预应力加固指运用预应力原理,在增设的构件或原有构件(如主梁梁体)中,施加了一定初始应力(即预应力)的一种加固方法。
用预应力方法加固桥梁结构时,应考虑的主要问题有:施加预应力的方式方法,预应力损失的估计和减少预应力损失的措施,以及预应力加固的计算等。
预应力加固法具有许多优点,如加固效果好工作可靠,可以减少或限制结构的裂缝和其它变形,对桥梁营运使用的影响较小,在人力,物力和资金消耗方面也具有明显的经济合理性。
因此,预应力加固法既可作为桥梁通过重车的临时加固手段,又可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施。
3 混凝土梁式桥加固设计示例
3.1 原桥概况
某桥为一上部结构为6×16m钢筋混凝土简支T梁,每孔6片,全桥共36片。
下部结构为石砌重力式墩台,明挖基础。
原设计荷载为城—B级;桥面宽度:净7.0+2×1.0m。
桥全长为111.5m,建于1999年。
随着经济社会的发展,该桥通行交通量和车辆载重已明显超过原设计标准。
其上部结构钢筋混凝土T梁出现较多裂缝,梁的下缘处更为突出。
横隔板在相邻两T梁的接缝处沿梁竖向出现裂缝。
主梁局部受力钢筋的保护层厚度不够,钢筋外露锈蚀。
桥面铺装混凝土经多年磨损已出现严重的坑洼、麻面、局部范围出现较大空洞,桥面沿主梁翼缘处有纵向裂缝。
3.2 试验检测
2012年10月对该桥进行了静动力检测试验。
加静动力试验采用两辆重16t 的汽车,在正载、偏载、行驶及跳车作用下,检测主梁的受力性能、变形情况及各种动力参数。
实测每片梁在各种荷载作用下的跨中挠度。
梁跨中的最大挠度为3.6mm,从每片梁在横向的变形可以看出,旧桥的横向系数较弱,但是各片梁在荷载卸去后,其变形尚能完全恢复,说明在本次试验荷载作用下,该桥仍处于弹性工作状态。
在各种荷载作用下,实测各梁腹部和下缘处裂缝最大宽度。
其裂缝主要分布为:桥面沿主梁翼缘处有纵向裂缝,其中:中间三条纵向裂缝已沿桥轴线全部贯通,宽度在3mm左右;两边纵向裂缝尚未全桥贯通,沿桥纵向裂缝时有时无,裂缝较细小。
综上,该桥各部分已出现不同程度的损伤。
原设计荷载已不能满足现行载重标准的要求。
必须对上部结构进行加固,提高承载能力,对已存在的裂缝进行修补,对桥面系进行改造,并对基础采取防护和加固措施。
3.3 桥梁加固设计
因原桥设计荷载等级较低,桥面较窄,为了适应当前和今后的交通运输的发展,必须提高荷载等级和增加桥面宽度。
为此,在保持原桥主体结构不变的基础上,在原桥左、右两侧各增设5.0m宽新桥。
对于上部结构的加固,在原桥两侧各增设一条5m宽的横向刚度、纵向刚度及抗扭刚度均很大的预应力混凝土箱梁,在原旧桥跨间增设六道横隔板把新桥与旧桥连接成为一个整体共同受力,既增加了桥宽又对原桥T梁进行了加固,按此结构体系计算,新、旧主体结构均能满足规范要求。
针对下部结构,为避免对原有墩台基础造成影响,原桥两侧新增设的墩台均采用明挖混凝土扩大基础、柱式桥墩和钢筋混凝土台帽,桥台为在原重力式石砌桥台基础上接长。
3.4 加固效果
经加固效果检测表明,该桥拓宽加固效果良好,桥梁承载力达到了设计要求,且能满足正常使用要求。
4 结语与展望
桥梁加固技术是一门新的学科,桥梁加固设计中有许多未定因素,而且新旧结构共同作用和应力滞后等问题仍需要进一步的研究,特别是一些新材料、新技术出现也需要我们很好的运用到工程实践中去,并不断的加以总结。
虽然加固施工工艺相对较复杂,但是桥梁加固工程可以取长补短,不仅延长了原桥的使用寿命,同时还增强了原桥的承载能力。
因此,加速我国旧桥加固或改造技术的研究,不仅能更好地、及时地为现代交通运输服务,而且能为国家带来巨大的经济效益和社会效益。
参考文献:
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