隨著中國國民經濟的日益發展,交通運輸量的迅速增長,隨著中國危橋數量的增多,若將其拆除重建,不僅要耗費大量資金,而且工期也較長;若有計劃、有步驟的對現有舊橋進行加固改造,橋樑加固後,可以延長橋樑的使用壽命,用少量的資金投入,使橋樑能滿足交通量的需求,還可以緩和橋樑投資的集中性,為國家帶來巨大的經濟和社會效益。因此,加固設計必須本著牢固可靠、簡便耐用、經濟適用”基本原則。 ① 確定加固方案前必須對老橋進行科學的鑑定分析,確保擬利用橋樑構建處於彈性工作狀態,區別疲勞構件。② 收集原
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設計資料並進行必要的地基勘探,結合現場調查,以區別原橋是否按圖施工及有無設計圖。③進行橋樑基礎複核計算時,對於多年來受破壞的舊橋基礎,可考慮其承載力的提高,承載力一般以1.5倍左右考慮。④ 針對橋樑拓寬部分,嚴格控制地集重力,減小對原橋基礎產生附加應力。⑤ 加固方案應與路線改造相結合,根據實際情況採用經濟的方法或多種加固方法。
2橋樑加固的裂縫處理
舊橋改造是對橋樑的某些構件進行更換或改變原橋樑的結構體系,或對部分結構拆除重建,一般是採取僅加固仍不能足以適應交通運愉的需要,或有些構件嚴重損壞不能修復加固,則須進行改造。舊橋重建,是完全失去通行能力,或不能滿足交通量的需要,對舊橋全部拆除,重新設計建造新的橋樑。混凝土結構的橋樑,裂縫是很普遍的病害,甚至預應力結構有些部位都會出現裂縫。當橋樑使用較長時間,由於各種外界因素、內部原因共同影響,一般都會出現裂縫。結構物一旦出現裂縫,其受力截面發生應力重分佈,也就意味著有效受力截面變小,結構應力增大,承載能力降低。所以必須針對不同情況對裂縫進行處理。按耐久性要求,如果裂縫細小,裂縫寬度已達穩定,且開裂處不易受雨水浸滲,不易受腐蝕,不再繼續發展,且對結構的強度沒有明顯影響時,可不做處理。如果裂縫寬度0.15mm或裂縫已經貫通時,說明裂縫處荷載產生的拉應力超過容許值,所以除採取壓力灌漿法修補裂縫外,還應採取其它加固措施,
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如貼上鋼板、加大截面等。
2.1表面抹灰修補裂縫
採用水泥漿、水泥砂漿、環氧基液及環氧砂漿等材料塗抹在裂縫部位的混凝土表面進行修補。
2.2表面噴漿修補裂縫
噴漿修補是在經鑿毛處理的裂縫表面,噴射一層密實而且高強度的水泥砂漿保護層來封閉裂縫。根據裂縫的部位、性質、維修要求與條件,可分別採用無鋼筋素噴漿、掛網噴漿等修補方法。
2.3壓力灌漿修補裂縫
壓力灌漿根據灌漿材料的不同可分為:水泥灌漿、瀝青灌漿和化學灌漿。不同的灌漿液其用途、功效也不相同。橋樑結構裂縫修補採用較多的是化學灌漿。化學灌漿中以環氧樹脂材料灌漿及甲丙烯醋類材料進行修補的結構物裂縫效果最好,應用也最廣泛。
3橋樑加固改造的技術方法 3.1上部結構加固、改造
舊橋經過長時間使用後,其構件、材料的力學效能不明確,難以判定,加固設計沒有現成的規範,橋樑病害又錯綜複雜,病害原因也難以確定。所以如何根據具體情況採用適當的加固方案、方法,顯得更為重要。比較常用、技術比較成熟的加固方法:
(1)增大梁截面加固方法。主要針對因受力鋼筋和截面尺寸偏小、荷載等級偏低而導致承載力不足的缺陷,主要方法有增加受力主筋、加大主樑截面、加厚橋面鋪設層等。增加受力主筋法是在主樑板底面
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鑿開保護層,露出主筋,再將新增鋼筋焊與原主筋綁焊,並在梁的側面增加箍筋以提高其抗剪能力,待鋼筋植入後進行保護層的恢復。增大梁肋加固法主要針對T形梁橋,此類橋樑常因原截面高度不足、面積小而導致承載力不足,此類加固通常將下緣加寬、加大,並增設受力主筋;在靠近支座處上彎與主樑連線。加厚橋面板法師透過加厚橋面板已達到增加主樑高度,提高承載力,此方法比較適用於跨徑較小的橋樑。
(2)貼上加固法。當交通量增加,主樑出現承載力不足時,採用貼上加固法。具體方法是:採用高分子粘合材料將鋼板或碳纖維布等高強材料貼上在需加固構件表面,透過新增加的高強材料承擔增加的通行荷載。
(3)預應力加固法。預應力加固法即利用預應力的原理,在構件中透過另加的高強構件施加一定的初始應力,以抵消部分自重應力,對構件起到解除安裝的作用,從而達到提高構件承載力的目的。
(4)增設縱梁加固法。在墩臺地基安全效能好,並具有足夠承載力的情況下,可採用增設承載力高和剛度大的新縱梁,新增梁與舊梁透過有效的連線,共同受力,使原有梁中所受荷載得以減少,從而使加固後的橋樑承載能力和剛度得到提高。當增設的縱梁位於主樑的一側或兩側時,則兼有加寬的作用。
隨著中國國民經濟的日益發展,交通運輸量的迅速增長,隨著中國危橋數量的增多,若將其拆除重建,不僅要耗費大量資金,而且工期也較長;若有計劃、有步驟的對現有舊橋進行加固改造,橋樑加固後,可以延長橋樑的使用壽命,用少量的資金投入,使橋樑能滿足交通量的需求,還可以緩和橋樑投資的集中性,為國家帶來巨大的經濟和社會效益。因此,加固設計必須本著牢固可靠、簡便耐用、經濟適用”基本原則。 ① 確定加固方案前必須對老橋進行科學的鑑定分析,確保擬利用橋樑構建處於彈性工作狀態,區別疲勞構件。② 收集原
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設計資料並進行必要的地基勘探,結合現場調查,以區別原橋是否按圖施工及有無設計圖。③進行橋樑基礎複核計算時,對於多年來受破壞的舊橋基礎,可考慮其承載力的提高,承載力一般以1.5倍左右考慮。④ 針對橋樑拓寬部分,嚴格控制地集重力,減小對原橋基礎產生附加應力。⑤ 加固方案應與路線改造相結合,根據實際情況採用經濟的方法或多種加固方法。
2橋樑加固的裂縫處理
舊橋改造是對橋樑的某些構件進行更換或改變原橋樑的結構體系,或對部分結構拆除重建,一般是採取僅加固仍不能足以適應交通運愉的需要,或有些構件嚴重損壞不能修復加固,則須進行改造。舊橋重建,是完全失去通行能力,或不能滿足交通量的需要,對舊橋全部拆除,重新設計建造新的橋樑。混凝土結構的橋樑,裂縫是很普遍的病害,甚至預應力結構有些部位都會出現裂縫。當橋樑使用較長時間,由於各種外界因素、內部原因共同影響,一般都會出現裂縫。結構物一旦出現裂縫,其受力截面發生應力重分佈,也就意味著有效受力截面變小,結構應力增大,承載能力降低。所以必須針對不同情況對裂縫進行處理。按耐久性要求,如果裂縫細小,裂縫寬度已達穩定,且開裂處不易受雨水浸滲,不易受腐蝕,不再繼續發展,且對結構的強度沒有明顯影響時,可不做處理。如果裂縫寬度0.15mm或裂縫已經貫通時,說明裂縫處荷載產生的拉應力超過容許值,所以除採取壓力灌漿法修補裂縫外,還應採取其它加固措施,
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如貼上鋼板、加大截面等。
2.1表面抹灰修補裂縫
採用水泥漿、水泥砂漿、環氧基液及環氧砂漿等材料塗抹在裂縫部位的混凝土表面進行修補。
2.2表面噴漿修補裂縫
噴漿修補是在經鑿毛處理的裂縫表面,噴射一層密實而且高強度的水泥砂漿保護層來封閉裂縫。根據裂縫的部位、性質、維修要求與條件,可分別採用無鋼筋素噴漿、掛網噴漿等修補方法。
2.3壓力灌漿修補裂縫
壓力灌漿根據灌漿材料的不同可分為:水泥灌漿、瀝青灌漿和化學灌漿。不同的灌漿液其用途、功效也不相同。橋樑結構裂縫修補採用較多的是化學灌漿。化學灌漿中以環氧樹脂材料灌漿及甲丙烯醋類材料進行修補的結構物裂縫效果最好,應用也最廣泛。
3橋樑加固改造的技術方法 3.1上部結構加固、改造
舊橋經過長時間使用後,其構件、材料的力學效能不明確,難以判定,加固設計沒有現成的規範,橋樑病害又錯綜複雜,病害原因也難以確定。所以如何根據具體情況採用適當的加固方案、方法,顯得更為重要。比較常用、技術比較成熟的加固方法:
(1)增大梁截面加固方法。主要針對因受力鋼筋和截面尺寸偏小、荷載等級偏低而導致承載力不足的缺陷,主要方法有增加受力主筋、加大主樑截面、加厚橋面鋪設層等。增加受力主筋法是在主樑板底面
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鑿開保護層,露出主筋,再將新增鋼筋焊與原主筋綁焊,並在梁的側面增加箍筋以提高其抗剪能力,待鋼筋植入後進行保護層的恢復。增大梁肋加固法主要針對T形梁橋,此類橋樑常因原截面高度不足、面積小而導致承載力不足,此類加固通常將下緣加寬、加大,並增設受力主筋;在靠近支座處上彎與主樑連線。加厚橋面板法師透過加厚橋面板已達到增加主樑高度,提高承載力,此方法比較適用於跨徑較小的橋樑。
(2)貼上加固法。當交通量增加,主樑出現承載力不足時,採用貼上加固法。具體方法是:採用高分子粘合材料將鋼板或碳纖維布等高強材料貼上在需加固構件表面,透過新增加的高強材料承擔增加的通行荷載。
(3)預應力加固法。預應力加固法即利用預應力的原理,在構件中透過另加的高強構件施加一定的初始應力,以抵消部分自重應力,對構件起到解除安裝的作用,從而達到提高構件承載力的目的。
(4)增設縱梁加固法。在墩臺地基安全效能好,並具有足夠承載力的情況下,可採用增設承載力高和剛度大的新縱梁,新增梁與舊梁透過有效的連線,共同受力,使原有梁中所受荷載得以減少,從而使加固後的橋樑承載能力和剛度得到提高。當增設的縱梁位於主樑的一側或兩側時,則兼有加寬的作用。