桥梁加固论文范文10篇

时间:2023-04-10 15:47:27

桥梁加固论文

桥梁加固论文范文篇1

与新建桥梁工程相比,服役桥的维修加固施工有不少特点。首先,维修加固的标准与设计时所采用的标准往往会有不同。由于服役有建筑物的存在,以及未来使用年限要求的不同,桥梁加固或改建的标准不可能与设计时所采用的标准完全相同。比如,服役桥的荷载等级假设是汽车-13级,而经加固后,其荷载等级可能会提高[1]。故应在保证行车安全的前提下,根据使用要求和耐久性要求的具体情况,正确地掌握和提出加固或改建的有关标准要求。其次,维修加固工作的难度要比新建时大。维修加固桥梁建筑物的工作必须在不妨碍交通的条件下进行,因此,往往会增加不少困难。即使会使施工产生困难,也必须尽量照顾交通。为此,在桥梁维修加固工作中,应从设计上和施工组织上采取有效措施,尽量减少对交通的影响。再者,桥梁的维修加固工作应充分利用原有结构。桥梁的维修加固,应在对原有结构作周密、细致检查评定的基础上,合理利用原有结构,能不更换原有结构的就不更换,能充分利用服役桥的,要充分利用。

2.桥梁加固的工作内容及步骤

2.1桥梁加固的工作内容

桥梁加固与改建工作的主要内容:对发生重大病害和不能满足运输要求的桥涵设备彻底进行整治加固、改善和更新。目的是恢复原有桥梁建筑物的整体使用效能和延长使用年限;提高原有桥梁建筑物的荷载等级和通过能力。桥梁加固与改建工作的主要内容有:

对服役桥上部构件进行加固;对服役桥下部构件进行加固;拓宽桥梁的行车道或人行道;升高桥梁上部构造的高度;更换桥梁行车道路面或引桥路面的结构;部分或全部更换桥梁损坏或破服役了的结构物。

桥梁的加固与改建工作,应充分利用原有的部分,凡能加固的,则不宜改建。如能部分改建的,则不应全部改建。

2.2桥梁加固的工作步骤

对服役桥进行维修加固,一般可采用如下的步骤:

(1)检查桥梁现状及损坏情况;

(2)调查桥梁历史技术资料及现有交通状况;

(3)提出维修加固或改建方案并进行分析比较;

(4)确定方案并付诸实施,即进行维修加固或改建施工。

3.桥梁加固的原则及方法

3.1桥梁加固的原则

(1)桥梁加固是一种借加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力或通过能力的措施。因此,桥梁加固工作一般以不更改原建筑形式为原则,只有在复杂的情况下,才更改其结构。

如仅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或全部时,则重建桥梁需考虑到将来的发展,并按现行桥梁设计及施工规范进行设计与施工。

(2)桥梁加固可以有各种不同的方式,视服役桥的情况,承载能力的减弱程度以及今后的任务而变。桥梁的加固一般有如下几种[2]:

1)扩大或增加原结构构件截面,以提高原结构的强度和刚度。

2)以新的结构代替服役的应力不够的结构。

3)改变原结构的受力体系,使原结构减少受力。

4)对原结构施加外应力(如预应力),以改变原结构的受力图形,达到提高桥梁刚度和强度的目的。

(3)采用扩大或增加桥梁构件截面的方法进行加固时,应特别注意新加部分与原有部分的结合,使其成为一个整体起到加固作用。

(4)不管采用何种加固方案,都应考虑投资少、功效快、不中断交通、技术上可行、有较好的耐久性等方面的要求。3.2桥梁加固的主要方法

3.2.1扩大或增加构件截面法

(1)桥面补强层加固法

通过一定的工艺和结构措施,在梁顶面(桥面)上加铺一层钢筋混凝土面层,使其与原有主梁形成整体,达到加厚主梁高度和增大梁的抗压截面的目的,以提高桥梁的承载能力。其特点是:

1)施工简便,亦较经济,但加铺梁面层后,静载增加,承载能力提高不显著;

2)施工需凿除原有桥面铺装,同时考虑到新服役混凝土相结合,新浇混凝土的干燥收缩影响等,尚需设置连续钢筋和钢筋网等;

3)此法利于在抗压截面较小的场合使用;

4)浇筑后混凝土须经养护,故必须对交通加以限制。

(2)增大梁截面和配筋加固法

在梁底或侧面,加大钢筋混凝土截面(增配主筋),使梁抗弯截面加大,提高梁的承载能力,其特点是:

1)为加强新服役混凝土的结合,需对服役梁面凿毛工作,操作麻烦、凿除工作量大,常需在桥下搭设脚手架;

2)对T形梁有采用底面及侧面同时加大,以及底部马蹄形加大两种加固形式;

3)加固效果显著,适用于梁桥及拱桥对拱圈的加固。

(3)钢板粘贴或增设其他钢梁,以作成组合梁的加固法

用环氧树脂类粘结剂,将钢板(或槽钢)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,以钢板代替钢筋作用,提高梁的承载能力,其特点是:

1)不需要破坏被加固的原有结构物;

2)加固工程几乎不增大原结构的尺寸;

3)尽管工程质量要求很高,但施工时并不要求高级的专门技术人员操作;

4)能在短期内完成加固工程;

5)几乎可以不改变具有历史价值建筑物的原有艺术特点。

(4)粘贴炭纤维布加固法

碳纤维是一种高新材料,它有着优异的力学性能,是在几千度的高温下经特殊工艺制造出的一种高科技产品。用环氧树脂类粘结剂,将炭纤维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,以炭纤维布代替钢筋作用,提高梁的承载能力,其特点是[1]:

1)优异的力学性能。可有效应用于多种形式的结构补强,包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展等等;

2)优异的化学稳定性。碳纤维片具有极强的抗酸、碱、盐、紫外线和防水能力,具有足够的适应气温变化的能力,外加防火涂料后可以有效地防火。因此,可以大大增强结构对恶劣外部环境的适应能力,延长构件寿命;

3)材料本身质轻高强。可以不增加结构体积和不改变结构外形,增加的结构重量可以忽略,便于用所需的色彩涂装,而不留补强痕迹,这是其他方法不可比拟的;

4)施工工序简单。可用小型电动工具操作,工种少,用工少,工期短,进度快,更有资料表明能在持续交通有震动的情况下施工,而不影响补强效果,从而大大缩短施工断交的时间,具有较大的经济效益和社会效益。

3.2.2改变结构体系法

(1)增设纵梁法

在墩台地基安全性能好、并有足够承载能力的情况下,可增设承载力高和刚度大的新纵梁。当基础承载力不足时,必须对基础采取加固措施。新增主梁与服役梁连接,共同受力,从而达到提高桥梁承载力的目的。当新增主梁位于两侧时,则兼有加宽的作用[3]。

(2)增设立柱或桥墩,使简支变连续,或改桥为涵的改变结构体系法

通过改变桥梁结构体系,如在简支梁下增设支点(墩台),缩短桥跨,或把相邻两跨简支梁加以连接,从而使简支梁变成连续梁。对于小桥,还可采用改桥为涵的形式,来提高桥梁的承载能力。前者,一般为临时通过重车的应急措施,后者则必须视通航及排洪灌溉而定。

随着我国公路交通运输事业的蓬勃发展,新建桥梁不断涌现,而原有桥梁也在不断地老化。服役桥的加固是一项具有现实意义而又复杂的工作,它所需要考虑的因素及涉及到的问题很多,从某种意义上,无论是技术改造方案的拟定与设计计算,还是技术改造的具体实施,都是值得人们不断地去研究的方向。

摘要:本文首先阐述了服役桥维修加固的特点,然后总结了服役桥维修加固的内容及原则,最后对服役桥维修加固的方法进行了比较分析,对服役桥维修加固的选择具有一定的指导意义。

关键词:服役;桥梁;加固

参考文献:

[1]杨文渊,桥梁维修与加固[M],人民交通出版社,1997年

[2]李有丰,桥梁检测评估与补强[M],机械工业出版社,2003年

桥梁加固论文范文篇2

桥址区地形较平缓,跨越的沟渠中部局部地段为负地形,大致呈锅底状,雨季排水较为不畅通,并经常存有死水滩,随后几日,缓慢下渗至地下深处。根据原始勘察资料,桥址区0~10.0m范围内黄土(粉土)具Ⅱ级非自重湿陷性(中等),湿陷系数δs=0.023~0.080,自重系数δzs=0.015~0.034,自重湿陷量Δzs=6.19cm,总湿陷量Δs=56.88cm,桥台基础持力层位于该地层上,虽采用0.5m厚灰土垫层进行地基处理,但处理范围仅在基础之下局部范围内,对基础周围地表水的下渗未起防水作用,从而使地表水扩散运移至基础以下湿陷性黄土之中,在荷载作用下,产生湿陷下沉。其下沉速度较为缓慢,且随季节具有一定的规律,在雨季期间,下沉较迅速,雨季后地下水下渗至地表深处时,下沉较为缓慢或停止。根据地勘报告,基底附加应力为203kPa,第一层土的平均附加应力+自重应力约为124.5kPa,大于9.4m以上土层的湿陷起始压力,故第一层土在上部荷载作用和浸水状态下,0~9.4m范围内将会产生附加湿陷变形,变形量为56.88-2.46=54.42cm。据以上综合分析,桥台地基沉降量主要由湿陷变形量和土层压缩变形量组成,其总的变形量为54.42+8.223=62.64cm,目前已沉降约33cm,完成总沉降的52.7%,以后还会继续下沉,因此对其进行加固是非常必要的。

2桥梁的加固设计

本文针对其出现的桥台整体沉降的病害提出了两个具体加固方案。

2.1方案一

a)在原两侧桥台前1.35m加设双柱式桥墩,形成(1.7+12.6+1.7)m跨径的双悬臂板结构,桥台的支撑作用慢慢消失,新的柱式墩主要起支撑主梁作用,b)铲除后期养护逐年增加的沥青混凝土,以减轻上部恒载,利用液压顶升设备将空心板抬升,恢复原桥面的设计标高。c)在墩顶原铺装层增设一层直径25mm的钢筋网用以承担墩顶负弯矩。d)墩盖梁达到设计强度后,顶升主梁,落梁于墩顶支座上,形成双悬臂结构,完成体系转换。e)将原桥的背墙和侧墙均相应进行加高,原桥台基础周围需做防水封闭处理,以防止其继续渗水下沉。

2.2方案二

a)先采用直径为127mm的钻头钻孔,钻孔按梅花型布置,孔间距为1m,钻孔深度为7m,要求钻孔必须穿透原桥的扩基底部,用直径为127mm的PVC管做护壁。b)通过PVC管将直径为110mm,长度为8m钢管桩垂直击打到原桥扩大基础底以下8m处,利用钢管桩加固原有桥位处的地基,通过桩土复合作用共同承担桥梁的上部荷载。c)为了减轻上部的自重,铲除原桥面沥青混凝土铺装25cm,利用液压顶升设备将主梁进行顶升,梁下垫增高度为25cm焊接好的槽钢,同时更换原桥支座。d)待主梁放下与支座紧密结合好后,需对桥台处进行桥面连续的施工,浇筑钢筋混凝土和沥青混凝土,重新摊铺沥青混凝土铺装层。e)原桥台基础周围需做防水封闭处理,以防止其继续渗水下沉。

3设计方案比对

针对前述桥梁病害以及现行桥梁规范,为彻底消除隐患,保证现有桥梁的正常使用,本文拟定了两个加固设计方案。

4结论

桥梁加固论文范文篇3

上个世纪末我国公路建设高速发展,而在全国进行大范围公路建设中因为桥梁桩承载力好,节省用料和人力的优点得到广泛运用。桥梁的桥体的承载力主要就是靠桥梁桩来承担,因此桥梁桩的基础加固是公路工程建设的基本保障。尤其是在我国这种地形地质条件相对复杂的山区,公路桥梁路段多且承载量要求较高。但是,我国大范围的桥梁桩基本上是钢筋混泥土进行建设的,很容易出现一些问题。1)水分的自然侵蚀。首先是钢筋混凝土中的钢筋极容易被渗透的水分侵蚀,破换钢筋的支撑力。当水分的侵入混凝土中的时候还会因为同碱性的水泥融合产生膨胀力,甚至导致混凝土裂开从而破坏掉整个桥梁桩,这个时候就会影响到整个桥梁的稳固,因此仅仅是自然的长时间的侵蚀就会造成整个桥梁桩的不稳定。2)极端气候的破坏作用。除了水分的渗入会导致桥梁桩被破坏,低温作用到水上会导致混凝土结构桥梁桩小孔中的水分结冰膨胀。而长时间的气温变化作用的不断循环,就会导致混泥土结构的逐渐剥离甚至瓦解,事实上这个过程并不长,尤其是在地质和气候比较复杂的地区,因此要特别注意防范和处理这种情况的发生。

2加固桥梁桩方法

桥梁桩对整个桥梁乃至整个公路的运行的重要作用不言而喻。因此在防范桥梁桩的损害问题上,必须迅速采取积极的应对处理方法,而这些方法必须是科学地针对桥梁桩的特点和问题,能够切实地保障桥梁桩的稳固,主要从以下三个方面坚持:1)做好防范工作。为了保障桥梁的稳固性,除了针对进行桥梁设计之外,桥梁桩的本身质量要进行较为严格的鉴定并且明确后期追加的加固的方案。加固设计方案无外乎三个方面:硬度方面,强度方面和持久度方面。首先在硬度方面就是桥梁桩建造的稳固性;强度方面就是确定保证桥梁桩的整体性的稳固;持久度方面就是在建造的时候采用耐性良好的同时还要方便之后进行损伤部分的修复。从这三个方面着手,可以比较全面的做好桥梁桩的稳固性的防范工作。2)坚持效益最大化。在工程设计和建造中最基本的原则除了安全稳固之外就是经济,以最小的原料和人工投入获得最优的经济效益,这就要求工程建造人员在桥梁和建设的时候做到效益最大化。3)务求实事求是。在公路建设前桥梁桩做好各项加固工作之外还必须实事求是,不能盲目加固浪费工程建设。合理的加固技术必须在原有的公路建设基础上不仅起到实际加固的效果还可以有效控制工程再建的风险,降低工程建设的成本。

3桥梁桩加固设计的基本方案

3.1增加桩基进行加固

为了保证公路桥梁的整体的安全性,增加桥梁桩和扩大整个承台的承载范围和作用力,可以在桥梁桩基的载重能力不足采用。准确来讲就是将原来的桥梁桩的承重进行扩大并且可以增加新的桥梁桩,这样就可以提高桥梁桩的承载能力并且增加整个桥梁工程的稳定性。这项方法不仅能够节省工程工作量,并且有着较为明显的加固效果,但是它的局限性就在于为了达到加固效果会对原有的交通运行情况有所影响,因此也要考虑到它的实际操作性。

3.2桥梁桩基自体加固法

这个方法是在原有的混凝土桩基础上进行加固,尤其是直径偏小的钢筋混凝土桥梁桩。因此这种方法不仅施工工程相对较小还提升了桥体的承载力。很多县城上的小桥都是采用这种结构,工程实例上来说,某县的公路桥桥宽近六米,桥梁桩为钢筋混凝土结构,随着经济的发展还有桥梁的自然消耗,桥梁本身需要进行拓宽处理,而相应的桥梁的稳固性要求增加。

3.3桥梁桩的本身修补加固法

顾名思义,这个方法主要是针对已经出现受损状况的桩基进行修补处理,从而增加桥梁桩的本身的强度,硬度和持久性。从工程实例上面来说,有一驾桥梁在建设初期河流比较充沛,受侵蚀情况相对比较严重。而最近几年河流河床下降,桩基裸露状况比较明显,尤其是桥梁桩的本身混凝土的表面受到较为严重的侵蚀,甚至钢筋也因为桥梁转的裸露而发生锈蚀,桥梁桩的承载力受到非常严重的损害,整个桥身的安全性也得不到有效地保证。经过多重的分析和方案选择,还有实地的调研考察,最终决定采用桥梁桩修补加固法对整个桥身进行修补加固。首先要调查和考评所有桥梁桩的受损情况和修补范围,然后再通过钢筋水凝土的修补和浇筑封装桥梁桩和桩基。这个办法不仅可以修补损害严重的桥梁桩,而且对桥梁桩的本身强度的增加有着较为明显的作用。这个方法对于承载能力要求不高的桥梁有着较为明显的作用,在大范围的同类工程问题中值得借鉴和推广,有助于为我国桥梁工程建设节约资源。

3.4扩大桥梁基加固法

这个方法是从整体的结构方面来进行加固的,桥梁桩的加固和桥梁基紧密联系在一起。这样一来整体上的稳固性能够更加全面的增加桥体的稳固和安全。举例来说,某个交通桥梁在进行年度检测的时候发现桥梁桩桩体破坏比较严重,有比较严重的被侵蚀的损害现象,并且钢筋也因此暴露出来,混凝土的上还出现了空洞现象,这样一来明显降低了桥梁桩的整体承载能力,并且整个桥梁的桩基承受力也随着降低,因此进行加固处理是十分必要的。

4结束语

桥梁加固论文范文篇4

根据大桥外观检测及荷载试验报告,目前大桥出现了混凝土表面蜂窝、麻面;保护层较薄,箍筋外露;底板混凝土剥落、钢筋外露锈蚀,翼缘板间渗水,预应力混凝土T梁梁体裂缝,横隔板断裂,盖梁裂缝和桩基露筋、部分支座出现局部脱空、老化、开裂和剪切变形、钢板锈蚀、防尘罩破损等现象。

2主要病害原因分析

2.1通行车辆

该桥修建于20世纪80年代,已经运营27年。原桥梁设计为一级公路桥梁,按照交通部《公路工程技术标准》(JTJ001-97)的规定,一般能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为15000~30000辆。免费通行前交通量已经超过了原设计交通量的60.2%,免费通行后,交通量较免费通行前又增加19.8%。按照交通部《公路工程技术标准》(JTGB01-2003),免费通行后平均日交通量是四车道一级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量上限30000辆的1.92倍,平均日交通量已经达到六车道高速公路能适应的年平均日交通量标准(45000~80000辆)。由上可见,限载前,该公路大桥车流量远超过当初设计标准,再加上超载车的数量和超载重量都越来越多,对桥面铺装、T梁、支座、盖梁、桥墩等各个承重部位均造成不利影响。

2.2T梁病害

(1)混凝土施工质量较差,施工完成后,混凝土表面出现蜂窝、麻面;保护层较薄,箍筋外露;底板混凝土剥落、钢筋外露锈蚀,翼缘板间渗水。此类病害短期内不会引起桥梁承载能力的降低,但对结构耐久性影响较大。如表层混凝土剥落导致内部钢筋锈蚀,继而引起混凝土更大面积的锈蚀开裂,长期作用会降低截面刚度、减小钢筋的有效直径,对于预应力混凝土桥梁,如果钢绞线锈蚀后果将很严重。

(2)在主梁跨中1/4L~3/4L之间,腹板产生大量由下而上的竖向、斜向裂缝和对称贯通裂缝。该裂缝的主要成因是:主梁1/4L~3/4L跨附近承受较大弯剪导致梁体腹板混凝土主拉应力超过允许值,进而产生裂缝。而在主梁支点附近,梁体腹板上产生斜向裂缝。该类裂缝的主要成因是:主梁支点附近位置承受较大剪力,当主拉应力过大或腹板抗剪能力不足时会导致斜向剪切裂缝的产生。主梁斜截面强度不足会导致结构产生剪切性破坏,该类破坏属于脆性破坏,在桥梁结构中不允许发生。

2.3盖梁病害

由于桥梁运营时间较长,伸缩缝橡胶条破损漏水,盖梁上建筑垃圾堆积,排水不畅,加上盖梁混凝土施工缺陷,环境中的水及侵蚀性介质就可能渗入混凝土内部,导致了混凝土碳化和钢筋锈胀,影响结构的受力性能和耐久性,部分盖梁的整体承载力降低。

2.4支座病害

桥梁支座已经使用27年,橡胶开始老化,钢板严重锈蚀,支座已经接近使用寿命。

3加固设计

针对此现状,考虑到原设计T梁抗裂安全储备较小,T梁间横向联系偏弱,考虑进行全面加固。除对出现病害的部位进行维修加固外,另从两个方面加强桥梁的横向联系和承载力:①对尚未出现但未来最可能出现病害的T梁进行整体性加固,提高T梁的承载能力;②对全桥T梁横隔板进行整体性加固,提高桥梁横向刚度;③将原有桥面铺装凿除,采用双层钢筋网片或并筋桥面铺装,加强桥梁的整体性。主要加固方案如下:

(1)对全桥已出现裂缝的所有T梁全部进行加固,考虑到桥梁西半幅未来通行重车的可能,有必要对西半幅未出现裂缝的部分T梁进行整体性加固,如西半幅单跨有2片及2片以上T梁出现裂缝需要加固的,则西半幅4片T梁全部加固。加固基本方案为裂缝封闭、破损修复后进行梁底粘贴钢板。腹板粘贴钢板。对梁体竖向裂缝严重的T梁增加体外预应力。本次加固中,考虑到20mT梁梁体未出现斜向裂缝,不采用腹板粘贴钢板加固;40mT梁腹板有竖向裂缝或斜向裂缝,采用腹板粘贴钢板加固,加固范围为2~6号横隔板之间的腹板,其中,跨中6.5m范围腹板粘贴水平钢板,其余粘贴斜向钢板,另1~2和6~7号横隔板间腹板出现裂缝,则对1~2和6~7号横隔板间腹板粘贴斜向钢板加固;50mT梁腹板有竖向裂缝或斜向裂缝,采用腹板粘贴钢板加固,加固范围为2~7号横隔板之间的腹板,其中,4~5号横隔板间腹板粘贴水平钢板,其余粘贴斜向钢板,另1~2和7~8号横隔板间腹板出现裂缝,则对1~2和7~8号横隔板间腹板粘贴斜向钢板加固。T梁自东向西依次为1#、2#、3#-7#T梁。腹板粘钢除116-1#、123-1#、124-1#、133-1#134-1#、135-1#梁采用方法1加固外,其余均采用方法2。而对于20mT梁、40mT梁和50mT梁梁体出现4条或4条以上竖向裂缝,或梁体出现2条或2条以上竖向贯通裂缝,则对T梁采用体外预应力加固,其余计划加固的T梁采用梁底粘贴钢板加固。

(2)对全桥未加固的所有横隔板进行加固,增大横隔板截面,加强横向联系,避免单梁受力。具体方案为对全桥尚未加固的20m、40m、50m跨T梁横隔板采取粘贴钢板加固或整体性加固,钢板材质采用Q345B,钢板厚度6mm,钢板外露表面进行防腐涂装。并对40m、50m跨T梁横隔板镂空的部分植入钢筋,浇筑快速修补料增大横隔板跨中截面。

(3)对出现裂缝和大面积锈胀的盖梁进行加固,对盖梁出现严重锈胀的部位进行处理,首先将锈胀部位混凝土凿掉,其次对发生锈胀钢筋进行除锈处理,后浇筑环氧混凝土(在破损区域过大处使用)进行修补,对病害严重或出现受力性裂缝的盖梁进行粘贴钢板加固。

4加固前后结果对比分析

经体外索加固后,虽然边梁的抗力值未变,但由于体外预应力索改善了结构的受力性能,边梁跨中弯矩值降低了4.9%。40mT梁经过粘贴钢板加固后,中梁的跨中承载能力较设计时提高了8.39%;50mT梁经过粘贴钢板加固后,中梁的跨中承载能力较设计时提高了53.2%。且加固后所有梁截面抗力R≥计算弯矩Mj,中梁、边梁的持久状况和正常使用状况的各项指标均满足《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)的要求。

5结语

桥梁加固论文范文篇5

关键词:服役;桥梁;加固

前言桥梁在营运使用过程中,或者由于某种原因而产生较大损坏,承载能力降低;或者,随着交通运输的日益繁忙,桥梁承载能力和通过能力不能满足要求。解决服役桥承载能力和通过能力不足的问题,通常有二种方案可供选择:一是拆除服役桥后重建新桥的重建法和换下全部服役桥主梁,架设荷载等级高的新梁的换梁法,另一种即采用各种加固措施,或除采取加固措施外,同时对服役桥加以拓宽的加固法。前者施工费时、费力,且造价较高,后者所需费用节约很多,一般仅为建造新桥的1/10至3/10[1]。显然,桥梁的加固与维修具有非常明显的现实价值。

1.服役桥维修加固的特点

与新建桥梁工程相比,服役桥的维修加固施工有不少特点。首先,维修加固的标准与设计时所采用的标准往往会有不同。由于服役有建筑物的存在,以及未来使用年限要求的不同,桥梁加固或改建的标准不可能与设计时所采用的标准完全相同。比如,服役桥的荷载等级假设是汽车-13级,而经加固后,其荷载等级可能会提高[1]。故应在保证行车安全的前提下,根据使用要求和耐久性要求的具体情况,正确地掌握和提出加固或改建的有关标准要求。其次,维修加固工作的难度要比新建时大。维修加固桥梁建筑物的工作必须在不妨碍交通的条件下进行,因此,往往会增加不少困难。即使会使施工产生困难,也必须尽量照顾交通。为此,在桥梁维修加固工作中,应从设计上和施工组织上采取有效措施,尽量减少对交通的影响。再者,桥梁的维修加固工作应充分利用原有结构。桥梁的维修加固,应在对原有结构作周密、细致检查评定的基础上,合理利用原有结构,能不更换原有结构的就不更换,能充分利用服役桥的,要充分利用。

2.桥梁加固的工作内容及步骤

2.1桥梁加固的工作内容

桥梁加固与改建工作的主要内容:对发生重大病害和不能满足运输要求的桥涵设备彻底进行整治加固、改善和更新。目的是恢复原有桥梁建筑物的整体使用效能和延长使用年限;提高原有桥梁建筑物的荷载等级和通过能力。桥梁加固与改建工作的主要内容有:

对服役桥上部构件进行加固;对服役桥下部构件进行加固;拓宽桥梁的行车道或人行道;升高桥梁上部构造的高度;更换桥梁行车道路面或引桥路面的结构;部分或全部更换桥梁损坏或破服役了的结构物。

桥梁的加固与改建工作,应充分利用原有的部分,凡能加固的,则不宜改建。如能部分改建的,则不应全部改建。

2.2桥梁加固的工作步骤

对服役桥进行维修加固,一般可采用如下的步骤:

(1)检查桥梁现状及损坏情况;

(2)调查桥梁历史技术资料及现有交通状况;

(3)提出维修加固或改建方案并进行分析比较;

(4)确定方案并付诸实施,即进行维修加固或改建施工。

3.桥梁加固的原则及方法

3.1桥梁加固的原则

(1)桥梁加固是一种借加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力或通过能力的措施。因此,桥梁加固工作一般以不更改原建筑形式为原则,只有在复杂的情况下,才更改其结构。

如仅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或全部时,则重建桥梁需考虑到将来的发展,并按现行桥梁设计及施工规范进行设计与施工。

(2)桥梁加固可以有各种不同的方式,视服役桥的情况,承载能力的减弱程度以及今后的任务而变。桥梁的加固一般有如下几种[2]:

1)扩大或增加原结构构件截面,以提高原结构的强度和刚度。

2)以新的结构代替服役的应力不够的结构。

3)改变原结构的受力体系,使原结构减少受力。

4)对原结构施加外应力(如预应力),以改变原结构的受力图形,达到提高桥梁刚度和强度的目的。

(3)采用扩大或增加桥梁构件截面的方法进行加固时,应特别注意新加部分与原有部分的结合,使其成为一个整体起到加固作用。

(4)不管采用何种加固方案,都应考虑投资少、功效快、不中断交通、技术上可行、有较好的耐久性等方面的要求。.2桥梁加固的主要方法

3.2.1扩大或增加构件截面法

(1)桥面补强层加固法

通过一定的工艺和结构措施,在梁顶面(桥面)上加铺一层钢筋混凝土面层,使其与原有主梁形成整体,达到加厚主梁高度和增大梁的抗压截面的目的,以提高桥梁的承载能力。其特点是:

1)施工简便,亦较经济,但加铺梁面层后,静载增加,承载能力提高不显著;

2)施工需凿除原有桥面铺装,同时考虑到新服役混凝土相结合,新浇混凝土的干燥收缩影响等,尚需设置连续钢筋和钢筋网等;

3)此法利于在抗压截面较小的场合使用;

4)浇筑后混凝土须经养护,故必须对交通加以限制。

(2)增大梁截面和配筋加固法

在梁底或侧面,加大钢筋混凝土截面(增配主筋),使梁抗弯截面加大,提高梁的承载能力,其特点是:

1)为加强新服役混凝土的结合,需对服役梁面凿毛工作,操作麻烦、凿除工作量大,常需在桥下搭设脚手架;

2)对T形梁有采用底面及侧面同时加大,以及底部马蹄形加大两种加固形式;

3)加固效果显著,适用于梁桥及拱桥对拱圈的加固。

(3)钢板粘贴或增设其他钢梁,以作成组合梁的加固法

用环氧树脂类粘结剂,将钢板(或槽钢)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,以钢板代替钢筋作用,提高梁的承载能力,其特点是:

1)不需要破坏被加固的原有结构物;

2)加固工程几乎不增大原结构的尺寸;

3)尽管工程质量要求很高,但施工时并不要求高级的专门技术人员操作;

4)能在短期内完成加固工程;

5)几乎可以不改变具有历史价值建筑物的原有艺术特点。

(4)粘贴炭纤维布加固法

碳纤维是一种高新材料,它有着优异的力学性能,是在几千度的高温下经特殊工艺制造出的一种高科技产品。用环氧树脂类粘结剂,将炭纤维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,以炭纤维布代替钢筋作用,提高梁的承载能力,其特点是[1]:

1)优异的力学性能。可有效应用于多种形式的结构补强,包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展等等;

2)优异的化学稳定性。碳纤维片具有极强的抗酸、碱、盐、紫外线和防水能力,具有足够的适应气温变化的能力,外加防火涂料后可以有效地防火。因此,可以大大增强结构对恶劣外部环境的适应能力,延长构件寿命;

3)材料本身质轻高强。可以不增加结构体积和不改变结构外形,增加的结构重量可以忽略,便于用所需的色彩涂装,而不留补强痕迹,这是其他方法不可比拟的;

4)施工工序简单。可用小型电动工具操作,工种少,用工少,工期短,进度快,更有资料表明能在持续交通有震动的情况下施工,而不影响补强效果,从而大大缩短施工断交的时间,具有较大的经济效益和社会效益。

3.2.2改变结构体系法

(1)增设纵梁法

在墩台地基安全性能好、并有足够承载能力的情况下,可增设承载力高和刚度大的新纵梁。当基础承载力不足时,必须对基础采取加固措施。新增主梁与服役梁连接,共同受力,从而达到提高桥梁承载力的目的。当新增主梁位于两侧时,则兼有加宽的作用[3]。

(2)增设立柱或桥墩,使简支变连续,或改桥为涵的改变结构体系法

通过改变桥梁结构体系,如在简支梁下增设支点(墩台),缩短桥跨,或把相邻两跨简支梁加以连接,从而使简支梁变成连续梁。对于小桥,还可采用改桥为涵的形式,来提高桥梁的承载能力。前者,一般为临时通过重车的应急措施,后者则必须视通航及排洪灌溉而定。

随着我国公路交通运输事业的蓬勃发展,新建桥梁不断涌现,而原有桥梁也在不断地老化。服役桥的加固是一项具有现实意义而又复杂的工作,它所需要考虑的因素及涉及到的问题很多,从某种意义上,无论是技术改造方案的拟定与设计计算,还是技术改造的具体实施,都是值得人们不断地去研究的方向。

参考文献:

[1]杨文渊,桥梁维修与加固[M],人民交通出版社,1997年

[2]李有丰,桥梁检测评估与补强[M],机械工业出版社,2003年

桥梁加固论文范文篇6

桥梁结构应具有足够的强度,以承受作用于其上的重力和附加力;结构各部必须具有足够的刚度,以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形;结构各部尺寸必须具有适当大小,以使其承受轴向压力时的构件不发生屈曲,丧失稳定性。同时结构也要具有较高的耐久性。由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性、计算假定的近似性,致使在长期使用过程中桥梁结构产生病害,其具体原因如下:

1.原设计荷载偏低,交通发展后车辆荷载增大,桥梁因承载能力不足而产生病害。

2.结构设计中存在缺陷,如采用桥型结构不当、设计假定不尽合理。

3.桥梁施工质量差,未按设计要求和施工规程实施。

4.不重视桥梁后期养护工作,没有及时消除己产生的病害。

5.洪水等自然灾害使桥梁产生损坏。

6.地质条件差,如滑坡、软基等导致桥梁产生病害。

二、桥梁加固的一般流程

在桥梁结构发生病害后,需要采取措施进行加固维修或者更换。桥梁加固工程一般应遵循以下工作程序:

结构可靠性鉴定—加固方案确定—加固设计—施丁组织设计—施工—验收。

结构可靠性鉴定,主要是对病害结构的病情诊断。加固方案好比处方,加固设计是现行规范及有关标准对加固方案的深化过程。加固施工是对被加固结构按加固设计进行加固的施工过程,对于大型结构加固,为确保质量和安全,施工前应编制施工组织设计。

三、桥梁加固增强技术

桥梁的增强改造可以分为裂缝修补和对桥梁结构的加固增强,下面介绍其特点及其适用的场合。

(一)裂缝修补技术

裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性,主要技术有:

1.表面处理法,在微裂缝的表面涂抹填料及防水材料,以提高其防水性和耐久性。对于宽度发生变化的裂缝,要设法使用有伸缩性的材料。

2.注浆法,在裂缝中注入树脂或水泥类材料,以提高其防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂,多采用低压低速注入法。环氧树脂注入法与钢钉并用,可以增强裂缝部位的整体性,是一种防止裂缝继续发展的好办法。

3.充填法,这是一种适合于修补较宽裂缝的方法,具体做法是沿裂缝凿一条深槽,然后在槽内嵌补各种粘结材料,如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。4.表面喷涂法,喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层,来封闭裂缝的修补方法。喷浆前,需要把结构表面的剥离部分除去,再用水冲洗清洁,并在开始喷浆之前把基层湿润,然后再开始喷浆。

5.粘结钢板封闭法,当钢筋硂构件产生主拉应力裂缝时,可对裂缝先进行处理之后,再在裂缝处粘结钢板,并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。

(二)桥梁加固增强技术

本文以最常见的桥梁结构形式的上部结构及其常见的加固方法进行说明。

梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、增设纵梁加固法。

加大截面加固法采用增大构件的截面面积,根据荷载大小和净空条件不同,可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案。

外部粘贴加固法系用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部,以提高结构承载能力的一种方法。适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合,必须保证粘和剂的质量

外部预应力加固法指运用预应力原理,在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力,可以抵消部分自重应力,起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。

改变结构体系加固法通过增设支撑或桥墩,把简支变为连续、在梁下增设如钢架等加劲梁或叠合梁,以减小梁内控制截面峰值弯矩,提高承载能力的一种加固方法。

增设纵梁加固法在桥梁墩、台基础稳定,并具有足够承载能力的情况下,可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁,这些新梁与旧梁连接在一起共同受力。由于应运中的车辆荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布,使原梁中所受荷载得以减少,加固后的桥梁承载能力和刚度得以提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时,兼有拓宽的作用。此法适用于梁体结构基础完好,而承载能力不能满足要求的场合。

(三)桥梁结构加固新技术——锚喷

桥梁加固论文范文篇7

与新建桥梁工程相比,服役桥的维修加固施工有不少特点。首先,维修加固的标准与设计时所采用的标准往往会有不同。由于服役有建筑物的存在,以及未来使用年限要求的不同,桥梁加固或改建的标准不可能与设计时所采用的标准完全相同。比如,服役桥的荷载等级假设是汽车-13级,而经加固后,其荷载等级可能会提高[1]。故应在保证行车安全的前提下,根据使用要求和耐久性要求的具体情况,正确地掌握和提出加固或改建的有关标准要求。其次,维修加固工作的难度要比新建时大。维修加固桥梁建筑物的工作必须在不妨碍交通的条件下进行,因此,往往会增加不少困难。即使会使施工产生困难,也必须尽量照顾交通。为此,在桥梁维修加固工作中,应从设计上和施工组织上采取有效措施,尽量减少对交通的影响。再者,桥梁的维修加固工作应充分利用原有结构。桥梁的维修加固,应在对原有结构作周密、细致检查评定的基础上,合理利用原有结构,能不更换原有结构的就不更换,能充分利用服役桥的,要充分利用。

2.桥梁加固的工作内容及步骤

2.1桥梁加固的工作内容

桥梁加固与改建工作的主要内容:对发生重大病害和不能满足运输要求的桥涵设备彻底进行整治加固、改善和更新。目的是恢复原有桥梁建筑物的整体使用效能和延长使用年限;提高原有桥梁建筑物的荷载等级和通过能力。桥梁加固与改建工作的主要内容有:

对服役桥上部构件进行加固;对服役桥下部构件进行加固;拓宽桥梁的行车道或人行道;升高桥梁上部构造的高度;更换桥梁行车道路面或引桥路面的结构;部分或全部更换桥梁损坏或破服役了的结构物。

桥梁的加固与改建工作,应充分利用原有的部分,凡能加固的,则不宜改建。如能部分改建的,则不应全部改建。

2.2桥梁加固的工作步骤

对服役桥进行维修加固,一般可采用如下的步骤:

(1)检查桥梁现状及损坏情况;

(2)调查桥梁历史技术资料及现有交通状况;

(3)提出维修加固或改建方案并进行分析比较;

(4)确定方案并付诸实施,即进行维修加固或改建施工。

3.桥梁加固的原则及方法

3.1桥梁加固的原则

(1)桥梁加固是一种借加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力或通过能力的措施。因此,桥梁加固工作一般以不更改原建筑形式为原则,只有在复杂的情况下,才更改其结构。

如仅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或全部时,则重建桥梁需考虑到将来的发展,并按现行桥梁设计及施工规范进行设计与施工。

(2)桥梁加固可以有各种不同的方式,视服役桥的情况,承载能力的减弱程度以及今后的任务而变。桥梁的加固一般有如下几种[2]:

1)扩大或增加原结构构件截面,以提高原结构的强度和刚度。

2)以新的结构代替服役的应力不够的结构。

3)改变原结构的受力体系,使原结构减少受力。

4)对原结构施加外应力(如预应力),以改变原结构的受力图形,达到提高桥梁刚度和强度的目的。

(3)采用扩大或增加桥梁构件截面的方法进行加固时,应特别注意新加部分与原有部分的结合,使其成为一个整体起到加固作用。

(4)不管采用何种加固方案,都应考虑投资少、功效快、不中断交通、技术上可行、有较好的耐久性等方面的要求。

3.2桥梁加固的主要方法

3.2.1扩大或增加构件截面法

(1)桥面补强层加固法

通过一定的工艺和结构措施,在梁顶面(桥面)上加铺一层钢筋混凝土面层,使其与原有主梁形成整体,达到加厚主梁高度和增大梁的抗压截面的目的,以提高桥梁的承载能力。其特点是:

1)施工简便,亦较经济,但加铺梁面层后,静载增加,承载能力提高不显著;

2)施工需凿除原有桥面铺装,同时考虑到新服役混凝土相结合,新浇混凝土的干燥收缩影响等,尚需设置连续钢筋和钢筋网等;

3)此法利于在抗压截面较小的场合使用;

4)浇筑后混凝土须经养护,故必须对交通加以限制。

(2)增大梁截面和配筋加固法

在梁底或侧面,加大钢筋混凝土截面(增配主筋),使梁抗弯截面加大,提高梁的承载能力,其特点是:

1)为加强新服役混凝土的结合,需对服役梁面凿毛工作,操作麻烦、凿除工作量大,常需在桥下搭设脚手架;

2)对T形梁有采用底面及侧面同时加大,以及底部马蹄形加大两种加固形式;

3)加固效果显著,适用于梁桥及拱桥对拱圈的加固。

(3)钢板粘贴或增设其他钢梁,以作成组合梁的加固法

用环氧树脂类粘结剂,将钢板(或槽钢)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,以钢板代替钢筋作用,提高梁的承载能力,其特点是:

1)不需要破坏被加固的原有结构物;

2)加固工程几乎不增大原结构的尺寸;

3)尽管工程质量要求很高,但施工时并不要求高级的专门技术人员操作;

4)能在短期内完成加固工程;

5)几乎可以不改变具有历史价值建筑物的原有艺术特点。

(4)粘贴炭纤维布加固法

碳纤维是一种高新材料,它有着优异的力学性能,是在几千度的高温下经特殊工艺制造出的一种高科技产品。用环氧树脂类粘结剂,将炭纤维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,以炭纤维布代替钢筋作用,提高梁的承载能力,其特点是[1]:

1)优异的力学性能。可有效应用于多种形式的结构补强,包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展等等;

2)优异的化学稳定性。碳纤维片具有极强的抗酸、碱、盐、紫外线和防水能力,具有足够的适应气温变化的能力,外加防火涂料后可以有效地防火。因此,可以大大增强结构对恶劣外部环境的适应能力,延长构件寿命;

3)材料本身质轻高强。可以不增加结构体积和不改变结构外形,增加的结构重量可以忽略,便于用所需的色彩涂装,而不留补强痕迹,这是其他方法不可比拟的;

4)施工工序简单。可用小型电动工具操作,工种少,用工少,工期短,进度快,更有资料表明能在持续交通有震动的情况下施工,而不影响补强效果,从而大大缩短施工断交的时间,具有较大的经济效益和社会效益。

3.2.2改变结构体系法

(1)增设纵梁法

在墩台地基安全性能好、并有足够承载能力的情况下,可增设承载力高和刚度大的新纵梁。当基础承载力不足时,必须对基础采取加固措施。新增主梁与服役梁连接,共同受力,从而达到提高桥梁承载力的目的。当新增主梁位于两侧时,则兼有加宽的作用[3]。

(2)增设立柱或桥墩,使简支变连续,或改桥为涵的改变结构体系法

通过改变桥梁结构体系,如在简支梁下增设支点(墩台),缩短桥跨,或把相邻两跨简支梁加以连接,从而使简支梁变成连续梁。对于小桥,还可采用改桥为涵的形式,来提高桥梁的承载能力。前者,一般为临时通过重车的应急措施,后者则必须视通航及排洪灌溉而定。

随着我国公路交通运输事业的蓬勃发展,新建桥梁不断涌现,而原有桥梁也在不断地老化。服役桥的加固是一项具有现实意义而又复杂的工作,它所需要考虑的因素及涉及到的问题很多,从某种意义上,无论是技术改造方案的拟定与设计计算,还是技术改造的具体实施,都是值得人们不断地去研究的方向。

参考文献:

[1]杨文渊,桥梁维修与加固[M],人民交通出版社,1997年

[2]李有丰,桥梁检测评估与补强[M],机械工业出版社,2003年

[3]李亚东,既有桥梁评估方法[J],铁道学报,1997年

[4]张书廷,服役桥评定和现有桥梁承载力的探讨[J],国外公路,1984年

桥梁加固论文范文篇8

关键词:服役;桥梁;加固

前言桥梁在营运使用过程中,或者由于某种原因而产生较大损坏,承载能力降低;或者,随着交通运输的日益繁忙,桥梁承载能力和通过能力不能满足要求。解决服役桥承载能力和通过能力不足的问题,通常有二种方案可供选择:一是拆除服役桥后重建新桥的重建法和换下全部服役桥主梁,架设荷载等级高的新梁的换梁法,另一种即采用各种加固措施,或除采取加固措施外,同时对服役桥加以拓宽的加固法。前者施工费时、费力,且造价较高,后者所需费用节约很多,一般仅为建造新桥的1/10至3/10[1]。显然,桥梁的加固与维修具有非常明显的现实价值。

1.服役桥维修加固的特点

与新建桥梁工程相比,服役桥的维修加固施工有不少特点。首先,维修加固的标准与设计时所采用的标准往往会有不同。由于服役有建筑物的存在,以及未来使用年限要求的不同,桥梁加固或改建的标准不可能与设计时所采用的标准完全相同。比如,服役桥的荷载等级假设是汽车-13级,而经加固后,其荷载等级可能会提高[1]。故应在保证行车安全的前提下,根据使用要求和耐久性要求的具体情况,正确地掌握和提出加固或改建的有关标准要求。其次,维修加固工作的难度要比新建时大。维修加固桥梁建筑物的工作必须在不妨碍交通的条件下进行,因此,往往会增加不少困难。即使会使施工产生困难,也必须尽量照顾交通。为此,在桥梁维修加固工作中,应从设计上和施工组织上采取有效措施,尽量减少对交通的影响。再者,桥梁的维修加固工作应充分利用原有结构。桥梁的维修加固,应在对原有结构作周密、细致检查评定的基础上,合理利用原有结构,能不更换原有结构的就不更换,能充分利用服役桥的,要充分利用。

2.桥梁加固的工作内容及步骤

2.1桥梁加固的工作内容

桥梁加固与改建工作的主要内容:对发生重大病害和不能满足运输要求的桥涵设备彻底进行整治加固、改善和更新。目的是恢复原有桥梁建筑物的整体使用效能和延长使用年限;提高原有桥梁建筑物的荷载等级和通过能力。桥梁加固与改建工作的主要内容有:

对服役桥上部构件进行加固;对服役桥下部构件进行加固;拓宽桥梁的行车道或人行道;升高桥梁上部构造的高度;更换桥梁行车道路面或引桥路面的结构;部分或全部更换桥梁损坏或破服役了的结构物。

桥梁的加固与改建工作,应充分利用原有的部分,凡能加固的,则不宜改建。如能部分改建的,则不应全部改建。

2.2桥梁加固的工作步骤

对服役桥进行维修加固,一般可采用如下的步骤:

(1)检查桥梁现状及损坏情况;

(2)调查桥梁历史技术资料及现有交通状况;

(3)提出维修加固或改建方案并进行分析比较;

(4)确定方案并付诸实施,即进行维修加固或改建施工。

3.桥梁加固的原则及方法

3.1桥梁加固的原则

(1)桥梁加固是一种借加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力或通过能力的措施。因此,桥梁加固工作一般以不更改原建筑形式为原则,只有在复杂的情况下,才更改其结构。

如仅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或全部时,则重建桥梁需考虑到将来的发展,并按现行桥梁设计及施工规范进行设计与施工。

(2)桥梁加固可以有各种不同的方式,视服役桥的情况,承载能力的减弱程度以及今后的任务而变。桥梁的加固一般有如下几种[2]:

1)扩大或增加原结构构件截面,以提高原结构的强度和刚度。

2)以新的结构代替服役的应力不够的结构。

3)改变原结构的受力体系,使原结构减少受力。

4)对原结构施加外应力(如预应力),以改变原结构的受力图形,达到提高桥梁刚度和强度的目的。

(3)采用扩大或增加桥梁构件截面的方法进行加固时,应特别注意新加部分与原有部分的结合,使其成为一个整体起到加固作用。

(4)不管采用何种加固方案,都应考虑投资少、功效快、不中断交通、技术上可行、有较好的耐久性等方面的要求.2桥梁加固的主要方法

3.2.1扩大或增加构件截面法

(1)桥面补强层加固法

通过一定的工艺和结构措施,在梁顶面(桥面)上加铺一层钢筋混凝土面层,使其与原有主梁形成整体,达到加厚主梁高度和增大梁的抗压截面的目的,以提高桥梁的承载能力。其特点是:

1)施工简便,亦较经济,但加铺梁面层后,静载增加,承载能力提高不显著;

2)施工需凿除原有桥面铺装,同时考虑到新服役混凝土相结合,新浇混凝土的干燥收缩影响等,尚需设置连续钢筋和钢筋网等;

3)此法利于在抗压截面较小的场合使用;

4)浇筑后混凝土须经养护,故必须对交通加以限制。

(2)增大梁截面和配筋加固法

在梁底或侧面,加大钢筋混凝土截面(增配主筋),使梁抗弯截面加大,提高梁的承载能力,其特点是:

1)为加强新服役混凝土的结合,需对服役梁面凿毛工作,操作麻烦、凿除工作量大,常需在桥下搭设脚手架;

2)对T形梁有采用底面及侧面同时加大,以及底部马蹄形加大两种加固形式;

3)加固效果显著,适用于梁桥及拱桥对拱圈的加固。

(3)钢板粘贴或增设其他钢梁,以作成组合梁的加固法

用环氧树脂类粘结剂,将钢板(或槽钢)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,以钢板代替钢筋作用,提高梁的承载能力,其特点是:

1)不需要破坏被加固的原有结构物;

2)加固工程几乎不增大原结构的尺寸;

3)尽管工程质量要求很高,但施工时并不要求高级的专门技术人员操作;

4)能在短期内完成加固工程;

5)几乎可以不改变具有历史价值建筑物的原有艺术特点。

(4)粘贴炭纤维布加固法

碳纤维是一种高新材料,它有着优异的力学性能,是在几千度的高温下经特殊工艺制造出的一种高科技产品。用环氧树脂类粘结剂,将炭纤维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,以炭纤维布代替钢筋作用,提高梁的承载能力,其特点是[1]:

1)优异的力学性能。可有效应用于多种形式的结构补强,包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展等等;

2)优异的化学稳定性。碳纤维片具有极强的抗酸、碱、盐、紫外线和防水能力,具有足够的适应气温变化的能力,外加防火涂料后可以有效地防火。因此,可以大大增强结构对恶劣外部环境的适应能力,延长构件寿命;

3)材料本身质轻高强。可以不增加结构体积和不改变结构外形,增加的结构重量可以忽略,便于用所需的色彩涂装,而不留补强痕迹,这是其他方法不可比拟的;

4)施工工序简单。可用小型电动工具操作,工种少,用工少,工期短,进度快,更有资料表明能在持续交通有震动的情况下施工,而不影响补强效果,从而大大缩短施工断交的时间,具有较大的经济效益和社会效益。

3.2.2改变结构体系法

(1)增设纵梁法

在墩台地基安全性能好、并有足够承载能力的情况下,可增设承载力高和刚度大的新纵梁。当基础承载力不足时,必须对基础采取加固措施。新增主梁与服役梁连接,共同受力,从而达到提高桥梁承载力的目的。当新增主梁位于两侧时,则兼有加宽的作用[3]。

(2)增设立柱或桥墩,使简支变连续,或改桥为涵的改变结构体系法

通过改变桥梁结构体系,如在简支梁下增设支点(墩台),缩短桥跨,或把相邻两跨简支梁加以连接,从而使简支梁变成连续梁。对于小桥,还可采用改桥为涵的形式,来提高桥梁的承载能力。前者,一般为临时通过重车的应急措施,后者则必须视通航及排洪灌溉而定。

随着我国公路交通运输事业的蓬勃发展,新建桥梁不断涌现,而原有桥梁也在不断地老化。服役桥的加固是一项具有现实意义而又复杂的工作,它所需要考虑的因素及涉及到的问题很多,从某种意义上,无论是技术改造方案的拟定与设计计算,还是技术改造的具体实施,都是值得人们不断地去研究的方向。

参考文献:

[1]杨文渊,桥梁维修与加固[M],人民交通出版社,1997年

[2]李有丰,桥梁检测评估与补强[M],机械工业出版社,2003年

桥梁加固论文范文篇9

关键词:桥梁,桩基础,加固设计

1桥梁桩基础加固设计注意事项

1.1桥梁桩基础设计的重要性。桥梁桩基础是整个桥梁及其上部荷载的支撑结构,其承载力和稳定性关系到整个桥梁的质量。在进行桩基础设计中,首先要选择桩基础的类型。桥梁桩基础的稳定性和承载力关系到整个桥梁的质量和安全,必须进行全面综合的考虑。对桩基础的受力情况进行准确计算,选择合适的桩基尺寸,满足对承载力的要求。为了更好的满足桥梁使用过程中对桥梁桩基础的要求,采取科学合理的方法对桩基础进行加固设计,并充分考虑各种外界因素的影响。1.2桥梁桩基础加固设计需要注意的问题。在进行桥梁桩基础设计之前,应结合桥梁工程特点和地质情况,尽可能减少桥梁结构病害,防止加固设计滥用,根据需要采取正确方法进行桩基础加固设计。在进行桥梁桩基础加固设计时,还应注意以下问题:1)确定桥梁桩基础加固的形式。桥梁桩基础的加固形式主要包括耐久性加固、刚度加固和强度加固三种,应根据需要进行选择。在设计人员开展桥梁桩基础加固设计前,应对桥梁工程资料进行全面分析,并结合施工现场工程地质和水文地质情况正确选择加固形式。重点是对桥梁桩基础的常见病害进行分析,有针对性的选取加固形式。对已经破损部位的修复,应选择耐久性加固。为了保证桥梁桩基础使用功能的预防性加固方法,应选择刚度加固。为了延长桩基础的使用寿命,提高桥梁的强度和稳定性,也应采用强度加固。2)必须考虑加固设计的科学性和可行性。在进行桥梁桩基础加固设计时,必须结合施工现场的实际情况,选择科学可行的加固方法。而不是简单的套用类似工程的加固方法,以防止造成工程浪费,导致施工成本增加,且不能起到加固作用。3)充分考虑工程成本,防止超出预算。桥梁桩基础加固设计应遵循成本最小化的原则,在确保工程质量的前提下,尽量选择性价比高的材料和低成本的施工方法,节约工程成本。4)避免加固技术的滥用。虽然桥梁桩基础加固可以提高基础的强度、耐久性和刚度等性能,对桥梁结构具有很多益处,但是也不能盲目滥用。桥梁桩基础加固设计具有其科学性,应该根据桥梁结构的需要进行设置,不可生搬硬套,以免造成不必要的浪费。

2桥梁桩基础加固设计的方法

2.1扩大桥梁桩基础加固法。扩大桥梁基础加固法是在桥梁发生破坏或侵蚀的情况下进行的加固,属于耐久性加固。扩大桥梁基础加固法在实际应用中十分常见,它可有效处治桥梁桩基础的空洞或者蜂窝,提高桥梁的稳固性。采用扩大桥梁基础加固法进行修补加固时,首先应确定桥梁桩基础的埋置高程,作为后期开展施工的基本依据。修补加固施工中所采用的混凝土必须严格要求,保证混凝土的质量,方可达到预期的加固目标。2.2桥梁桩基础自身修补加固法。桥梁桩基础自身修补加固法也属于耐久性加固的一种,是对已经出现破损的桥梁桩基础进行修补加固,恢复其原有的强度和使用性能。在进行修补加固前,首先对桥梁桩基础进行现场调查,对桥梁桩基础的破损情况进行分析调查,确定修补加固方案。对于破损严重的桩基础,通常采用浇筑钢筋混凝土对桩基础进行封装,这样一方面可以对桩基础的破损部位进行修补,还可以提高桩基础的强度和使用性能,起到加固作用。2.3桥梁桩基自体加固法。该方法主要适用于桩径较小的桩基础加固,是在已有桩基础上采用浇筑混凝土的方法进行加固。这种方法的施工工程量小、投资少,节约成本,可用于绝大部分小桩径桥梁桩基础的加固。2.4增加桩基加固法。对由于设计或其他原因引起的桥梁桩基承载力不足的情况,可选用增加桩基加固法进行加固。通过增加桩基础的数量,可有效提高桥梁桩基侧整体承载力,保证桥梁的稳固性和安全性。增加桩基加固法是在原有桩基周围重新浇筑新桩,可以分散桥梁桩基的上部荷载,提高稳固性和安全性。这种方法主要用于陆地加固,会对周边交通产生一定的影响。但其加固效果显著,工程投资少,工程量小,在桥梁桩基础加固中应用广泛。2.5微型桩加固法。微型桩加固法是通过增加适当数量的桩径较小的混凝土桩来提高桥梁的承载力,在桥梁桩基加固中应用较多。这种加固方法必须对增设微型桩的方位进行严格设计,确保其可以起到加固作用。设计与施工前应结合原有设计图纸,对微型桩进行定位,并将其位置偏差控制在允许范围内。施工中必须注意防水,以防止混凝土吸水膨胀。微型桩施工应逐个进行,不得大面积施工,以降低对原有桩基础的影响。微型桩加固法可有效提高桥梁桩基的承载力,且其开挖孔径小,对原有桩基的扰动小,加固效果好。

3桥梁桩基础设计的相关问题

3.1桩基竖向力。桥梁桩基础在使用过程中,会受到桥梁自重和外界荷载所产生的竖向力的作用。当桥梁桩基的承载力不足时,桩基底部的土体松动,竖向力会使其产生一定的偏移。同时,桩基与周边土体的剪切力也会随着偏移的增大而增大。当桩基础出现的偏移超出一定范围时,就会产生一定的沉降。如果不及时采取有效措施进行加固时,就会影响整个桥梁的稳定性。在桩基设计中,应对桥梁自重和上部荷载做准确的分析,并对桩基施工现场的工程地质和水文地质情况进行全面调查,保证将桩基放在稳固的持力层上。同时,应尽可能采用摩擦桩,因为摩擦桩对桩基持力层的要求较端承桩要低。另外,如出现桥梁桩基发生沉降的情况,应正确选择加固方法进行修复。3.2桥梁桩基的承载力不足。在对桥梁桩基进行设计时,应结合桥梁自身荷载和外界荷载进行承载力计算,特别是要充分考虑交通荷载的增长和交通量组成的变化对桥梁承载力的要求。因此,在设计中应对桥梁的实际流量进行准确观测,并通过分析其年增长率,根据设计使用年限对桩基承载力进行计算,以防止桩基在运营使用过程中沉降或者是偏移。另外,桥梁桩基承载力的设计还应充分考虑施工现场的土质特点及土层厚度,进行准确计算,确定桩基的设计参数。避免在设计中土层出现夹心层,否则在荷载作用下,易造成夹心层破损,造成较大的沉降。3.3桩基配筋的布置问题。桥梁桩基础的配件是保证桩基础施工质量的关键,也是影响混凝土浇筑的主要因素。在设计中,桩基竖向钢筋的布置应从桩基顶部到最大弯矩部位,并留出足够的锚固长度。采用这种布筋方式,可以有效提高软土地区的桩基稳定性。但这种方式会增加钢筋的消耗,容易造成成本增加,原材料浪费。因此,应该根据实际情况,合理选择桥梁桩基础的配筋布置方式,在保证桩基稳定的情况下尽量节约工程成本。

4结语

桥梁桩基础加固设计是桥梁设计的一个重要环节,其设计质量直接关系到整个桥梁的稳定性和安全性。在加固设计中,应充分考虑各类因素的影响,合理选择加固设计方法,在施工中切实起到加固作用。在桩基础加固设计中,应尽可能采用先进的设计方法,提高加固设计质量,提高桥梁结构的稳固性。

参考文献:

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[2]冯壹,尚吉利.桥梁桩基础设计的相关问题分析[J].黑龙江科技信息,2017,21(15):253.

[3]胡兰兰.桥梁桩基础的加固设计研究[J].交通世界(运输•车辆),2015,11(8):36-37.

[4]李瑞,马亚军.桥梁桩基础的加固设计[J].黑龙江交通科技,2013,36(3):105-106.

桥梁加固论文范文篇10

关键词:公路桥梁;加固;施工技术

前言

随着我国交通量日益增加,单车重量也不断增大。为了适应道路运输载重量不断发展的要求,人们发现桥梁的混凝土开裂、剥落、衰变及钢筋的锈蚀(管道灌浆不饱满普遍存在)对桥梁的损害问题非常严重,需要大量的资金来维护或改建,现实使人们开始重视混凝土桥梁的耐久性。提高混凝土桥梁耐久性的技术途径有两个,一是采用高性能混凝土,以提高混凝土的抗渗性、匀质性、抗冻性,从而提高混凝土抵抗碳化和冷冻侵袭的能力;另外一种是提高既有桥梁耐久性的有效途径即对缺陷桥梁进行加固改造,延长其使用寿命。

一、工程概况

某桥为一斜腿刚架钢筋混凝土桥,1973年建成,通车至今已30多年。全桥在横桥向由六个刚架片组成,刚架片之间通过桥面连续以及横隔板连接,每个刚架片在拱脚和跨中铰接,形成三铰斜腿刚架桥。边跨梁一端直接搁置在桥台上,另一端搁置在中跨主梁端部的牛腿上。主桥计算跨径21.65M。全桥长26M,桥面净宽7M。设计荷载汽一26,拖一100。由于种种原因,桥梁结构出现了一些病害,主要有斜腿主筋、箍筋出现锈蚀,铁锈膨胀引起混凝土保护层剥落等。

二、桥粱加固的基本方法与原则

1、加固原则

加固设计以原桥为基础,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,加固设计必须考虑以下几个重点:

1、下部结构具有足够的潜力。

2、加固后必须要达到能通过重吨的单车的要求。

3、因为下部是航道,所以在跨中腹板和斜腿加固过程中,应尽量保持原有净空,不得使下部空间削减过多。

4、对各开裂构件的表面进行修补,保证构件表面光滑而连续。

5、在补强的同时,应注意加固物本身自重对原桥的影响。

6、加固后保持桥梁的整体美观。

2、加固方法

根据目前该桥的交通情况,通过加固,将原桥设计荷载提高为能通过单车重车吨加固设计、加固施工完成后,还要对该桥进行静力荷载试验,以检测桥梁加固工程是否合格,确保其安全性。加固盖梁和桥墩,待桥墩压浆完毕,桥梁整体稳定后再进行封闭盖粱与桥墩裂缝,盖梁底部出现裂缝的部位作环氧硅,增加盖梁截面积,盖梁侧面粘贴钢板桥墩外侧先纵向粘贴碳纤维片,再环向粘贴碳纤维片将裂缝部位封住。

桥梁加固一般是通过对构件的补强和结构性能的改善来恢复或提高现有桥梁的承载能力,以延长使用年限,适应现代交通运输的要求。其改造的主要技术途径有加强薄弱构件、增加辅助构件、改变结构体系、减轻恒载、加固墩台及基础等。

三、加固理论计算

为了从整体上把握桥身在加固前各个部分在外部荷载作用下所产生的应力分布特征,找到最不利截面,为加固方案提供详细的理论依据,特利用大型有限元计算软件ANSYS对该桥梁结构进行了数值模拟分析。

1、计算模型采用数据

主跨、边跨型梁截面基本尺:T梁全高;H=800MM,上翼缘宽:B1=1250MM,翼缘高度:T=220MM;T梁下宽:B=250MM。

斜腿支点附近矩形截面基本尺寸:截面高度:H=500MM,截面宽度:B=250MM,材料特性:C30混凝土强性模量:E=3.0*10MPA;混凝土泊松比:V=0.1667。钢材泊松比:V=0.3。

2、有限元模型建立

全桥横向共由六榻梁组成,各棍梁的形态结构均一致,因此,先对单榻梁以及斜腿建立有限元计算模型。考虑到主梁结构复杂,斜腿截面沿纵桥向变化,为了能更真实的反映结构的空间特性,采用8节点的solid45空间实体单元进行模拟共划分节点6868个单元,4202个离散;如图1所示:

3、支承条件

由于加固将改变整个桥梁的支承条件,即将中跨跨中的铰接改回原设计方案中的固接,同时,将斜腿趾部的铰接改为固接,这会导致整个刚架片的应力重分布,而后的加固正是针对应力重分布后的结构进行处理的,因此,在有限元模拟加固前的结构应力分布时,各截面尺寸虽然按照加固前计算,但支承条件,在中跨跨中和斜腿趾部按照固接计算,而其他部位按铰接算。

四、加固措施

1、封缝处理

先用钢丝刷清除裂缝表面的灰尘、浮碴及松散物,确定需要封闭的范围,用气压0.2MPA的压缩空气清除缝内浮尘,用工业丙酮将裂缝刷洗干净。沿清理好的缝涂一层环氧树脂胶留出埋设灌浆底座的位置,待胶干后用树脂胶埋设灌浆底座。灌浆材料选用一灌浆材料,在干燥或潮湿环境下固化具有收缩性小、强度高、韧性好、可灌性好等特点,浆液配比均有说明。

施工顺序先将配制好的浆液吸人软管,装好注浆器,逐孔灌浆,如单孔不足可取下灌浆器补充后再继续灌注,灌后及时堵死灌浆孔。灌浆完毕待树脂初凝后凿除灌桨底座,并用环氧树脂胶封缝.

2、盖梁加固

盖梁侧面粘贴的钢板应预先设计尺寸裁出备用,在盖梁侧面放出粘钢位置大样用切割机沿边线切割砼深1CM,然后用钢钎凿毛,剔出带槽,在剔好的槽内按设计锚固间距钻孔,空乓机吹净孔内粉尘后用配好的环氧树脂在孔内植人螺栓。根据盖梁预埋螺栓情况确定钢带钻孔位置,用角磨机对钥板猫合面除锈并打出横纹猫结前用丙酮对钢板猫结面及硷表面进行擦拭,以去除灰尘及油渍。硅表面用毛刷涂一道环氧胶液,钢板翁结面涂抹配好的环氧砂浆,砂浆涂抹宜中厚外薄,均匀一致,然后对准孔位粘合到硅表面。钢板粘好后立即紧固螺母,交替间隔紧固,同时不断轻敲钢板使砂浆扩散,排出气泡,使钥板平整,浆体饱满密实。粘完钢板30H后,用小锤轻敲钢板表面,判断密实程度如钢板猫结面小于此应剥下重粘。钢板猫结合格后应及时刷防锈漆。钢板的环氧砂浆固化后,支立模板在盖梁底部浇筑环氧砂浆。

环氧硷应浇筑密实,与原硅结为一体。

3、桥墩加固处理

设计要求桥墩侧面裂缝封缝后先在侧面纵向粘贴两层碳纤维片,再环向粘贴两层碳纤维片。碳纤维片与其他加固方法相比具有高强、耐腐蚀、不增加构件自重、便于施工等特点。加固前对加固桥面进行交通控制,尽可能对加固构件卸荷对加固底面的硅表层出现的剥落、空鼓、腐蚀等部位应先凿除,用角磨机、砂纸等除去硷表面的浮浆、油污,构件表面打磨平整,转角处打成圆弧状。硅表面清理干净并保持干燥。将底层树脂均匀刷于硷表面,待固化后以指触干燥为准,再将构件表面凹陷部位用找平胶填平。浸润胶调好后均匀涂于待粘贴部位,将裁好的碳纤维片粘于构件上用滚筒反复滚压去除气泡,将浸润胶充分浸透碳纤维片,待碳纤维片表面指触干燥后可进行下一层的粘贴。在最后一层碳纤维片表面均匀涂抹浸润胶。碳纤维片端部用横向碳纤维片固定。碳纤维片与硷的粘结质量可用手压碳纤维片表面的方法检查,总有效面积不应小于95%,当空鼓面积小于10000MM2时,可用针管注胶的方法进行修补,当空鼓面积大于10000MM2时应将空鼓部位的碳纤维片切除重新搭接等量的碳纤维片,搭接长度不应小于100MM。加固后的碳纤维片表面应涂一层水泥漆进行保护。

五、结束语

总之,公路桥梁加固技术是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术。然而加固施工工艺相对较复杂,要求桥梁加固工程取长补短,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:

[1]张建仁王磊,既有钢筋混凝土桥梁构件承载力估算方法[J]中国公路学报,2006年2期