中小橋涵加固施工方法分析
發(fā)布日期:2017-03-01 15:23:57 瀏覽量:2038一、中小橋涵梁板加固方式
橋梁加固必須高瞻遠(yuǎn)矚,量力而行,考慮綜合效益。采用什么樣的加固方式,包括加固后的等級(jí)和通行能力等,必須因地制宜,既要立足當(dāng)前,也要兼顧長(zhǎng)遠(yuǎn),既要從國(guó)情出發(fā),又要瞄準(zhǔn)國(guó)際最新科技,同時(shí)還要考慮通航、防洪、抗震能力,走可持續(xù)發(fā)展之路。處于特殊地區(qū)的橋梁,還應(yīng)該考慮國(guó)防的需要。概括起來(lái),橋梁加固應(yīng)滿足以下基本原則:
1.橋梁經(jīng)加固后,其結(jié)構(gòu)性能、承載能力與耐久性等都要滿足使用上的要求。
2.要保證加固過(guò)程中橋梁的安全。
3.要有較明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
4.應(yīng)具有可持續(xù)性。
各種加固方法都有一定的適用范圍和各自的優(yōu)缺點(diǎn),可根據(jù)所需加固橋梁的缺陷性質(zhì)、技術(shù)狀況和施工條件,選擇某一種方法或幾種方法同時(shí)使用,以達(dá)到預(yù)期的加固效果。首先要對(duì)橋梁的技術(shù)狀況進(jìn)行檢驗(yàn),做出評(píng)價(jià)。再根據(jù)通行荷載的要求,對(duì)加固的必要性和可行性作出分析判斷,然后對(duì)幾種可能采用的加固方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的分析比較,從中選擇最佳的加固方案。
通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)大部分的舊橋下部結(jié)構(gòu)完好,可以評(píng)為一類、二類,上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的病害是主要病害。因此本文中加固方式主要是針對(duì)上部結(jié)構(gòu)的病害提出。對(duì)于主梁的加固,針對(duì)梁底拉應(yīng)力大,裂縫寬度超出規(guī)范的情況,對(duì)主梁進(jìn)行粘貼加固補(bǔ)強(qiáng)。粘貼材料可采用碳纖維或鋼板。在板橋加固中,優(yōu)先考慮采用碳纖維加固法,如果混凝土表面強(qiáng)度低,混凝土不密實(shí),不宜粘貼碳纖維時(shí),可采用粘貼鋼板的方法。預(yù)制板橋中出現(xiàn)鉸縫破壞,橋梁橫向剛度小時(shí),可考慮在板底橫向粘貼鋼板。
下部結(jié)構(gòu)的加固,橋墩、臺(tái)前墻病害較多的采用臺(tái)前掛鋼筋網(wǎng),錨噴混凝土加固基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)的加固法地基采用旋噴注漿加固。用灌漿法修補(bǔ)混凝土裂縫,已是國(guó)內(nèi)外橋梁維修中廣泛應(yīng)用的技術(shù)。所用的膠粘劑主要有環(huán)氧樹脂、甲凝和水泥,應(yīng)根據(jù)裂縫寬度合理選用。灌漿修補(bǔ)裂縫,一方面是靠粘結(jié)劑的粘結(jié)力將結(jié)構(gòu)內(nèi)部組織重新結(jié)合為整體,恢復(fù)應(yīng)有的強(qiáng)度,另一方面阻斷空氣和水分進(jìn)入梁體避免鋼筋腐蝕。
二、加固施工
采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)措施,對(duì)恢復(fù)和提高舊橋承載能力和通行能力,延長(zhǎng)橋梁壽命,滿足不斷增長(zhǎng)的現(xiàn)代交通運(yùn)輸需要,既可以消除交通安全隱患,提高公路通行能力和服務(wù)水平,又可以節(jié)省大量投資,收到良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
?。ㄒ唬耐庖蚪嵌韧ㄟ^(guò)結(jié)構(gòu)性能改變,提高主梁的承載力
1.增大主梁截面面積。采用增加主筋、噴射混凝土、現(xiàn)澆混凝土、外包混凝土加大主梁截面尺寸,以及加厚橋面增加輔助構(gòu)件等加固方法,都是增加主梁截面的加固方法和技術(shù)。采用增大主梁截面的方法加固,其目的是增加主梁截面的慣性矩或幾何抗彎模量,當(dāng)荷載產(chǎn)生的內(nèi)力(彎矩)不變,或荷載等級(jí)提高時(shí),通過(guò)改變截面面積的途徑,減少主梁截面的承受的拉力(通常壓應(yīng)力不控制承載力),使其不超過(guò)主梁材料性能承受范圍。
加大截面加固法,也稱為外包混凝土加固法,是用增大混凝土結(jié)構(gòu)物的截面面積和配筋進(jìn)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,以加厚橋面板或者加大主梁的梁肋寬度為主。
該法施工工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng),并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn),適用于較小跨徑的梁橋或者板橋的加固。采用此法加固后橋梁剛度明顯提高,承載能力也取得較好的效果。但現(xiàn)場(chǎng)施工的濕作用時(shí)間長(zhǎng),對(duì)生產(chǎn)和生活有一定的影響,且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
2.增加主梁的強(qiáng)度。對(duì)主梁采用環(huán)氧砂漿(膠漿)粘貼鋼板(筋)、環(huán)氧玻璃鋼、碳纖維布、芳綸纖維布等高強(qiáng)材料,增加主量的強(qiáng)度都是屬于此類加固方法和技術(shù)。采用增加主筋強(qiáng)度的方法,在不變主梁截面的前提下,當(dāng)荷載等級(jí)不變或荷載等級(jí)增大時(shí),增加了主梁的強(qiáng)度,使荷載對(duì)主梁產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于補(bǔ)強(qiáng)材料的強(qiáng)度,從而達(dá)到加固主梁,提高主梁的承載力的目的。
?。ǘ膬?nèi)因角度通過(guò)調(diào)整內(nèi)力提高主梁的承載力
改變?cè)瓨蚪Y(jié)構(gòu)體系,采取將簡(jiǎn)支梁體系改變?yōu)檫B續(xù)兩體系、加八字支撐改變橋梁的跨徑,或通過(guò)外加預(yù)應(yīng)力將主梁結(jié)構(gòu)由純彎結(jié)構(gòu)變?yōu)閴簭澖Y(jié)構(gòu),減少原橋主梁承受的荷載內(nèi)力,從而減少主梁承受的拉應(yīng)力,即與上述加固方法一樣,同樣可以達(dá)到加固主梁,提高承載能力的目的。
(三)舊橋基礎(chǔ)加固
橋梁基礎(chǔ)特別是天然地基上的淺基礎(chǔ),由于埋置深度較淺,易受河水沖刷而淘空。受河水改道沖刷橋梁引道,導(dǎo)致橋臺(tái)基礎(chǔ)沖空,引道被毀。橋梁地基局部軟弱,致使橋臺(tái)發(fā)生不均勻沉降,引起橋臺(tái)開裂等。針對(duì)以上病害,我們采取對(duì)河床用漿砌片石進(jìn)行鋪砌,上游河床設(shè)置丁壩,打木樁擴(kuò)大橋臺(tái)基礎(chǔ)等方法進(jìn)行加固。
防治橋臺(tái)基礎(chǔ)沖刷。對(duì)于跨徑較小的橋梁,由于河水改道,洪水直接沖刷橋臺(tái)基礎(chǔ),導(dǎo)致基礎(chǔ)沖空甚至掉腳,可采取在橋跨范圍內(nèi)滿鋪15號(hào)片石混凝土的方法進(jìn)行加固,鋪砌厚度為30cm,鋪砌兩端設(shè)置截水墻,截水墻的深度為1m。
?。ㄋ模蛎驿佈b層的加固
橋面鋪裝層開裂或剝離等病害,容易導(dǎo)致鋼筋混凝土梁板橋鋼筋銹蝕,減弱橋梁的橫向整體性;對(duì)于石拱橋,由于橋面雨水下滲,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出現(xiàn)滲水現(xiàn)象等;同時(shí)由于橋面鋪裝層的破損,引起橋面平整度差,車輛通行時(shí),使橋梁產(chǎn)生震動(dòng),對(duì)橋梁產(chǎn)生不利影響,同時(shí)又加重了橋面鋪裝層的病害。根據(jù)橋梁的具體情況,采用不同的加固方法,對(duì)于使用年限長(zhǎng)、破損嚴(yán)重的采用拆除、修復(fù)的加固方案。而對(duì)于病害較輕,使用年限短,且混凝土強(qiáng)度仍符合設(shè)計(jì)要求的則先處治病害,在不降低設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。
三、結(jié)語(yǔ)
我國(guó)近幾年來(lái)公路橋梁設(shè)計(jì)和施工的經(jīng)驗(yàn),使我們橋梁設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理者們能充分認(rèn)識(shí)到橋梁老化對(duì)社會(huì)、對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的危害,同時(shí)在不斷總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的同時(shí),采取有效的加固施工技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性,從而促進(jìn)我國(guó)公路建設(shè)的更大、更快發(fā)展。
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