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橋梁加固

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橋梁加固

橋梁加固范文第1篇

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,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在存在的問題:如合理的加固預應力筋的位置和數量后加固的預應力鋼筋對已經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

采用體外預應力加固法可提高結構構件的受彎承載力。預應力筋布置應符合優化布置原則,即加固筋外形與外荷載產生的彎矩圖形相似。因此,加固梁式結構時,體外預應力筋多采用折線形連續筋,以充分發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梁。若連續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;若連續梁普遍較差,則可用各跨布置給予整體加固,若連續梁普遍較弱,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,又可安裝在箱內。施加預應力時應當小心謹慎,避免結構某些部分出現超限應力。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,先在裂紋上注射環氧樹脂。

三、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構的受拉邊緣或薄弱部位,使之與結構形成整體,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。

粘貼碳纖維法

碳纖維加固橋梁構件的部位:用粘結材料將碳纖維材料有序地纏繞粘貼于構件表面,實現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、滾刷粘結劑粘結碳纖維

4、對已貼的碳纖維作壓面處理

5、表面整飾(如抹砂漿等)

四、體系轉換法:

是通過改變橋梁結構體系以減少梁內應力,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,該方法需要對原結構的現狀進行仔細的調查,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,使結構由簡支變為連續等。

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,數量根據計算決定。

(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,變為多跨連續梁,可以有效改善結構的受力狀況,提高橋梁的承載能力,但不適合連續剛構橋的后期加固。

五、橋面系減載。

對大跨度連續剛構而言,恒載在總重量中占有相當大的比重,減小橋跨內橋面的恒載重量諸如變鹼橋面鋪裝為瀝青鹼橋面鋪裝、變鹼欄桿系為鋼質欄桿系、減薄人行道鋪裝厚度等能有效地減小跨中的下撓量。

六、擴大或增加原結構構件截面,以提高原結構的強度和剛度;該方法雖然能提高結構承載力,但也會因而加大結構自重。

橋梁加固方案(二)

一、公路橋梁存在的常見病害

1.主拱圈裂縫病害

a.主拱圈中波縱向裂縫,檢查時常發現各孔中波波頂均存在縱向裂縫。

b.肋、波連接處裂縫。各孔拱波與拱肋連接處大部分均發生裂縫。

c.拱肋裂縫。各孔拱肋均有橫向裂縫,有不少是U形裂縫,這些裂縫多發生在拱頂前后10m左右范圍內。

d.橫系梁裂縫

2.鋼筋銹蝕病害

鋼筋發生銹蝕時,銹蝕部分的體積可膨脹至原來體積的10倍以上,從而對周圍混凝土形成擠壓,造成混凝土開裂、剝蝕、使截面有效尺寸減小,導致結構承載能力下降,銹蝕剝蝕,使截面有效尺寸減小,導致結構承載能力下降。銹蝕的直接后果是鋼筋斷面面積減小,對于以鋼筋作為抗彎能力。鋼筋銹蝕還會降低混凝土對鋼筋的握裹力,銹蝕物外流,在結構表面形成銹跡,影響結構美觀。

3.墩臺基礎病害

橋梁墩臺基礎在常年使用過程中,除了承受上部構造荷載外,還將承受土壓力,風力,流水壓力,冰壓力和浮力等等各種力的作用。另外,自然界各種因素的影響作用,以及由于過橋車輛的日益重型化,墩臺基礎經常受到過重荷載的作用,因此,橋墩臺將會出現不同程度的損壞。

4.主梁裂縫及主梁變形病害

主梁裂縫多發生在錨跨中部(正彎矩區)梁的下緣及懸臂梁根部(負彎矩區)上緣,后者大都貫穿整個車行道翼板。此類裂縫顯然是由于大量重車通過使梁的受拉區開裂,屬正常現象。但由于負變矩區裂縫在上面,雨水易從裂縫滲入梁內,引起鋼筋銹蝕及砼強度降低。

二、公路橋梁加固的重要性

1.在公路橋梁使用期間內,任何橋梁都會成為舊橋。早期修建的橋梁,由于當時人們對鋪裝功能、病害認識有限,往往存在配筋偏小,鋼筋直徑過細,鋪裝與承載構件的界面連續不牢靠等問題。由于橋梁是建在大地上的特殊產品,不僅受自然環境的影響(如大氣腐蝕、溫度、濕度變化等),而且還受到使用環境的影響,難以避免產生損壞現象。這使橋梁的維修、養護、加固、改造已成為必然。

2.從經濟上分析,橋梁加固可以節省大量投資,收到良好的社會經濟效益。采用適當的加固技術和拓寬措施,不僅可以避免因拆除舊橋與重建新橋而增加工程費用;而且對現有交通運輸影響有的甚至可以在不中斷交通的情況下完成,早期設計施工的高速公的橋梁在長期大交通量、重荷載的運營情況下大部分出現了病害;同時也恢復和提高了舊橋的承載能力及通行能力,延長橋梁的使用壽命,滿足現代化交通運輸的需求。

3.同時橋梁的改造和加固,不僅可以提高公路橋梁的通行能力和服務水平,而且在更大程度上能夠消除交通安全隱患。從發展中分析,舊的公路橋梁加固有利于促進橋梁建設的可持續發展。既滿足現代人的需求以不損害后代人滿足需求的能力,使經濟、社會、資源和環境保護協調發展。

三、公路橋梁加固的方法

1、橋面鋪裝加固法

1)局部修復鑿補法。將水泥混凝土鋪裝層的表面鑿毛,深度以使骨料露出為準;用清水沖洗干凈斷面并充分潤濕,涂刷上同標號的水泥砂漿(或其他粘結材料),最后在橋梁承載能力容許范圍內,鋪筑一層1~5cm厚的水泥混凝土鋪裝層。

3)橋面補強層加固法。即在舊有橋面上,重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補強層,此方法既修補已出現裂縫、剝離等損壞的橋面板,又能加高原有梁板的有效高度,增加梁板的抗彎能力,改善鉸結梁板的荷載橫向分布,從而提高橋梁的承載能力。

4)其他方法。如加鋪一層瀝青混凝土,采用混凝土粘結劑或環氧樹脂材料修補法,鋼纖維混土修補法,聚合物混凝土罩面法等。

2、加大截面加固法

也稱為外包混凝土加固法,是用增大混凝土結構物的截面面積和配筋進行加固的一種方法。加大截面加固法一般采用兩種方式:一種是加厚橋面板;另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。該法工藝簡單、適應性強,具有成熟的設計和施工經驗,適用于較小跨徑的T梁橋或板橋的加固。采用此法加固后橋梁剛度明顯提高,承載能力也能取得較好的效果。但現場施工的濕作業時間較長,加固后的建筑物凈空有一定減小。

3、粘貼碳纖維增強塑料加固法

采用專門的樹脂將碳纖維粘貼于混凝土結構受拉表面,碳纖維與原結構形成新的受力整體,碳纖維與鋼筋共同承受荷載,降低了鋼筋應力,從而使結構達到了加固和補強效果。此法幾乎不增加結構自重和截面尺寸,不改變凈空高度,施工方便,對原結構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,根據受力分析可進行多層粘貼進行補強,其方向性也可以靈活掌握。缺點是環氧樹脂在溫度高于60℃時會呈現軟化現象,而橋梁一般受到陽光直射,橋面溫度高于60℃的可能性很大,不利于采用樹脂膠作粘貼劑。

4、橋下部結構加固法

橋臺特別是高度較大的橋臺,受行車荷載和土壓力作用,常見病害有橋臺開裂、凸肚,翼墻外崩、開裂、錯位等。對于跨徑較小、水流不大的石拱橋,可采用在橋跨內加鋼筋混凝土框架進行加固。

橋梁加固范文第2篇

與新建橋梁工程相比,服役橋的維修加固施工有不少特點。首先,維修加固的標準與設計時所采用的標準往往會有不同。由于服役有建筑物的存在,以及未來使用年限要求的不同,橋梁加固或改建的標準不可能與設計時所采用的標準完全相同。比如,服役橋的荷載等級假設是汽車-13級,而經加固后,其荷載等級可能會提高[1]。故應在保證行車安全的前提下,根據使用要求和耐久性要求的具體情況,正確地掌握和提出加固或改建的有關標準要求。其次,維修加固工作的難度要比新建時大。維修加固橋梁建筑物的工作必須在不妨礙交通的條件下進行,因此,往往會增加不少困難。即使會使施工產生困難,也必須盡量照顧交通。為此,在橋梁維修加固工作中,應從設計上和施工組織上采取有效措施,盡量減少對交通的影響。再者,橋梁的維修加固工作應充分利用原有結構。橋梁的維修加固,應在對原有結構作周密、細致檢查評定的基礎上,合理利用原有結構,能不更換原有結構的就不更換,能充分利用服役橋的,要充分利用。

2.橋梁加固的工作內容及步驟

2.1橋梁加固的工作內容

橋梁加固與改建工作的主要內容:對發生重大病害和不能滿足運輸要求的橋涵設備徹底進行整治加固、改善和更新。目的是恢復原有橋梁建筑物的整體使用效能和延長使用年限;提高原有橋梁建筑物的荷載等級和通過能力。橋梁加固與改建工作的主要內容有:

對服役橋上部構件進行加固;對服役橋下部構件進行加固;拓寬橋梁的行車道或人行道;升高橋梁上部構造的高度;更換橋梁行車道路面或引橋路面的結構;部分或全部更換橋梁損壞或破服役了的結構物。

橋梁的加固與改建工作,應充分利用原有的部分,凡能加固的,則不宜改建。如能部分改建的,則不應全部改建。

2.2橋梁加固的工作步驟

對服役橋進行維修加固,一般可采用如下的步驟:

(1)檢查橋梁現狀及損壞情況;

(2)調查橋梁歷史技術資料及現有交通狀況;

(3)提出維修加固或改建方案并進行分析比較;

(4)確定方案并付諸實施,即進行維修加固或改建施工。

3.橋梁加固的原則及方法

3.1橋梁加固的原則

(1)橋梁加固是一種借加大或修復橋梁構件來提高局部或整座橋梁承載能力或通過能力的措施。因此,橋梁加固工作一般以不更改原建筑形式為原則,只有在復雜的情況下,才更改其結構。

如僅加固仍不足以適應交通運輸的需要,必須進行重建橋梁的一部或全部時,則重建橋梁需考慮到將來的發展,并按現行橋梁設計及施工規范進行設計與施工。

(2)橋梁加固可以有各種不同的方式,視服役橋的情況,承載能力的減弱程度以及今后的任務而變。橋梁的加固一般有如下幾種[2]:

1)擴大或增加原結構構件截面,以提高原結構的強度和剛度。

2)以新的結構代替服役的應力不夠的結構。

3)改變原結構的受力體系,使原結構減少受力。

4)對原結構施加外應力(如預應力),以改變原結構的受力圖形,達到提高橋梁剛度和強度的目的。

(3)采用擴大或增加橋梁構件截面的方法進行加固時,應特別注意新加部分與原有部分的結合,使其成為一個整體起到加固作用。

(4)不管采用何種加固方案,都應考慮投資少、功效快、不中斷交通、技術上可行、有較好的耐久性等方面的要求。

3.2橋梁加固的主要方法

3.2.1擴大或增加構件截面法

(1)橋面補強層加固法

通過一定的工藝和結構措施,在梁頂面(橋面)上加鋪一層鋼筋混凝土面層,使其與原有主梁形成整體,達到加厚主梁高度和增大梁的抗壓截面的目的,以提高橋梁的承載能力。其特點是:

1)施工簡便,亦較經濟,但加鋪梁面層后,靜載增加,承載能力提高不顯著;

2)施工需鑿除原有橋面鋪裝,同時考慮到新服役混凝土相結合,新澆混凝土的干燥收縮影響等,尚需設置連續鋼筋和鋼筋網等;

3)此法利于在抗壓截面較小的場合使用;

4)澆筑后混凝土須經養護,故必須對交通加以限制。

(2)增大梁截面和配筋加固法

在梁底或側面,加大鋼筋混凝土截面(增配主筋),使梁抗彎截面加大,提高梁的承載能力,其特點是:

1)為加強新服役混凝土的結合,需對服役梁面鑿毛工作,操作麻煩、鑿除工作量大,常需在橋下搭設腳手架;

2)對T形梁有采用底面及側面同時加大,以及底部馬蹄形加大兩種加固形式;

3)加固效果顯著,適用于梁橋及拱橋對拱圈的加固。

(3)鋼板粘貼或增設其他鋼梁,以作成組合梁的加固法

用環氧樹脂類粘結劑,將鋼板(或槽鋼)粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位,使其與結構形成整體,以鋼板代替鋼筋作用,提高梁的承載能力,其特點是:

1)不需要破壞被加固的原有結構物;

2)加固工程幾乎不增大原結構的尺寸;

3)盡管工程質量要求很高,但施工時并不要求高級的專門技術人員操作;

4)能在短期內完成加固工程;

5)幾乎可以不改變具有歷史價值建筑物的原有藝術特點。

(4)粘貼炭纖維布加固法

碳纖維是一種高新材料,它有著優異的力學性能,是在幾千度的高溫下經特殊工藝制造出的一種高科技產品。用環氧樹脂類粘結劑,將炭纖維粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位,使其與結構形成整體,以炭纖維布代替鋼筋作用,提高梁的承載能力,其特點是[1]:

1)優異的力學性能。可有效應用于多種形式的結構補強,包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風、控制裂縫和撓度的擴展等等;

2)優異的化學穩定性。碳纖維片具有極強的抗酸、堿、鹽、紫外線和防水能力,具有足夠的適應氣溫變化的能力,外加防火涂料后可以有效地防火。因此,可以大大增強結構對惡劣外部環境的適應能力,延長構件壽命;

3)材料本身質輕高強。可以不增加結構體積和不改變結構外形,增加的結構重量可以忽略,便于用所需的色彩涂裝,而不留補強痕跡,這是其他方法不可比擬的;

4)施工工序簡單。可用小型電動工具操作,工種少,用工少,工期短,進度快,更有資料表明能在持續交通有震動的情況下施工,而不影響補強效果,從而大大縮短施工斷交的時間,具有較大的經濟效益和社會效益。

3.2.2改變結構體系法

(1)增設縱梁法

在墩臺地基安全性能好、并有足夠承載能力的情況下,可增設承載力高和剛度大的新縱梁。當基礎承載力不足時,必須對基礎采取加固措施。新增主梁與服役梁連接,共同受力,從而達到提高橋梁承載力的目的。當新增主梁位于兩側時,則兼有加寬的作用[3]。

(2)增設立柱或橋墩,使簡支變連續,或改橋為涵的改變結構體系法

橋梁加固范文第3篇

【關鍵詞】橋梁;加固;技術

1 引言

橋梁的生命周期都要經歷建造、營運和老化三個階段,雖然橋梁建設初期充分考慮了近、遠期經濟發展和社會的諸多需求,采用了當時最先進的技術和材料,但仍然難以擺脫歷史的局限。隨著科技的進步,車輛載重逐漸增大,車速相繼提高,人們對行車的安全性和舒適性也提出了更高的要求。但早期建設的橋梁,荷載標準低,施工水平差,經過多年運營橋梁病害相繼出現,因此舊橋維修和加固便成為一個急需解決的問題。

目前,世界上發達國家都投入了不小的人力和物力進行舊橋加固技術研究,在興建新橋的同時,仍然十分重視舊橋的利用價值。我國現時期正在大力發展基礎設施,資金需求量大,而要在短時間內重建等級公路上的危橋,不僅需要大量資金,同時也有悖于橋梁建設的可持續發展。下面筆者就根據近幾年來在公路路網改造過程中,針對中小跨徑橋梁經常采用的一些維修加固方法做一些介紹。

2 外包混凝土加固法

外包混凝土加固法又稱增大截面加固法,是指增大構件的截面和配筋,以提高構件的強度和剛度的一種加固方法。此種加固法在增加橋梁橫向聯系方面應用較多,早期修建的橋梁橫系梁或橫隔板尺寸都較小,強度和剛度也較弱,在當前較大外荷載作用下, 產生了較大變形,導致橫系梁開裂、脫落,無法有效地橫向分布荷載。此時采用外包混凝土加固法適當增大橫系梁尺寸,隨著橫向聯系的加強,主梁的橫向整體受力性能提高,從而增加了橋梁的承載能力,提高了橋梁的剛度和穩定性。

外包混凝土加固施工工序:

2.1 為了加強新、舊混凝土的結合,應對原構件混凝土的缺陷進行清理,并將構件表面鑿毛;

2.2 當采用三面或四面外包加固時,應將構件的棱角敲掉,同時除去浮碴和灰塵;

2.3 用高壓水沖洗原混凝土表面,在澆筑混凝土前,在原混凝土表面刷一層水泥漿以加強新、舊混凝土的結合。

3 錨噴混凝土加固法

錨噴混凝土是指先將錨桿錨入補強部位結構內,掛設補強鋼筋網,然后再噴射一定厚度的混凝土,使其與原結構共同承受外力的組合結構。

此種加固法在漿砌片石板拱橋加固中運用較多,目前低等級公路上的石板拱橋由于早期施工時未按強度和規格要求嚴格選料,砌筑片石時砂漿不飽滿,砂漿配合比控制不嚴,再加上超重車輛長期作用,普遍存在主拱圈片石風化、石料大小不一、片石被擠壓碎裂、石料強度不均勻等現象,砌筑砂漿松動脫落并存在較多空洞,有的拱圈已發現縱向裂縫。針對此種情況采用錨噴混凝土加固既不中斷交通,又能很好地解決這些病害。

錨噴混凝土施工工序:

3.1 將拱圈底面人工打毛,并將污染的砂漿完全鑿除,然后用高壓水沖洗拱底表面;

3.2 在拱圈底面用電鉆打錨筋孔,孔深不得小于10cm,錨筋直徑不得小于12mm,孔內灰塵要吹洗干凈,然后用M12號砂漿或環氧樹脂注入孔內,再插入錨筋,使之粘結牢固;

3.3 將鋼筋網點焊在錨筋上,焊點不能太少,以免噴射混凝土時鋼筋移動;

3.4 噴射混凝土前先將拱圈底面用水沖洗濕潤,然后在表面先噴一層M12號砂漿,厚度約1cm,再噴射混凝土,使新老混凝土粘結良好并能填塞片石間孔洞,噴射混凝土后要注意及時養生。

4 橋面補強層加固法

橋面補強層加固法是指先鑿除原橋鋪裝層后,重新澆筑一層鋼筋混凝土補強層,使其與原橋結構形成整體。利用梁體截面加高,改善橋梁橫向應力分布能力,從而提高橋梁承載能力。

由于橋面鋪裝層直接承受車輛荷載作用, 應力集中明顯,再加上中小跨徑橋梁所受應力變化和沖擊影響較大。因而它也是最易出現破壞的結構之一,常見病害有:磨耗、露筋、網裂、坑洞等。

原中小跨徑橋梁橫向大都通過鉸縫進行連接,而橋梁設計老規范對鉸縫未作明確要求,現經過多年運營,已有鉸縫開始出現松動脫落,減弱或失去橫向傳力功能,這樣就給主梁安全運營帶來了隱患。

橋面補強層加固法針對此種病害具有施工簡便、加固效果明顯的特點,尤其適用于中小跨徑的梁式橋。其常用方法是鋪筑鋼筋網與混凝土或鋼筋網與鋼纖維混凝土。鋪筑的厚度和配筋視加固需要而定,一般補強層厚度不小于8cm,以不增加新的恒載為宜,并要注意確保新舊混凝土能成為一個受力整體。

5 粘貼碳纖維布加固法

碳纖維是一種新型材料,具有高強、輕質、耐腐蝕以及施工簡便等優點而成為舊橋加固的理想材料。加固混凝土構件時,按構件的不同受力特點,用粘結材料將碳纖維布粘貼于構件表面,實現對構件變形的約束并由此提高構件的承載能力。

此種加固法在增強構件抗彎剛度、減少構件撓度和約束混凝土裂縫擴展方面應用較多。當補強結構外形較復雜,采用外包混凝土或者粘貼鋼板加固法時,施工難度很大,且粘貼鋼板可能會對原結構造成損傷,此時就可以發揮碳纖維布隨結構外形變化任意施工,從而降低施工難度的優點。

5.1 粘貼碳纖維布施工工序:

5.1.1 按加固設計要求,對需要表面處理和粘貼纖維布的部位進行放樣定位;

5.1.2 混凝土表面打磨平整,除去表層浮漿、油污等雜質,直至完全露出結構新面, 將混凝土表面清理干凈,去除灰塵并保持干燥;

5.1.3 用一次性軟毛刷或特制滾筒將底膠均勻涂抹于混凝土表面,待膠表面指觸干燥時即進行下一步工序施工;

5.1.4 混凝土表面凹陷部位用找平膠填補平整,且不應有棱角,轉角處應用找平膠修復為光滑的圓弧;

5.1.5 按設計要求的尺寸裁剪纖維布,配制粘貼膠并均勻涂抹于所要粘貼的部位,用一次性軟毛刷或特制滾筒沿纖維方向多次涂刷,擠除氣泡,并使膠水充分浸透纖維布。多層粘貼重復上述步驟,待纖維布表面指觸干燥時即進行下一層的粘貼。在最后一層的碳纖維布表面均勻涂抹粘貼膠。

5.2 粘貼注意事項:

5.2.1 纖維布粘貼施工宜在5℃~35℃環境溫度條件下進行,并應符合配套樹脂的施工使用溫度。當環境溫度低于5℃時, 應采取加溫措施;

5.2.2 用碳纖維布加固混凝土構件宜采用薄布多層的粘貼方法,使其與粘接材料充分浸潤,確保粘接效率。設計時根據各塊件處的應力值大小決定碳纖維布的層數。

6 小結

以上為中、小跨徑橋梁在常規加固中經常采用的一些方法。由于我國暫時經濟能力有限,為保證橋梁安全運營,在一定時期內橋梁維修加固不可避免。

6.1 由于老橋資料不全,實際受力情況與結構計算模型也存在一定的差異,所以橋梁加固在設計單位嚴格計算、施工單位按圖精心施工后,建議仍要對加固后的橋梁進行檢測,作好各項數據的詳細觀測和記錄,與理論計算相比較,經分析得出安全可靠的結論后,方能通車。

6.2 對橋梁病害處理要貫徹“建養并重”、“預防為主”的思想。橋梁要進行定期檢查和周期性養護,對發現的一些小病害要及時維修,避免病害擴大,失去承載能力。

6.3 現時期橋梁建設要走可持續發展的道路,新建橋梁應考慮其可檢測性、可加強性和可更換性。

參考文獻:

[1]張繼承,中小跨徑橋梁常用加固方法[J]. 橋梁施工,2010。6

橋梁加固范文第4篇

【關鍵詞】橋梁、加固、處理

1 橋梁概況

臺河溝橋為河北與北京房山區交界處的一座鄉村公路跨河橋,該橋長22m,結構形式為2-7.5m的鋼筋混凝土寬腹T梁橋,橋面寬度5.0+2×0.25m,重力式橋臺,單柱墩。建成年代1990年,荷載等級汽車-10。

2 橋梁存在問題

該橋2010年以前為常年有水狀態,以后逐漸枯竭。2013年5月,該河道露底,墩柱承臺整體浮出水面,承臺長3m,寬3m,高1.2m。養護人員在巡檢中發現承臺四面出現網狀裂縫,開裂嚴重,并及時上報。經檢測,最大裂縫寬度2mm,位于承臺上游迎水面;主要裂縫寬度多集中在在0.2~1.0m之間,深度大多已透過保護層,接近主筋位置,裂縫表面呈不規則幾何形狀。

3 病害原因分析

通過查閱以前的施工文件,結合現場情況的調查分析,認為造成該情況的要原因是:

(1) 承臺混凝土施工質量控制不嚴格。體現在混凝土表面掛漿、淺蜂窩、麻面較多,分層澆筑界限明顯。

(2) 混凝土中存在堿骨料反應。鑿開裂縫處混凝土,發現混凝土石子周圍出現乳白色反應環,裂縫中夾雜有黑色的堿硅凝膠,屬于明顯的堿骨料反應。

因素(1)在混凝土施工中完成后,易使河中的水進入混凝土淺表層裂縫,在自然環境反復凍融的影響下,造成混凝土開裂。

根據取得的混凝土塊料分析,承臺混凝土的骨料存在堿含量超標的情況。而在臺河溝橋的建成年代,混凝土單方堿含量的控制并不嚴格,因此出現此種情況并不意外。堿骨料反應一般認為是含有氧化鎂、硫酸鹽的骨料遇水緩慢膨脹而破壞混凝土結構的一種現象,這類病害的發展是由表及里的,與外界潮濕空氣由表面通過毛細孔逐漸滲入有關。臺河溝橋承臺所處的水環境給這種病害的出現提供了外在的便利條件,導致了承臺混凝土結構病害的產生。

4 處理措施

現場觀測,橋梁中墩墩頂、支座、橋面高程等均未發現偏移或異常變位。因此,設計單位提出了對舊承臺做混凝土套箍,并在承臺表面橫向采用兩道混凝土“扁擔梁”的方式進行加固的處治方案。

5 加固方案

5.1 對舊承臺混凝土植筋,綁扎新的鋼筋骨架,順橋方向前后均加寬30cm;橫向左右各加寬1m,在橫向加寬50cm位置預埋4束無粘結預應力張拉鋼束;承臺加高20cm。

5.2 承臺混凝土套箍完成后,施做鋼筋混凝土“扁擔梁”,張拉預應力鋼束。

5.3 承臺加固示意圖

6 施工工藝及要求

6.1 施工季節為河道枯水期,采用土袋圍堰,并抽盡圍堰內存水。

6.2 承臺基礎為巖石,根據施工范圍,清理出作業空間并保持干燥。

6.3 根據檢測出的承臺混凝土裂縫深度,標刻出承臺四周已開裂的混凝土的范圍。人工使用風鎬將承臺表面劣化的混凝土清除(厚度不小于3cm),露出堅實的混凝土面。

6.4 錨筋施工

(1) 設計植筋為Φ18Ⅱ級螺紋筋,錨固膠采用愛牢達XH111A/B。

(2) 植筋施工方法

1) 彈線定位。根據設計圖的配筋位置及數量,錯開原結構鋼筋位置,標注出植筋位置。

2)鉆孔。用沖擊鉆鉆孔,成孔直徑為22mm,孔深不小于10d(180mm)。鉆孔過程中,鉆頭始終與鉆進面保持垂直。

3)清理鉆孔。先用硬毛刷伸至孔底,來回反復抽動,將灰塵、碎渣帶出,再用高壓干燥空氣吹出孔內浮塵,吹完后用脫脂棉沾酒精或丙酮擦洗孔內壁。

4)注膠。將錨固膠灌注于鉆孔中,灌注量不小于孔深的3/4。

5)插入錨筋。錨筋插入前須清除表面污物,插入深度要達到孔底。將孔口溢出的錨固膠清理干凈,先用鋼刷清除,再用丙酮擦干、拭凈。

6)固化養護。植筋膠在常溫下完成固化,固化養護時間不小于48小時。其間,避免擾動錨固鋼筋,孔位周圍保持干燥。

7)植筋抗拔力檢測。在承臺次要部位,按施工要求選取3組植筋進行拉拔檢測實驗。當拉拔試驗鋼筋屈服強度大于300Mpa時,鋼筋出現頸縮現象,繼而拉斷,則證明植筋抗拉拔強度合格。

6.5 承臺混凝土套箍施工

(1) 按設計要求綁扎套箍鋼筋骨架,并與植筋連接牢固。

(2) 預埋設“扁擔梁”預應力管道及鋼束,預設承臺套箍與“扁擔梁”相連的預留筋。

(3) 澆筑承臺套箍混凝土。

1)混凝土材料要求:混泥土單方堿含量小于3kg,抗凍融F>200,抗滲大于S6級,抗壓強度等級C30。

2)混凝土澆筑采用分倉整體澆筑,縮短澆筑間隔時間,充分振搗,外露面保持光滑,平整。

(4) 承臺混凝土養護。混凝土表面采用厚無紡布苫蓋,在整個養生期間灑水養生,保證溫濕度要求,養生期不少于14天。

7 施工觀測

為確保工程質量,在施工區域內設置控制點,對承臺套箍縱橫向位置、頂面高程及“扁擔梁”預應力鋼束張拉前后的變化進行監測,便于隨時掌握控制施工狀況,能夠及時采取處置措施。

8結束

通過加包混凝土套箍,增強了墩柱承臺的穩定性和抗侵蝕能力,張拉“扁擔梁”預應力束,加強了新舊承臺的連接,提高了承臺的加固整體效果。臺河溝橋于2013年7月初開始施工,8月中旬完成加固工作。經過1年多的觀察,承臺混凝土未出現裂縫,亦未發現新的侵蝕現象,說明加固方案和施工工藝控制是有效的。這為今后類似橋梁病害的治理提供了一定的借鑒。

參考文獻:

橋梁加固范文第5篇

隨著我國經濟建設的迅猛發展,鐵路網的覆蓋范圍和里程長度將越來寬廣。作為國家運輸主體的鐵路,正朝著重載化、快速化和繁忙化的方向發展,特別是鐵路既有線提速的不斷深入,對鐵路橋梁的運輸承載能力提出了更高的要求。而橋梁病害的大量存在,無疑對列車的高速行駛是一個極大的安全隱患,對行車安全構成極大威脅。如何在不中斷運輸的條件下對既有混凝土T梁進行加固、改造,以確保列車的順利運行,保證鐵路行車安全,必須對病害橋梁進行加固處理,以消除病害。

既有線橋梁中,混凝土橋跨結構一般采用鋼筋混凝土和預應力混凝土雙片式簡支T梁,大部分采用橫隔板聯結,少部分無橫向聯結。從對既有線橋梁評估看,無論是混凝土梁、鋼梁,還是橋墩基礎;除下承鋼板梁豎向剛度偏低外,橋梁主要問題在于橫向剛度不足和橋墩過于纖細如何對橋梁的狀況進行評估與加固以及加固效果如何評估,是本文研究的主要問題。結合寧西鐵路河大橋的加固實例以及加固后所做的試驗,取得了橋梁加固后相關技術數據,分析了加固中存在的問題和相關對策,為以后橋梁的加固與檢測提供借鑒。

關鍵詞:加固方法評估剛度振幅 既有線

中圖分類號:U445文獻標識碼: A

隨著我國經濟建設的迅猛發展,鐵路網的覆蓋范圍和里程長度將越來寬廣。在我們日常橋梁檢測、檢查中,時有發現混凝土橋梁梁體大量存在破損、裂縫等缺陷,梁體承載力明顯降低,特別是在我國大量使用的 T 型并置梁,列車行駛通過時橫向振幅超限,梁體的橫向剛度明顯不足。

目前,我國鐵路運營線路上的混凝土橋梁共計 12 萬余孔,絕大部分采用分片式混凝土預制 T 梁。這種 T 梁橫向剛度普遍偏低,經過一段時間的使用后,相繼出現各種病害,嚴重影響結構的耐久性乃至運營安全。在不中斷運輸的條件下對既有混凝土 T 梁進行加固、改造,以消除既有橋梁設備病害,確保列車的平穩安全運行,是提升橋梁設備質量水平、確保提速設備安全的重要課題。在鐵路的六次大面積提速,特別是第五、第六次的提速過程中,對運營線上存在問題的橋梁進行了全面的加固,而其中 80%以上的工作量是在提高并置梁的橫向自振頻率和橫向剛度上。在工程實踐中,常用的加固手段主要有加固橫隔板、增設水平板、加寬橋面板和增加梁中心距等增強兩片梁橫向聯接和兩端限位等降低橫向振幅相結合的方法。

1 橋梁病害的形式及危害

混凝土橋梁結構所發生的各種缺陷中,根據其結構類型、構造形式、使用條件、缺陷發生部位和形式的不同,一般可分為表層缺陷和內部缺陷兩類。表層缺陷主要有:蜂窩、麻面、漏筋、孔洞、層隙、表面腐蝕、老化、剝落、表面裂縫、掉角、模板走樣、接縫不平、構件變形。內部隱蔽缺陷主要:混凝土的強度標號、抗滲標號、抗凍標號不足,內部空洞和蜂窩,鋼筋的型號、數量、位置不對,焊接質量不良,混凝土保護層不足,鋼筋銹蝕等。結構內部的缺陷的危害性更大,如混凝土強度不足、鋼筋配置不符合設計要求、內部產生空洞等,都會直接危機結構的安全使用,嚴重的會造成結構的直接破壞。因此,對于這類缺陷,查清后就必須及時加以處理,或者進行修補加固,或者報廢重新澆筑。

2.1 型鋼粘貼錨固法

型鋼粘貼錨固法是一種建筑結構工程的加固新技術。通常以樹脂(一般采用粘結力較好的還氧樹脂等)粘接鋼板與混凝土的結構加固法。

2 粘貼纖維增強塑料加固法

粘貼碳纖維加固技術的主要特點是:幾乎不增加結構自重和截面尺寸,不改變凈空高度,施工方便,對原結構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,根據受力分析可進行多層粘貼進行補強,其方向性也可以靈活掌握。此外碳纖維質地柔軟,加固后可用混凝土砂漿涂敷,或根據要求涂裝各種顏料,修復補強不留痕跡。可在不改變結構外型的前提下補強各種混凝土結構物,包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風、控制裂縫和撓度的擴展,增加結構的延性。適用性:用于結構梁、板抗彎、抗剪加固,補足原結構構件鋼筋的不足,通過粘貼封閉提高柱子軸心抗壓能力[11]。

2.1加大截面加固法

當梁的強度、剛度、穩定性和抗抗裂性能不足時,通常可采用增大構建截面和增加配筋的加固方法。增大混凝土截面一般采用兩種方式,一種是加厚橋面板;另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。對于第一種方式常用于板橋的加固,一般情況下,除個別板塊有嚴重破壞不能繼續使用而需更換外,對配筋率偏低或斷面尺寸不足、跨中出現裂紋等病害,可通過加固來確保鋼筋混凝土板橋的正常使用。

2.2 化學植筋

化學植筋技術是運用高強度的化學粘合劑,使鋼筋、螺桿等與混凝土產生握固力,從而達到預留效果。化學植筋特點:高承載力(剪力、拉力)對固定的基材不產生膨脹力,適宜適用性:鋼筋錨固工藝主要用于在原結構上新增構件的鋼筋生根工作。

2.3 噴射混凝土

噴射混凝土是借助噴射機械,利用壓縮空氣或其他動力,將按一定比例配合的拌和料,通過管道送并高速噴射到受噴面(巖面、模板、舊建筑物)上凝結硬化而成的一種混凝土,它不是以振動來搗實混凝土,而是在噴射時,由水泥與集料的反復連續撞擊而使混凝土壓實,同時又可采用較小的水灰比(0.4~0.5),因而它具有較高的力學強度和良好的耐久

性。噴射合成纖維混凝土除具有備噴射混凝土抗壓、抗拉、抗剪、抗彎、粘結強度高的優點外,還具有以下特點:較好的抗裂、阻裂性能;較高的抗沖擊性能;較好的耐磨、耐腐蝕性能;較好的抗滲、抗凍融性能;較好的抗疲勞性和抗碎裂性。適用性:適用于橋臺、橋墩、梁、橋板的修復和加固。

2.4 改變橋梁結構體系加固法

改變橋梁結構體系加固法通過改變橋梁結構體系來達到提高橋梁承載能力和提高橋梁安全系數的目的。常用的方法有三種:

(1)八字撐架加固法

(2)連續體系加固法

(3)加勁梁式疊合梁加固法

2.5 體外預應力加固法

2.5.1 體外預應力加固方法的特點

預應力加固方法實際上是使被加固結構成為一個帶柔性拉桿的超靜定結構,與其它預應力結構或其它加固方法不同的是:加固前橋梁所受荷載由恒載和活載組成,預應力筋的張拉控制值是在上部結構的恒載作用下讀取的,即帶載加固。

體外預應力加固方法的特點:

(1)能較大幅度提高或恢復橋梁的承載能力和抗裂度,加固效果明顯;

(2)施工工藝簡單、干擾交通少、所需設備簡單、人力投入少、工期短、經濟效益明顯;

(3)對原結構損傷小,可做到不影響橋下凈空, 不增加路面標高;

(4)預應力加固需要可靠的防腐措施。

2.5.2 體外預應力加固的適用條件和不利影響

(1)適用性

①適用于正截面受彎承載力不足或正截面受拉區鋼筋銹蝕的情況;

②適用于梁抗彎剛度不足導致梁的撓度超過規范規定,或由于剛度太小導致梁的受拉區裂縫寬度超過規范規定的情況;

③適用于梁斜截面受剪承載力不足的情況。

(2) 體外預應加固的不利影響

①預應力加固完成后,由于預應力的作用,原來的受力結構會出現不同程度的卸載現象,導致原結構發生內力重分布;

②由于預應力筋轉向塊和錨固點處存在巨大的集中力,這一區域的受力比較復雜;

③由于預應力筋一般布置在梁截面外部,易受環境(如溫度、酸性氣體等)的影響;

預應力筋一般不能參與局部裂縫控制。

4 既有線鐵路橋梁狀況評估

4.1 混凝土梁的評估

4.1.1 豎向自振頻率的評估

既有線普通高度和低高度簡支鋼筋混凝土梁、預應力混凝土梁的實際豎向自振頻率在技術標準規定限值的 1.3~2.0 倍之間。動車組在 250km/h 運行時,跨度 24m 及以下橋梁均不會發生一次和二次共振;跨度 32m 橋梁可能會在 230km/h 運行時,發生二次共振,跨度 16~32m 橋梁可能會在 150~240km/h 范圍內產生三次共振。貨物列車在 120km/h 運行時,跨度 64m 及以下橋梁均不會發生一次共振;跨度 20~32m 橋梁可能會在 60~120km/h范圍內產生三次共振。雙層集裝箱列車在 120km/h 運行時,跨度 32m 及以下橋梁均不會發生一次、二次共振;跨度 32m 橋梁可能會在 115km/h 時產生三次共振。動車組以 230km/h通過跨度 32m 混凝土梁時可能會出現二次共振,但速度參數僅為 0.203;其它可能會出現均為三次共振,振幅不大,可保證橋梁和列車安全運營。可認為既有線混凝土梁實際豎向自振頻率滿足提速要求。

4.1.2 豎向撓跨比和梁端轉角

從豎向剛度較小的低高度梁來看,在中-活載的靜力作用下,跨度 8~20m 低高度鋼筋混凝土梁實際撓跨比在 1/1600~1/2600 之間,低高度預應力混凝土梁實際撓跨比應在1/1400~1/2300 之間;按最大撓跨比 1/1400,則最大轉角 3.2‰/1.4=2.3‰。從大量橋梁撓度的實測結果來看,除超低高度預應力混凝土梁、型鋼混凝土梁外,低高度鋼筋混凝土梁和預應力混凝土梁的豎向撓度和梁端豎向轉角,均能滿足提速要求。超低高度預應力混凝土梁,實際豎向撓跨比平均值在 1/1053~1/1230;最大轉角 3.2‰/(1.05~1.23)=3.04~2.60‰。撓跨比和梁端豎向轉角不滿足提速的要求,應限速運行或進行加固改造。

4.1.3 混凝土梁橫向自振頻率

對于跨度 20m 及以下低高度鋼筋混凝土梁和預應力混凝土低高度梁混凝土梁的橫向剛度,以叁標橋 1024、叁標橋 2017 圖為例,按空間計算,在列車橫向搖擺力、離心力、風力和溫度變化的聯合作用下,橫向撓跨比在 1/4400~1/15000 之間,滿足提速要求。但兩片梁之間無橫向連接或只有端部橫向連接,橫向整體性差,同一輪對下梁體豎、橫向撓度差難以協調,影響列車運行的平穩性,甚至會危及提速后的行車安全,因此,對跨度 8m以下的低高度混凝土梁可采用梁端限位方式;跨度 16m 及以下沒有橫向連接的低高度混凝土梁,只有端部設有橫隔板的跨度 20m 混凝土梁以及∏形混凝土梁,應增設橫向聯結;對已斷裂的橫向連接也應進行重新連接或加固。

4.1.4 混凝土梁橋橫向振幅

膠新、遂渝、隴海、京哈、京廣、膠濟、廣深等線橋梁提速綜合試驗中,動車組、提速貨物列車和雙層集裝箱列車試驗速度分別達到了 200km/h、120km/h、120km/h 及以上,對代表性的鋼筋混凝土梁和預應力混凝土梁橋進行了系統測試。對已進行橫向加固的橋梁,動車組在 200km/h 速度范圍內的實測橫向振幅小于通常值。新型貨物列車在 120km/h速度范圍內的橫向振幅,小于安全限值;脫軌系數、輪重減載率和輪軸橫向力在安全限度以內。從新型貨物列車與轉 8A 貨物列車產生的跨中橫向振幅比較來看,新型貨物列車在120km/h 速度范圍內的橫向振幅小于轉 8A 貨物列車在重車 80km/h、空車 70km/h 速度范圍內的橫向振幅。對于低高度和超低高度混凝土梁,除 32m 超低高度預應力梁橫向自振頻率不滿足要求、橫向振幅也大于安全限值外。橫向振幅小于安全限值[4]。

4.1.5 預應力混凝土梁抗裂性

大-138、大(65)-138、叁標外橋-006、叁標外橋-006A、叁標橋-2019 系列預應力混凝土梁,按現行設計規范進行抗裂性檢算,當橋上道碴厚度達到 0.25m 時,抗裂安全系數在 0.985~1.135 之間,設計荷載下跨中下緣混凝土出現 0.1~3.7MPa 的拉應力。對于跨度 31.7 和 32m 梁,當橋上道碴厚度由原設計的 0.25m 增加至 0.35m 時,抗裂性指標將降低約 0.035;跨中下緣混凝土拉應力增加約 0.6MPa。橫向加固需要增加混凝土約 10m3,根據橫向加固混凝土質量主要分布在梁的兩端的具體情況,抗裂性指標將進一步降低約0.035,跨中下緣混凝土拉應力增加約 0.6MPa。同時為了解既有預應力混凝土梁的預應力隨時間的實際損失情況,近年來,對現場更換下來的預應力混凝土梁,進行了抗裂等級和消壓荷載等級試驗。從實測結果看,既有預應力混凝土梁的預應力實際損失比既有規范設計計算值約大 10~15%;而現行橋規對預應力損失的計算規定與實際情況基本相符。因此,加固后的預應力混凝土梁應按現行規范進行抗裂性檢算,檢算荷載采用提速后的實際運營荷載。并加強對大-138、大(65)-138、叁標外橋-006、叁標外橋-006A 系列梁的檢查。

5 既有線鐵路橋梁的加固

5.1 混凝土梁橫向加固

5.1.1 預應力混凝土梁橫向加固方法

影響雙片式 T 梁橫向剛度的主要因素是梁體之間的聯結狀態,因此如何合理地加強兩

片梁的橫向聯結,保證在活載作用下兩片梁的共同受力,是提高梁體橫向整體剛度的關鍵。一般情況下,簡支結構梁端水平轉角及縱向剪切變形最大,而跨中剪切變形小轉角接近零。在兩片梁共同承受橫向荷載時,由于梁端縱向剪切應變最大,為保證兩片梁能夠共同工作,梁端橫向聯結必須有足夠的剪切剛度。當梁端增設一定長度的橫向聯結并能約束兩片梁的梁端水平轉角時,兩片梁可基本處于共同工作狀態,而僅在跨中剪應力很小的區域加強橫向聯結,加固效果較差。橫隔板數量及分布、沿梁縱向厚度、橫向寬度等因素對橫向剛度的影響均較大。預應力混凝土梁橫向加固時,應綜合考慮橫向聯結的合理分布,即在提高橫向剛度和自振頻率的同時,盡可能少地降低梁體抗裂性

5.2 增加雙片式 T 梁橫向間距

單純加大梁的橫向間距而不對橫向聯結進行必要的加強,不能提高梁體的橫向剛度和自振頻率。同時,增加梁橫向間距的方法在實際應用存在支座位置調整等難題,因此該方法不宜采用。

5.3典型跨度雙片式 T 梁橫向合理加固方法組合

在實際加固工程中,為保證加固效果,各種加固方法往往會配合運用。通過對橫隔板加厚和增設水平聯結等聯合應用后加固效果的計算分析可以看出,32m 雙片式 T 梁采用增加兩側梁端附近各 3 塊橫隔板厚度至 0.6~0.8m 是橫隔板加固的最優方法。

5.4 輕型橋墩、基礎加固

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