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桥梁加固论文大全11篇

时间:2022-05-16 08:24:17

桥梁加固论文

桥梁加固论文篇(1)

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:

桥梁加固论文篇(2)

河南省鹤壁市的公路旧桥一般都具有一个通性:荷载等级低、使用年限长的特点。从技术资料分析,大多数桥梁是三不知:①不知基底地质;②不知基础深度;③不知隐蔽部分的尺寸。从桥梁技术状况分析,由于河床屡遭洪水冲刷,河床底部加深,桥梁墩台基础外露、冲空,产生不均匀沉降,导致桥台、拱圈产生附加应力而出现开裂,有的甚至出现开合现象;有的桥梁由于桥台较高,受行车及台后土压力的作用,桥台出现开裂、凸肚等病害;桥面混凝土铺装层由于使用时间长加之重车作用,导致开裂、剥落等病害。按桥梁技术状况来评定大多属三类桥梁。随着鹤壁市国民经济的发展和市重点工程的建设,目前鹤壁市的公路桥梁所承受的负荷主要有3个特点:

①交通量不断增大;②重型车辆增加及超载现象严重;③超限运输的出现和增加。按现在桥梁和运输状况,桥梁的承载能力和通过的车辆荷载是公路与运输的矛盾之一。旧桥加固,提高旧桥的承载能力,确保交通运输的安全是目前和今后面临的任务。本文按桥梁的组成部分介绍桥梁的加固方法。

一、塞缝灌浆

塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍,产生裂缝的原因很多,也很复杂。结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,也就意味着受力有效截面变小,结构应力增大,承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满,使力的作用、传递尽可能恢复到原状态。

塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。通常水泥(砂)浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥(砂)浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,粘结性好;环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。

塞缝灌浆的通常做法是:先用1:1水泥砂浆勾缝,勾缝时须预留直径约6-8mm的灌浆孔,孔距视裂缝宽度而定,缝宽处孔距为0.6-1.0m,缝小处孔距为0.4-0.6m。待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小,用环氧树脂勾缝,凡大于0.2mm的裂缝都要留孔灌浆,孔距一般为0.25-0.30m,灌浆方法与灌水泥浆大致相同。在公路旧桥加固中,塞缝灌浆是综合处治的方法之一,用得比较普遍,通过试载及使用观察,效果较好。

二、上部结构改建

在调查研究旧桥的基础上,经过技术、经济比较,采用充分利用原桥进行拼宽,利用桥台将拱式结构改为板式结构的加固方法,使其满足超限运输要求。

(一)拼宽原桥

对验算不能满足超限运输要求的旧桥,经技术经济比较后,按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁,以确保超限运输安全。

(二)利用原桥台改拱式结构为板式结构

对于小跨径石拱桥,由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降,致使拱圈开裂,降低承载能力,可采用此办法。

三、旧桥下部结构加固

桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、凸肚,翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小,水流不大的石拱桥,我们采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。

四、旧桥基础加固

桥梁基础特别是天然地基上的浅基础,由于埋置深度较浅,易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道,导致桥台基础冲空,引道被毁。桥梁地基局部软弱,致使桥台发生不均匀沉降,引起桥台开裂等。针对以上病害,我们采取对河床用浆砌片石进行铺砌,上游河床设置丁坝,打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。

对于跨径较小的桥梁,由于河水改道,洪水直接冲刷桥台基础,导致基础冲空甚至掉脚,可采取在桥跨范围内满铺15号片石混凝土的方法进行加固,铺砌厚度为30cm,铺砌两端设置截水墙,截水墙的深度为1m,宽度为0.6m。采用该法共加固桥涵8座。对于桥梁上游河床变迁、水流改道,洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道,导致桥台基础冲空、引道被毁的桥梁,采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物,将河水导入主河道。

五、桥面铺装层的加固

桥面铺装层开裂或剥离等病害,对于钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀,减弱桥梁的横向整体性;对于石拱桥,由于桥面雨水下渗,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出现渗水现象等;同时由于桥面铺装层的破损,引起桥面平整度差,车辆通行时,使桥梁产生震动,对桥梁产生不利影响,同时又加重了桥面铺装层的病害。根据桥梁的具体情况,采用不同的加固方法,对于使用年限长、破损严重的采用拆除、修复的加固方案。而对于病害较轻,使用年限短,且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害,在不降低设计荷载标准的前提下可采用加铺沥青碎石层的方案。

六、公路旧桥的管理

加强公路旧桥的管理,并进行维修和加固,使其处于正常的工作状态,充分发挥旧桥的作用,是公路管理部门的一项主要任务。对于旧桥的超限运输管理工作具有工期短、要求高、工程量较小、前期工作量大等特点,公路超限运输一般是为国家或省的重点建设工程服务,我们的经验是:

对于经常过大件的路段,桥梁进行重点检查和管理,收集原始档案材料,掌握其动态;在施工中注意抓重点、制约工程;重视加固工程中原始资料的收集和整理工作,为今后的加固工程积累经验;充分调动基层单位的积极性,正确处理责、权、利的关系。

笔者认为公路旧桥的维修加固同样属于桥梁工程,不能重建轻养,旧桥的加固比新建还难,因为旧桥的维修加固,没有现成的规范,更没有可供使用的标准图,桥梁的病害又错综复杂,病害原因难以确定,因此,应充分重视公路旧桥的管理工作,加大资金投入,使其保持良好的工作状态,确保公路运输的安全。

目前制约旧桥加固工作的主要因素是资金问题,在养路资金紧缺的情况下,投入到旧桥加固上的资金更加有限,为此建议采用以下办法逐步解决:(1)公路局应加大对大中型桥梁加固资金的投入,并将属于危桥的小桥纳入这个范围,集中资金重点解决危桥的加固;(2)对于桥梁的小修保养,应纳入公路小修保养议标中,特别是实行养路工程费制后,可将各县(区)局管养的桥梁编入小修保养工程量清单内,对道班不能承担的项目可安排有专业资质的工程队施工,公路局加强检查和考核。

参考文献:

桥梁加固论文篇(3)

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。

桥梁加固论文篇(4)

Abstract: has our country highway transportation industry developing rapidly, a lot of highway Bridges are the need for bridge maintenance and reinforcement, so in the conservation of resources and funds basis not only improves the traffic safety, and improve the service life of the highway bridge, so highway bridge maintenance reinforcement technique to ensure the safe operation of the bridge is very important. In this paper, the bridge reinforcement technology of the characteristics of passive reinforcement technique on a paper.

Keywords: bridge defect; Passive reinforcement; The characteristics of passive reinforcement technique.

中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

1. 引言随着我国经济的持续快速的发展,重载交通迅猛增加,公路桥梁养护加固任务越来越繁重。对于一些旧桥,由于受到当时经济、技术条件的限制,设计荷载等级较低。加之有些公路桥梁所处的外部环境较恶劣,所以很多公路桥梁在使用中产生了不同程度的病害,急需进行加固。桥梁加固不仅可以提高桥梁的使用时间,而且在节省资金的基础上,提高了社会的经济效益,并在一定程度上减少了交通事故的发展。所以说公路桥梁加固是非常必要的。

2.加固技术分类

公路桥梁的薄弱构件对其加固的方法很多,但从工作的原理进行划分,可以分成两大类,即主动加固和被动加固。主动加固一般是指预应力的加固,通过后预应力筋主动的受力,依靠预加力来产生反向的弯矩,进而达到改善原桥梁应力状态的目的和效果,对其薄弱的构建进行有效的增强和加固。被动加固一般是指在受拉区域直接粘贴一些钢板或是其他类型的高强度的复合纤维,来达到相应的加固效果,对被动受力进行补强,对材料进行加固。以下主要论述桥梁加固技术中的被动加固技术的特点及应用范围。

3.公路桥梁被动加固技术的特点及应用

常见的公路桥梁被动加固技术主要有粘贴钢板加固法、粘贴钢筋加固法、粘贴高强复合纤维加固法以及粘贴玻璃钢加固法。

3.1粘贴钢板加固法

采用环氧树脂等系列粘贴剂将钢板粘贴在结构物的受拉边缘或薄弱部位,使之与原结构物形成整体共同受力,以提高其强度,改善原结构的钢筋及混凝土的应力状态,限制裂缝的进一步发展,从而达到加固补强、提高承载能力。此法加固的特点主要有:不需要破坏被加固的原有结构物;加固工程几乎不增大原有结构物的尺寸;尽管工程质量要求较高,但是施工时并不要求高级的专业技术人员操作;能在短期内完成加固工程;几乎可以不改变具有历史价值建筑的原有艺术特点;施工工艺简单,施工质量容易控制。

应用:在梁底板粘贴钢板加固可以提高梁的抗弯能力;在梁腹粘贴斜向钢板,此法可以使钢板与混凝土受力,提高梁的整体刚度和抗剪强度;在牛腿处或靠近支座主梁梁腹粘贴钢板,可提高桥梁的整体刚度;当桥面底板破损,可在底板部粘贴钢板,补强受拉部位,并与原面板形成整体,以对桥面板的钢筋不足予以补强,防止桥面板混凝土的脱落。

3.2粘贴钢筋加固法

当桥梁结构抗拉强度较低,受拉部位产生裂缝时,为了加强抗弯构件外纤维的抗拉能力可以采用在受拉部位粘贴钢筋的方法对桥梁进行加固。该法通过把钢筋粘贴在钢筋混凝土受弯构件的表面,使之与结构形成整体,从而取得提高构件的抗弯、抗剪能力,以及减少裂缝扩展的效果。粘贴钢筋法的特点主要有:施工简便,加工成型容易;加固施工周期短、消耗材料少;锚固牢靠方便;与桥梁构件粘附性能好、加固效果直接;加固部位可视设计构造的需要灵活设置等特点。例如当拱桥的拱肋出现超过规范宽度的裂缝视情况可以在拱肋处粘贴钢筋,在梁桥中也可以用粘贴钢筋方法进行加固。

3.3粘贴高强复合纤维加固法

工程材料的进步及新材料的出现,历来是桥梁加固工程发展的先驱和动力。碳纤维等纤维复合材料的出现成功地应用于桥梁的加固与补强,使桥梁加固技术更上一个台阶,纤维加固法被视为梁式桥加固补强、提高承载能力,尤其是当高度受限制时的首选加固方法。高强复合纤维加固技术与其他加固技术相比具有以下几个特点:(1)结构方面:高强复合纤维质量轻且较薄,构件经过加固补修后不会使原结构的自重增加的,也就不会使建筑物的使用空间减少,即建筑物的自重和体积都不会改变。(2)施工方面:在进行加固过程中,混凝土结构构件的承载力和延性的提高可以将高强复合纤维的特点充分利用起来,从而将其受力性能进行改善,实现加固的目的。(3)使用方面:高强符合纤维加固技术,不会对原结构形状和原结构外观产生影响,可以应用于很多结构的建筑物中。高强复合纤维本身具有良好的耐腐蚀性和耐久性,可以增强桥梁的耐腐蚀性,所以一般情况下采用高强复合纤维加固技术加固的公路桥梁,其本身保护作用很强。

3.4粘贴玻璃钢加固法

传统的加固法如加大截面法、预应力加固法、粘钢法等,虽然对改善结构的强度、刚度及抗震性能起到了一定的作用,但它们也存在自重大、抗腐蚀性能差、施工复杂、周期长等缺点。随着复合材料的出现,近年来国内外一些交通部门增强塑料(玻璃钢)作为桥梁的加固补强材料。具体说来是把玻璃纤维为增强材料,以玻璃纤维和合成树脂为原料制成玻璃钢合成为板材,通常情况下是在构件表面用环氧树脂粘贴无碱无捻方格玻璃布形成玻璃钢作为桥梁结构的加固补强层,但由于玻璃钢的弹性模量比较低,因而在粘贴玻璃钢时,常在中间粘贴Φ6mm的高强钢丝进行加筋。理论分析和试验表明 ,粘贴复合材料玻璃钢加固混凝土梁 ,能有效提高混凝土梁的抗弯承载能力。比起粘钢法,它除具备粘钢法的一些优点外,还具有轻质高强且可调,耐腐蚀,抗渗性能好,应用灵活,造价便宜。粘贴玻璃钢法适用于梁、板、等补强加固。

4. 被动加固法理论计算

在具体的理论计算过程当中,需要注意多方面的问题。如采用粘贴钢板法加固桥梁时,首先认为钢板与被加固构件组成的截面仍然适合平面假定理论(实际钢板与被加固构件之间会产生一定的滑移)。其次计算其作用效应时宜按二个阶段来。包括:(1)粘贴钢板加固前,构件上的荷载包括其自重在内的实际恒载以及其他施工荷载;(2)粘贴钢板加固后,构件上的荷载包括其自重在内的实际恒载以及使用阶段的可变荷载(如汽车荷载)。

5. 结束语

桥梁加固方法很多,应根据桥梁缺陷及病害选择合理的被动加固方法。随着新材料、新材料、新技术、新工艺的发展,桥梁加固方法也在不断改进和完善。需要广大桥梁工程技术人员在桥梁加固方面以科学的态度扎实的工作,坚持不断创新,为我国公路桥梁加固贡献自己的才智与力量。

参考文献:

桥梁加固论文篇(5)

Abstract: based on the reliability analysis of highway bridge as the background, this paper introduces the current highway bridge reinforcement or after the highway bridge reliability assessment method, can according to different situations and have the bridge of the actual technical ability choose different bridge reliability assessment method.

Keywords: highway bridge; Reinforcement; Reliability analysis

中图分类号:X734文献标识码:A 文章编号

1、引言

近年来我国公路交通得到了迅速的发展。但在公路交通网络中存在大量修建时间较早的旧桥,由于特定的历史背景,很多旧桥存在设计标准偏低和维护保养不足的问题。将这些存在问题的桥涵在经过结构检测与相关的力学计算后进行必要的加固和维修成为路政管理中的重要问题。但对旧桥的加固只是完成了初步的任务。对加固后的桥梁进行承载能力分析,对加固后的效果进行评价对于检验加固工作是否真正起到了效果和积累经验具有重要意义。

2、桥涵结构可靠性评定方法

桥涵结构的可靠性评定是路政管理中的一项常规但重要的任务。在现有的条件下,对公路桥涵的可靠性评定通常有以下几种方法。

2.1外观评定法

该方法是通过汇总桥涵可观察到的缺损情况,在和对桥梁设计资料的对比作为依据对桥涵的可靠性进行评价,操作较为简单,这类方法一般被成为经验方法,其优点是可以考虑一些无法用数据来做定量分析的因素,同时可以通过这些资料的汇总后咨询专家意见。因此这种方法对桥梁的可靠性评价对评价者的工程经验水平要求较高。

2.2规范评定法

桥涵的设计有相应的设计规范,因此对与桥涵的可靠性评估以设计规范作为衡量标准也是可行途径之一。这种方法建立在力学计算的基础上,因此其理论基础较为可靠。但由于桥梁在设计阶段和实用阶段的差异,设计阶段很多未考虑到的不确定因素在桥梁的可靠性评估中不易确定,因此如何平衡二者之间的这种差异是一个较为复杂的问题。

2.3桥涵荷载试验法

这类方法是在桥涵上施加静载或动载,评定在具体工作状态不明确时的桥涵的承载能力。这类方法较为可靠,而且试验的结果非常的直观,在新建桥涵和加固桥涵的质量评定方面运用较多,也被用来作为外观评定和理论计算后桥梁可靠性评定的附加手段。按所加荷载的不同性质,又可分为静载试验法和动载试验法两种。

在这类试验性方法中常用的手段是利用光纤光栅传感器来检测桥梁在使用中的各种变形情况,并据此做出分析和计算。其基本步骤为:在桥面板下部受力钢筋和钢板上布置光栅传感器,并选择测试截面;在桥梁上施加最不利荷载,记录测试截面的内力影响线和位移影响线;通过光栅传感器返回的波长转换得到桥梁在施加荷载后的应力和应变数值,借此评估桥梁的承载能力。

2.4基于结构可靠度理论评定方法

这类方法通过对桥涵极限承载力的状态分析,计算桥涵的失效可能性和可靠性指标等参数,并对桥涵结构的实际承载能力和使用安全性进行评估。其核心思想是分析桥梁所能够承受的承载力极限状态,从概率论和数理统计的角度来为桥梁在未来实际运行中可能发生的破坏情况做出概率评定,并给出一组量化的桥梁可靠性指标。基于结构可靠度理论的桥梁评定方法可以综合考虑确定因素和不确定因素的对桥梁结构可靠性的影响,并可以将这些因素综合成为统一的理论框架。

2.5考虑桥梁荷载历史的可靠性评定方法

这种评定方法考虑的因素更加多样化,利用桥梁在建成后使用过程中的后续信息,用可靠度理论来计算桥梁结构的可靠度和剩余使用寿命。由于荷载试验组织和实施方面需要的人力物力较大,因此常采用在桥梁使用过程中实际曾经承受过的较大荷载,利用验证荷载法、条件概率法等理论手段来评估桥梁的可靠性,并给出量化的计算结果。由于在评定时所采用的荷载为经验荷载,因此在反映桥梁真实承载力方面需要利用一些理论方法对桥梁可能受到的实际荷载进行模拟。

2.6考虑时变性的桥梁可靠度评估方法

这类方法的基本思想是基于结构的可靠性理论,不过更注重于对一些具有时变性的因素,并考虑这种时变性给桥梁的可靠性评估所带来的偏差。因此这种方法实际上属于一种动态性的可靠性评估方法。在实际运用中,常采用的时变因素有桥梁荷载、桥梁的结构抗力和评价的可靠性指标三类。

在考虑因素的时变性特征时,还有一类贝叶斯推断方法。多数的桥梁可靠性评估的思路是利用理论分析、试验或者统计的方法建立某种桥梁寿命的预测模型,但这类方法往往不考虑桥梁加固后新的构件元素,因此蕴涵着可能占主导作用的主观不确定性,而且不能通过重复观测得到这种不确定性的统计规律,采用贝叶斯方法可以解决这个问题。通过综合桥梁现场观测数据和经验预测模型信息,使得所得预测结果具有两者的优点,减小主观不准确性,利用不断收集到的新信息,不断提高桥梁可靠性评估的准确性和客观性。这样为时变可靠度分析提供了一种动态更新的思路。总之这一方法的主旨是从已知的桥梁运行状况来对桥梁未来可能的寿命和承载能力做出概率方面的推断,从而为桥梁的可靠性性评估提供依据。

2.7综合评定法

该类方法通过采集桥涵的各类关键指标,依据相关的技术评定规范来对桥涵的可靠性进行综合评定。主要考察的对象是桥梁上部结构、传力结构、下部结构和地基等的承载力,并对这些构件的承载力进行评估。这种综合评定方法的依据是公路养护技术规范中关于全桥总体技术状况等级评定的相关内容。以这种方法为基础,还可以引入一些较为前沿的研究成果,比如将结构抗力的不确定因素引入其中,从概率论的角度来对桥梁的某处结构可靠性进行定量的分析。

3结语

公路桥涵可靠性分析是对桥梁性能的系统性总结和分析。既可以用在现役桥梁的可靠性评定,也可用于桥梁加固后的可靠性评定。这类工作可为桥梁的设计积累经验教训。可靠性分析方法是这类问题中的重要研究方向,本文中总结了较为常见的桥涵结构可靠性分析的计算方法,其中既有经验性的方法也有理论性较强的方法。在桥梁可靠性的实际评定工作中,可依据所具有的不同条件来选择合适的评定方法。

参考文献

【1】王二磊.高速公路桥涵加固后可靠性研究[D].武汉理工大学硕士学位论文.

桥梁加固论文篇(6)

中图分类号;U445.7+2 文献标识码:A

1.引言随着交通运输业的发展,超重超载车辆的迅猛增多,公路桥梁维修加固任务也越来越繁重。上世纪修建的旧桥,由于受到当时经济、技术条件的限制,设计荷载等级较低;有些桥梁修建时正处设计理论更替时,如2004年前后;有些公路桥梁所处的外部环境较恶劣,氯离子含量较浓,桥梁普遍受到腐蚀侵害,急需进行维修加固。

2.加固技术分类

公路桥梁从工作的原理进行划分,可以分成两大类,即主动加固和被动加固。主动加固一般是指预应力的加固,通过后预应力筋主动受力,依靠预加力来产生反向的弯矩,进而达到改善原桥梁应力状态的目的和效果,对其薄弱的构件进行有效的增强和加固。被动加固一般是指在受拉区域直接粘贴一些钢板或是其他类型的高强度的复合纤维,来达到相应的加固效果,对被动受力进行补强,对材料进行加固。以下主要论述粘贴钢板技术中的特点及应用范围。

3.粘贴钢板加固法

采用环氧树脂等系列粘贴剂将钢板粘贴在结构物的受拉边缘或薄弱部位,使之与原结构物形成整体共同受力,以提高其强度,改善原结构的钢筋及混凝土的应力状态,限制裂缝的进一步发展,从而达到加固补强、提高承载能力。

3.1该加固方法有以下特点:不需要破坏被加固的原有结构物;加固工程几乎不增大原有结构物的尺寸;尽管工程质量要求较高,但是施工时并不要求高级的专业技术人员操作;施工工期短,经济性较好;钢板所占空间小,几乎不影响桥梁净空,桥梁自重增加很少;施工工艺简单,施工质量容易控制,而且可在不影响交通的情况下施工;胶水及螺栓的质量及耐久性是影响加固效果的主要因素;加固的钢板容易锈蚀,必须进行严格的防锈处理。

3.2该加固方法主要应用:在梁底板粘贴钢板加固可以提高梁的抗弯能力,如板梁桥或T梁桥正截面承载力不足出现梁底裂缝时可在梁底粘贴钢板;在梁腹粘贴斜向钢板,此法可以使钢板与混凝同受力,提高梁的整体刚度和抗剪强度;在牛腿处或主梁靠近支座处梁腹粘贴钢板,可提高桥梁的整体刚度;当桥面底板破损,可在底板部粘贴钢板,补强受拉部位,并与原面板形成整体,以对桥面板的钢筋不足予以补强,防止桥面板混凝土的脱落;在拱桥拱肋、立柱、桥墩等受压部位粘贴钢板可提高构件的强度。

4.粘贴钢板加固案例

4.1桥梁概况。某国道桥长158.8m,右偏角为43°,上部结构共六跨,主桥上部结构(2号~4号孔)22.9+43+22.9m为变截面预应力单悬臂T型梁,悬臂长9.26m,挂梁为25.6m工字挂梁,1号、6号孔为25m预应力砼空心板,5号孔为20m预应力砼空心板。桥梁下部0号、6号台为重力式桥台,扩大基础;桥墩为桩柱式桥墩。

4.2主要病害。该桥技术状况等级综合评定为3类;预应力空心板板底纵向裂缝,部分裂缝伴有渗水钙化;盖梁、T梁牛腿砼破损、露筋、锈蚀;全桥桥面均有网裂现象,露骨严重,少数伴有坑槽,并有纵向裂缝,单板受力趋势严重。

4.3加固方案。由于本桥桥面铺装病害严重,铰缝处反射的纵向裂缝也越来越严重,理应打开铺装修复铰缝重做铺装层来解决梁板单板受力问题。鉴于本桥交通无法中断,且半幅施工半幅通车时混凝土浇筑质量无法控制,因此采用下部措施来提高桥梁的整体性。本桥最终方案为:对空心板板底横向粘贴钢板加固;T梁横隔板浇筑混凝土并粘钢加固;其他病害采用裂缝封闭等常规处治。

4.4空心板粘贴钢板加固。

采用3种方式对比空心板在不同状态下,得出25m空心板单板的横向分布系数变化,并相互对比来印证粘贴钢板的效果。

空心板横断面图

(1)采用常规方式,计算出空心板刚度参数Υ,并根据铰接板法算出2号中板横向分布系数m1=0.182。

(2)采用midas FEA 程序模拟铰缝完好状态下,2号中板跨中在集中力1000kN作用下,各个梁板的跨中弯矩。

铰缝完好状态挠度图

铰缝完好状态挠度表

根据2车道汽车轮距计算出2号中板的横向分布系数:

m2=1/2(0.125+0.1036+0.0858+0.0651)=0.190

(3)采用midas FEA 程序模拟铰缝完全破坏状态下,板底横向粘贴横向钢板,钢板规格8mm厚100mm宽,横向间距100cm。2号中板跨中在集中力1000kN作用下,各个梁板的跨中弯矩。

粘贴横向钢板状态挠度图

粘贴钢板状态挠度表

根据2车道汽车轮距计算出2号中板的横向分布系数:

m3=1/2(0.123+0.102+0.083+0.063)=0.186

(4)结果对比

不同状态下横向分布系数对比表

项目 m1 m2 m3

2号中板 0.182 0.190 0.186

从表中可看出,采用粘贴钢板后梁板整体性与梁板自身铰缝较好时的整体性比较接近,因此采用这种方案是可行的。

5、粘贴钢板法的理论计算

在具体的理论计算过程当中,需要注意多方面的问题。首先认为钢板与被加固构件组成的截面仍然适合平面假定理论(实际钢板与被加固构件之间会产生一定的滑移)。其次粘贴钢板加固桥梁构件的作用效应宜分别按二个阶段来计算,二期恒载作用及可变作用之前及之后。

6、结束语

通过大量的实践与理论研究,粘贴钢板法在旧桥加固上有广阔的应用空间。虽然粘贴钢板法是目前较为普遍的常规手段,但应根据桥梁缺陷及病害选择合理加固方式,对症下药,以免造成不应该的浪费。随着新材料、新材料、新技术、新工艺的发展,桥梁加固方法也在不断改进和完善,这更需要广大技术人员,不断努力、不断创新,为其作出自己的贡献。

桥梁加固论文篇(7)

30多年前,单成林考取重庆交通交通大学桥梁专业,在此之前他没想过自己有朝一日能够用妙笔绘就“彩虹桥”。然而当他选择沉浸下去,逐渐发现了其中的奥妙和乐趣,这一干就是30余年。

30年披荆斩棘,30年风雨兼程。30年时光里,单成林走过祖国南部的许多地方,先后从事过桥梁施工、设计、监理、科研及教学工作。主持和参与了国家自然基金、省部级等多个项目,多年来共负责和参加过55座大、中桥梁的设计及加固设计工作。

“积跬步至千里,积小流成江海。”通过实践不断磨砺,单成林逐渐从一名普通的科教人员成长为专业领域的知名专家。在时光的雕琢中,他累积了丰富的经验,形成了一套自己“特有”的科研思路和方法,而善于在实践中发现问题,解决问题成为其致力创新“开花结果”的重要“秘诀”之一。

自开展科研以来,单成林将主要的精力放在新结构、新材料在桥梁上的应用及桥梁加固设计理论领域,其专著、论文、专利、评奖及推广应用大多是该领域的内容,其复合材料正交异性桥面板及桥梁加固设计理论研究都走在国内最前沿,有些研究成果国内至今未见他人有类似的成果报道。尤其在桥梁加固设计理论方面,其成果在学术性、实用性及数量上都是国内极少数贡献比较多的学者之一。

8年前,单成林在桥梁加固领域的研究设计中,注意到一个普遍现象:当时国内加固设计无章可依,大多做些加固前的复核性计算,对于真正的加固设计计算,或不做,或仅做承载力计算,且呈现出五花八门的乱象。当时国内对桥梁加固后的设计计算只有一些零散的、局部的研究,有些方面只有概念,更无相关桥梁加固设计方面的规范。

桥梁加固论文篇(8)

1 桥梁加固基本原则

1)从实际出发原则;2)消除隐患原则;3)全面比较原则;4)协同受力原则;5)预防损坏原则;6)有序实施原则。

2 桥梁加固方法

一般而言,桥梁加固是通过改善构件的补强和结构性能,来恢复或提高现有桥梁的承载能力,进而延长可供使用的年限,满足现代交通运输方面不断增加的要求。

2.1 加大截面加固法

加大截面加固法也称为外包混凝土加固法,是对钢筋混凝土桥加固的一种常用的改造技术,它是在原结构基础上再浇筑一定厚度的钢筋混凝土。这种方法的施工工艺相对比较简单,在国内已经积累了较丰富的经验,对于很多其他的桥梁加固都可以使用此方法,跨度较小的T梁桥也包括在内。一般情况下,加大截面加固法有两种方式:一个是加大主梁梁肋的高度和宽度。一个是加厚桥面板; 经过这种方法加固后,承载能力有了很大的改变,桥梁刚度也会有明显的提高。然而这种方法会对生产和生活产生一定的影响,它的现场施工的作业时间非常长。

2.2 粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法的施工工艺速度非常快,对生产和生活几乎无影响。它是以树脂粘结钢板与混凝土的结构加固法,对现场的环境污染很小,对原结构的外观等都影响很小,这种加固方法的工艺主要难度在于操作水平上面,而且要求要有较好的胶粘工艺,并且受拉或受压构件能适应此种加固的方法。

2.3 上部和下部结构加固

桥梁上部结构常用的加固方法大致有:粘贴加固法、增大构件截面加固法、改变结构体系加固法、体外预应力加固法、增加辅助构件加固法等。上部结构的加固先要对原有桥梁的实际情况进行了解,实地勘探具体的情况,然后进行数据分析,提出加固的各个方案,进行经济的比较,利用桥台将拱式结构改造成板式结构,并充分利用原桥进而实现拼装效果的加固方法,能满足桥梁运输的要求。

桥梁基础由于埋置的深度非常浅,通常很容易受到河水的冲刷而出现淘空的情况。与此同时,一些桥梁的地基局部变得比较脆弱,容易导致桥梁的基础出现不均匀沉降,从而造成桥台的开裂等,对于这种情况,要对桥梁的基础进行加固,可采用打桩扩大桥台基础等方法采取加固措施。加固前对加固桥面进行交通控制,尽可能对加固构件先进行清理,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。清理完后再根据具体的方案进行加固处理。

2.4 桥面铺装层的加固

当桥面板的破裂和其他损坏的情况非常严重,同时混凝土的质量以及施工状况都特别不佳,且没有能够采用的修补方法时,就有必要采用重新浇筑新的混凝土桥面板的措施。

首先,清除或刨洗桥梁原铺装层。施工时,将以往的行车道铺装全部拆除,然后将行车道的表面清扫干净,如果有必要还应该铺入适量的短钢筋,并配置上1层~2层钢筋网,浇筑整体化混凝土,另外,在清理的时候,要注意处理的厚度等。如果采用机械来进行清理车道,应该注意清理的过程中,不能破坏老桥其他的构件。清理完以后,重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层,既修补已出现裂缝、剥离等损坏的桥面板,又能加高原有梁板的有效高度,增加梁板的抗弯能力,改善铰结梁板的荷载横向分布,从而提高桥梁的承载能力。

3 重庆市省道304线土坪桥的加固

对于重庆市省道304线土坪桥的加固,先派专家和地质、勘测单位等对现场的情况进行充分的考察,对桥梁现在的状况,出现桥梁损坏的主要原因做了充分的分析,并且开专门的会议进行了讨论,并且此会议由重庆市交委主持,邀请了重庆市内的公路设计、可研、质检等多个部门对加固的各个方案进行充分的论证。主要形成了两种方案,一是拆除纵梁,在立柱上面加设帽梁形成框架,增加桥面及引道标高的改造方案。二是不改变桥梁的主要结构,只对桥梁的不同部位进行维修加固。通过专家根据现场收集到的资料进行的充分论证,第二种方案的投入比第一者方案的投入明显要小很多,而且经过维修加固后还能满足现场车流量和载荷的要求,因此最后决议采用第二者方案对桥梁进行加固。节约了投资而且能达到预期的目的。

4 结论

在我国公路建设中,大量采用了各种钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁结构。随着交通量的迅猛增长,一些桥梁受各种病害影响发生强度、刚度降低,还有许多立交桥主筋被撞弯甚至折断,这些现象都对运营安全造成了严重的影响。当梁的结构构件不能提供足够的强度和使用性能时,必须进行加固,可结合实际情况,选用不同的加固方法来实现。

参考文献

[1]张开鹏,蒋玉龙,曾雪芳.桥梁加固的发展与展望公路[J],2005(2).

[2]邱式中.桥梁施工控制技术[J].预应力技术,2008(6).

[3]杨文渊,徐奔.桥梁维修与加固[M].北京:人民交通出版社,1992.

[4]王银桥,陈亨锦.预应力混凝土连续箱梁加固设计[J].桥梁建设,2007(3).

桥梁加固论文篇(9)

 

旧桥加固技术是一门新的课题。目前,我国公路、铁路交通事业蒸蒸日上,不少高速公路已建成投入运营中,还有不少正在建设的高速公路和其它等级的公路也即将建成投入运营。但是,由于施工质量和桥梁设计等方面的原因,使得桥梁的检测和加固成为必要,更因为建国以来所修建的不少旧桥,由于受到当时的设计、材料、施工等方面的影响和局限,先天不足,加上不能适应目前交通量的迅猛增长,使得旧桥的检测和加固技术显得非常迫切。近年来,旧桥加固工程越来越多。据不完全统计,我国的公路危桥约有4000余座,但至今未看到专门的桥梁加固规范。

二、加固的思路

1、加固和维修养护所起的作用是不同的,维修养护是桥梁保持正常运营状态的保护性和预防性的工作,而加固却是从承载受力的角度来处理的。

2、第一类加固需求,桥梁不能承受原设计荷重要求,应该通过加固恢复其原有的承载力。

3、原设计的荷载标准不能满足现在的交通要求,要求提高到一个新的标准。

4、桥梁要通过一次性的特重荷载,要求采用临时性措施通过特重荷载而不使原结构受到破坏,过后恢复正常。

一般来说加固方案可以考虑减少内力或增大断面,也可以应用加固新材料。

三、加固方案和方法

(一)方案

目前,关于混凝土桥梁加固方案主要有:

1、结构性加固,如采用体外预应力、在结构的受拉区粘贴钢板或增设钢结构支撑;

2、非结构性加固,如对裂缝进行封闭或压浆处理;

3、最近几年国外采用碳纤维复合材料(CFRP)取代钢板,使加固技术发生了根本的变化。

(二) 旧桥加固,提高旧桥的承载能力,确保交通运输的安全是目前和今后面临的任务。本文按桥梁的组成部分介绍桥梁的加固方法。

1、 塞缝灌浆

塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、 环氧树脂(砂)浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍,产生裂缝的原因很多,也很复杂。结构物一旦出现裂缝,其受力截面发生应力重分布,也就意味着受力有效截面变小,结构应力增大,承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满,使力的作用、传递尽可能恢复到原状态。

塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。免费论文。通常水泥(砂)浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥(砂)浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,粘结性好;环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。

塞缝灌浆的通常做法是:先用1:1水泥砂浆勾缝,勾缝时须预留直径约6—8mm的灌浆孔,孔距视裂缝宽度而定,缝宽处孔距为0.6一1.0 m,缝小处孔距为0.4—0.6m。待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小,用环氧树脂勾缝,凡大于o.2mm的裂缝都要留孔灌浆,孔距一般为o.25一o.30m,灌浆方法与灌水泥浆大致相同。在公路旧桥加固中,塞缝灌浆是综合处治的方法之一,用得比较普遍,通过试载及使用观察,效果较好。

2、上部结构改建

在调查研究旧桥的基础上,经过技术、经济比较,采用充分利用原桥进行拼宽,利用桥台将拱式结构改为板式结构的加固方法,使其满足超限运输要求。

2.1 拼宽原桥

对验算不能满足超限运输要求的旧桥,经技术经济比较后,按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁,以确保超限运输安全。

2.2 利用原桥台改拱式结构为板式结构

对于小跨径石拱桥,由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降,致使拱圈开裂,降低承载能力,可采用此办法。

3、 旧桥下部结构加固

桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、凸肚,翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小,水流不大的石拱桥,我们采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。

4 、旧桥基础加固

桥梁基础特别是天然地基上的浅基础,由于埋置深度较浅,易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道,导致桥台基础冲空,引道被毁。桥梁地基局部软弱,致使桥台发生不均匀沉降,引起桥台开裂等。免费论文。针对以上病害,我们采取对河床用浆砌片石进行铺砌,上游河床设置丁坝,打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。

对于跨径较小的桥梁,由于河水改道,洪水直接冲刷桥台基础,导致基础冲空甚至掉脚,可采取在桥跨范围内满铺15号片石混凝土的方法进行加固,铺砌厚度为30 cm,铺砌两端设置截水墙,截水墙的深度为1m,宽度为0.6m。采用该法共加固桥涵8座。对于桥梁上游河床变迁、水流改道,洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道,导致桥台基础冲空、引道被毁的桥梁,采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物,将河水导入主河道。

5 、桥面铺装层的加固

桥面铺装层开裂或剥离等病害,对于钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀,减弱桥梁的横向整体性;对于石拱桥,由于桥面雨水下渗,加大了拱上填料的含水量,使拱圈出现渗水现象等;同时由于桥面铺装层的破损,引起桥面平整度差,车辆通行时,使桥梁产生震动,对桥梁产生不利影响,同时又加重了桥面铺装层的病害。免费论文。根据桥梁的具体情况,采用不同的加固方法,对于使用年限长、破损严重的采用拆除、修复的加固方案。而对于病害较轻,使用年限短,且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害,在不降低设计荷载标准的前提下可采用加铺沥青碎石层的方案。

四、公路旧桥的管理

加强公路旧桥的管理,并进行维修和加固,使其处于正常的工作状态,充分发挥旧桥的作用,是公路管理部门的一项主要任务。对于旧桥的超限运输管理工作具有工期短、要求高、工程量较小、前期工作量大等特点,公路超限运输一般是为国家或省的重点建设工程服务,我们的经验是:

(1)对于经常过大件的路段,桥梁进行重点检查和管理,收集原始档案材料,掌握其动态;

(2)在施工中注意抓重点;

(3)重视加固工程中原始资料的收集和整理工作,为今后的加固工程积累经验;

(4)充分调动基层单位的积极性,正确处理责、权、利的关系。

五、小结

笔者认为公路旧桥的维修加固同样属于桥梁工程,不能重建轻养,旧桥的加固比新建还难,因为旧桥的维修加固,没有现成的规范,更没有可供使用的标准图,桥梁的病害又错综复杂,病害原因难以确定,因此,应充分重视公路旧桥的管理工作,加大资金投入,使其保持良好的工作状态,确保公路运输的安全。

[参考文献]

[1]中华人民共和国行业标准JTJ5073-96.公路养护技术规范[S].

[2]湛润水,等编著.公路旧桥加固技术与实例[M].

[3] 《桥梁工程》教材

桥梁加固论文篇(10)

带悬臂的空心板相对于普通板有自重轻,宽度易于调整等特点,而在以往公路桥梁建设中得到广泛应用,尤其在变宽桥梁中使用更广。但是,悬臂板一般板边缘较薄,横向联系较差,这类桥梁在经过多年运营后普遍出现了铰缝纵向开裂、桥面破损等病害,导致结构横向联系变差,单板受力现象普遍,承载能力降低。针对该类桥梁的病害特点,目前通过优化设计,采用加大截面尺寸增加悬臂板厚度,预留纵向湿接缝现场浇筑,并在跨中截面增设横系梁增强结构横向刚度,使结构受力更加均匀。对于在役悬臂板桥,通过加固改造提高其承载力,以满足现有交通需要。如果下部结构质量好,且有足够的承载力,增加纵向主梁加固是一种非常有优势的加固方法,即在悬臂位置将破损桥面凿开,并凿除悬臂利用原结构设置悬挂模板,现场浇筑设计需要的新增纵梁,通过原悬臂钢筋与新增结构钢筋联接,并加强桥面铺装层钢筋使新、旧结构连接成整体共同受力。

增加纵向主梁加固,一方面由于主梁数量增加,使结构活荷载在横向得以重新分配,改善了结构整体受力,减轻了原各主梁的负担;另一方面新增主梁同时增大了整个结构的受力截面,增强了结构本身承载能力。但是,增加主梁数量和主梁截面形式对结构整体受力特性影响较大,本文以实际工程为例,对比分析,提出了一种较优的加固设计方案,对类似工程加固设计具有重要的指导意义。

1 工程概况

某高速公路上一预制安装板桥,单孔跨径13m,单幅宽12m,横向9块板,每块板宽1.31m,板与板之间在翼缘板顶通过桥面铺装层联接。由于桥梁原始设计荷载等级偏低,经过长时间的运营后,出现了如下病害:桥面大面积破损、且在车道分界处沿铰缝出现通长纵向裂缝,相应处主梁翼板破损,混凝土脱落严重,横向传力减弱。加固前荷载试验检测结果显示该桥横向传力系数较小,板与板之间横向联结基本破坏,其承载能力严重不足,需对其进行加固补强。由于该桥翼板破损严重,但下部结构完好,通过综合比较,选取增加纵向主梁方法进行加固。

考虑到增加纵向主梁会加重下部结构的负担,对图1(a)所示的桥梁结构采取四种加固方案进行对比分析,寻求一种比较合理的加固方案,既能改善上部结构受力,又能尽量少增加下部结构负担。

方案一:将全部铰缝处增加主梁(图1(b));

方案二:分车道增加主梁(图1(c));

方案三:将铰缝间隔增加主梁(图1(d));

方案四:将车道处铰缝增加主梁(图1(e))。

2 方案选择

增加纵向主梁加固主要是通过主梁数量增加,使活载在横向得以重新分配而减轻原主梁的负担。通过分析加固对结构荷载横向分布系数的影响,确定合理的加固方案。由于新增主梁截面与原主梁截面的尺寸和刚度不一致,导致采用传统的方法计算十分繁琐,本文借助计算机采用有限元方法建立空间模型进行计算。在跨中截面横向施加移动单位荷载,求得各板挠度与所有板总挠度的比值,确定出各板在最不利时刻所分配的荷载比例,进而确定其横向分布系数。对图1所示结构各板进行编号,原始主梁为1-17单号,新增主梁为2-16双号,结构对称,只需计算1-9号板的横向分布系数,结果列于表1。

由表1可见,新主梁的存在分担了原主梁的荷载,使得各主梁横向分布系数都有不同程度发降低。方案三和方案四中各板分布系数虽都有降低,但是只有新增纵梁两侧板块的分布系数降低较多,且各主梁分布系数差异性增大,原结构最小系数为最大的90.24%,方案三和方案四加固后分别变为58.06%和71.87%,这说明加固后各板在外荷载作用下内力分布变得离散,主要是结构横向刚度在断面上变得不连续而造成;而方案一和方案二中各板分布系数降低幅度比较均匀,且幅度较大,比较方案一和方案二可以看出两者对分布系数影响基本一致,但是方案二由于少增加两道主梁而减小了下部结构的负担,综合比较四种加固方案可见方案二最为合理。

3结果分析

3.1 理论计算结果

采取方案二对结构进行加固,对加固前后结构建立空间实体有限元模型,按车辆荷载加载分析加固对结构内力影响。加固前结构模型为9片空心板铰接,加固后结构模型在原空心板翼板处添加矩形截面梁与原结构铰接,加固前、后计算模型如图2所示。

对加固前、后模型分别施加中载和偏载两种工况进行计算,取挠度作为荷载效应参数进行分析,计算结果列于表2,对比分析见图3和图4。

3.2 实测结果

为了了解实际桥梁加固效果,对实桥按车辆荷载对加固前后桥梁结构进行与理论计算一致的加载方案进行分析。两种工况下结构跨中截面的挠度实测结果列于表2,对比分析结果见图5和6。

3.3 结果分析

对比理论计算结果和实测计算结果可以看出:各种工况下,实测数据比相应的理论值小,但是理论值与实测值在加固后挠度减小趋势是一致的。理论计算偏载作用下加固后平均挠度减小了24.83%,中载作用下加固后平均挠度减小了23.83%;实测偏载作用下加固后平均挠度减小了52.48%,中载作用下加固后平均挠度减小了52.31%。可见加固后各板挠度都相应的变小了,说明增加纵向主梁加固效果明显,改善了整个结构的受力。加固后中载方差减小 ,即各板受力更加均匀,偏载

桥梁加固论文篇(11)

中图分类号:U445.7+2文献标识码: A

根据实践经验,我们可以知道,针对桥梁加固前后对环境影响的评价能够提高环境影响评价的效率,对整个项目的有效性都有很大作用。桥梁加固对环境影响的评价,需要根据当地的实际环境,以环境的变化为基准,综合评价桥梁加固的具体措施、规定、参数、可靠性和预期效果。同时,还需要以本地区的大气情况、水情况和声情况为基础,全方位的测量和监察,再把实际情况和估计情况放在一起比较,得到两者的偏差,分析偏差的由来和影响因素。此外,桥梁加固中必要的环保措施引起的环境质量变化和各种污染的治理情况也需要实时监控。

1桥梁加固前对环境的影响

有很多因素会影响到桥梁的使用寿命,例如载、酸雨腐蚀等,都会严重缩短桥梁的质量,缩短桥梁的使用年限。这时,我们所讨论的桥梁加固前期对环境的影响,包括噪声污染、空气污染和日常维护对环境的影响。

1.1噪声污染

加固前的桥梁,在对环境的影响中,噪声的危害最大。噪声的主要来源是行驶的车辆和桥面发生巨大的摩擦。噪声的产生与桥梁的两个方面有关:(1)桥梁使用时间过久,桥面出现较多损坏和凹凸不平,车辆经过时发生颤抖现象,因而产生噪声;(2)当桥梁建设时装有伸缩缝时,车辆的经过会导致桥梁的猛烈振动,因而产生噪声。

在进行噪声评价时,要以有特点的区域作为调查的重点区域,主要包括村庄、学校和居民区等。通过对桥梁加固前后噪声的实际情况的对比,具体量化桥梁加固前后噪声的变化情况,综合评价噪声污染对环境的影响。但和过去的方式不同,现在开展噪声污染评价前,需要指定适合的噪声模拟方式,以成熟的模型来展开噪声污染综合评价。

1.2空气污染

空气污染的来源是车辆废气的排放。汽车尾气不仅对人体有伤害,对动植物、空气、水资源都有很大程度的危害。目前国内车辆废气中的有害气体有:CO、NO、NO2、SO2等。其中, CO和NO的含量最高,是空气污染的主要气体。

鉴于研究结果,空气中CO、NO气体含量的多少和马路上车辆的多少、车辆的载重量以及车辆的行驶速度成正比。此外,当车辆的行驶速度很低时,汽车尾气中NO、CO的含量远大于高速行驶车辆的排放量。

因此,当对空气污染做综合评价时,需要重点参照车辆尾气的排放情况。依照国家的相关空气质量标准,进行精准的计算。具体调查桥梁加固前后的空气质量情况,结合桥梁的加固方案,分析桥梁的加固对空气污染的影响情况,得出准确结论。

1.3桥梁日常维护对环境的影响

桥梁的日常维护情况被包含于桥梁加固前的阶段。基本的影响因素有:雨水对桥面冲刷残留的污染物、车辆行驶的灰尘、汽车尾气的排放和大气雾霾的影响。这部分估计工作比较复杂,需要综合考虑桥梁区域的降水量和桥梁车辆通行情况。

2桥梁加固中对环境的影响

虽然桥梁的加固工程不属于较大的建筑工程,但仍会对环境造成一定污染。在加固阶段,主要的污染源有:建筑材料的运输过程会对空气产生粉尘颗粒污染;在拆除原有桥梁部件时,产生的建筑垃圾乱堆乱放的现象;施工阶段不仅对周围居民有噪音的污染,还有水泥砂浆混凝土的粉尘颗粒污染以及工业废水的污染;此外,还有工业废料对河流的污染和堵塞等。具体影响情况有以下几点:

2.1建筑材料的使用

每种建筑材料都会对环境产生一定的影响,不仅包括使用前的影响,还有使用过后对环境的影响。有的研究人员已经针对混凝土、大型钢材和小型钢材作过详细研究。其中,作为普遍采用的材料,混凝土对环境的影响最大。又由于混凝土由石、砂、水泥、水和外加剂等材料混合而成,水泥对环境的影响最明显,因此,我们只研究水泥对环境的影响。

2.2建筑施工阶段

建筑施工阶段的影响因素有:建筑垃圾的乱堆乱放和施工工人的生活垃圾。根据丹麦制定的标准,可以把桥梁施工阶段,建筑施工对环境的影响转化为以人头计算的标准,再根据人头对环境的影响来判断施工阶段对环境的影响。

3桥梁加固后对环境的影响

3.1噪声污染

由于在桥梁加固后,噪声的来源主要是轮胎和桥面的摩擦,所以通过桥梁的车辆数量、车辆的载重量和车辆的起停次数都会对噪声的大小产生影响。当桥梁经过加固改造后,桥梁的整体强度增加了,桥面的损坏情况也改善了。车辆在桥面上行驶时,又快又稳,振动和颠抖现象大大减少。尤其是在桥面进行加宽之后,车辆的通行更加顺畅,堵车现象减弱,车辆的起停次数大大削减,都起到减少噪声的作用。此外,如果桥梁的载荷增大,会增加车辆的数量和车辆的载荷,造成更大的噪声污染。

因此,需要在桥面的重点部位设置噪声检测点,注意记录桥梁加固前后噪声的变化情况,如果噪声超过制定的规范标准,就需要进行有效的加固工作。

3.2空气污染

一方面,当桥梁加固后,不仅噪声情况得到有效改善,空气的质量问题也能得到一定的缓解。另一方面,车辆的增多又易对空气造成更多的污染。因此,对于加固后的桥梁,一定要在重点部位设置空气质量监测点,实时监控空气中CO、NO、NO2气体的浓度。再结合当地的空气质量,做出有效分析,全面综合分析评价空气污染对环境的影响。

4交通环保措施

4.1噪声防治措施

(1)加强对噪声源的控制是解决交通噪声污染的重要手段。可采取在某一路段、一定时间内禁止车辆或重型车辆通行,减少车辆的起停次数,不准鸣笛等交通管制措施,降低交通噪声。改进汽车动力机械设计、加强车辆保养管理,禁止低速大噪声和耗油的车辆在桥梁上运行。

(2)通过改善路面结构来降低噪声。目前国外多采用多孔隙沥青混凝土减噪路面,它是在路面结构层上铺筑一层具有很高空隙率的沥青混合料。

(3)采用声屏障,种植一定宽度的绿化带,最好采用灌木。

4.2空气污染防治措施

(1)尽量控制污染源,在居民区附近,特别是城市桥梁中,应避免大耗油车辆的通行。

(2)尽量避免交通堵塞。由于中央分隔带汽车尾气严重、气温高、环境恶劣、空气流动性大、水分蒸发加速,对植物生长极为不利,绿化植物可选用耐高温、抗旱、耐贫瘩,枝繁叶茂的常绿树木,与灌木搭配。

(3)在桥梁外侧伸出钢筋上放上盆景,主要是易吸收尾气的植物,同时也可以美化环境。

结语

综上所述,本文分别从桥梁加固前、桥梁加固中和桥梁加固后三阶段讨论了桥梁加固前后的环境变化。在桥梁加固前,从噪声污染、空气污染和桥梁日常维护方面进行了讨论;在桥梁加固中,从建筑材料的使用和建筑施工方面进行了讨论;在桥梁加固后,从噪声污染和空气污染方面进行了讨论。最后,提出几点交通环保措施,相信一定会为桥梁加固对环境影响的评价提供有效的参考价值。

参考文献: