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结构加固改造

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 2018-08-20 09:54:43

 桥梁加固维护浅谈

 一、桥梁维修加固的意义

桥梁是我国重要的运输介质,因此十分有必要保证其正常的使用。由于桥梁的承载负担增加了,桥梁容易出现老化破损的情况,因此要在实施桥梁检测之后,对有必要维护的桥梁进行加固维修,这项工作极为重要。


二、桥梁加固的范围
由于近年来交通量的增加,桥梁多出现裂缝、沉陷的现象。具体来说,主要包括两种因素。
(1)主观因素,在建设桥梁时,因施工技术水平低或材料质量差引起了沉陷、裂缝、变位等问题。
(2)客观因素,长时间运输使用、运输量增加、自然外力的破坏、养护不周引起混凝土破坏、伸缩缝堵塞等。
因此,要对桥梁进行维修加固,首先要分清造成桥梁损坏的原因,才能采取适当的措施。
做好桥梁的维修加固,不仅可以有效保证交通运输正常,还能延长桥梁的使用寿命。
三、桥梁的维修加固方法
从我国的主要三种桥梁:梁桥、石拱桥、钢筋砼板桥入手,在维修加固中采用不同的方法。
1、梁桥的维修加固
1.1、压力灌浆法
梁桥按出现裂缝大小的不同,可采取不同方法的压力灌浆对其进行修复加固。其中对于桥梁表面出现小于0.3mm的裂缝,可采取表面封闭的灌浆方法;对介于0.3mm和0.5mm之间出现的裂缝可采取化学灌浆封闭方法;而对于裂缝大于0.5mm时,应根据具体情况多采用凿槽嵌补法进行修复加固。压力灌浆法多用于裂缝较小的梁桥上,实践操作简单便捷。
1.2、增强截面法
增强截面法适用于桥梁出现强度、稳定性、抗裂性等相应力不足的情况下,即在梁桥的底面或侧面增加截面面积,同时增设配筋,并以此来有效提高梁的强度、稳定性和抗裂性,进而使梁的承受荷载能力增强,有效确保桥梁的运营质量。
 1.3、型钢粘贴法
桥梁经过长时间自然因素的损害,通常会出现纵向主筋被腐蚀、主梁承载能力相对不醉的现象,此时大都采用型钢粘贴法进行对其的维修加固。型钢粘贴法即以准备好的钢板替代桥梁原有的钢筋,使用粘结剂将钢板粘贴并锚固在桥梁出现问题的部位。在进行粘贴时,应确保钢板与桥梁原有的结构成为一体,如此可有效提高桥梁的稳定性和长久性。
1.4、增设桥墩法
增设桥墩法主要使用与跨度较大的桥梁,即在梁桥的简支梁下方增设桥墩,并以此来缩短桥梁相邻桥墩间的跨度,亦或将相邻的两个简支梁牢固的连接在一起,使之变为连续梁,从而大大提高桥梁的承载能力。
钢筋砼板桥梁的维修加固
 对于钢筋混凝土板桥梁出现的裂缝等常规问题,所采用的维修加固方法与上述方法大同小异,只是对于因地基不均匀而引起的沉降桥台、侧墙开裂和外倾,通常采用支撑法进行对其的维修加固。支撑法可根据不同情况分为托梁斜撑法和托梁立柱法两种,具体如下文所述:
 3.1、托梁斜撑法
 对于钢筋混凝土板桥来说,时间久了且随着交通量的日益加大,会造成桥梁板块不同程度的损坏,损坏较为严重的一般要进行更换,而对于由于配筋率、断面尺寸不足而引起桥梁跨中出现裂缝现象,多数采用托梁斜撑法进行维修加固。托梁斜撑法,即在桥梁盖板的跨中部位,现浇或预制一根与流水方向形同的钢筋砼托梁(如下图1所示),并以此来缩小桥梁盖板的跨径,进而增加盖板的承载能力。除此之外,应在托梁的两侧架设钢筋砼斜撑,通常斜撑的间距为1.5m—2.0m,并使斜撑与支撑托梁和桥台牢固连接,,从而达到有效提高桥梁板块的整体承载能力。
3.2、托梁立柱法

托梁立柱法是进行桥梁维修加固中经常采用的一种方法,具有操作简单、施工方便的优点。托梁立柱法在进行托梁时的操作是完全相同的,只是将托梁的斜撑法改为立柱法(如图2所示),对于支撑托梁的立柱需另设基础,使之处于一种较为稳固的状态,从而发挥支柱的支托作用。


四、桥梁加固的三大误区
1、桥梁加固误区之一:加固设计忽略分阶段受力特点,机械套用新建桥梁设计程序
  桥梁结构自重和恒载大,一般均采用带载加固,即在不卸除结构自重和恒载的情况下对结构进行加固补强,待后加补强材料与原结构粘结为整体后,开放交通允许车辆通行。构件自重和不拆除的恒载由原梁承担,车辆荷载及后加恒载由加固后的组合截面承担,桥梁加固设计必需考虑分阶段受力特点。
  中交一院西安瑞通路桥科技有限公司总经理许宏元以“一个应引起广泛重视的技术认识误区”为题,客观地分析了我国桥梁加固设计存在的问题,他指出:“《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T122-2008)己于2008年10月1日正式实施,,这本规范特别指出桥梁加固设计应考虑分阶段受力。----从笔者参与审查的几个大型桥梁加固项目来看,加固设计者并没有完全理解加固规范的基本原则。还是在沿用过去的设计理念,采用一阶段受力加固,”。
  1.1为什么要特别强调“桥梁加固设计应考虑分阶段受力特点。
  桥梁加固设计特别强调应考虑分阶段受力特点的主要原因桥梁结构自重和恒载大,一般均采用带载加固,分阶段受力对结构承载力的影响大。北京公科固桥技术有限公司副总经理李承昌介绍了一座跨径布置为20+25+20m钢筋混凝土连续空心板桥自荷载效组合情况,“不考虑荷载组合系数时,边跨跨中恒载产生的弯矩占总弯矩的64%,墩顶恒载墩恒载产生的弯矩占总弯矩的78%,中跨跨中恒载产生的弯矩占总弯矩的63.4%”
  以常用的中等跨径的桥梁为例,占总内力60%左右的恒载内力(又称一期荷载效应)是由原梁钢筋承担的,后加补强后强材料与原梁钢筋一起只承担占总内力40%左右的活载内力(又称二期荷载效应)。换句话说,在进行加固时,原梁钢筋己承受了60%左右荷载内力,具有60%左右的初应变(或应力)。加固后在活载(即二期荷载)作用下,后加?强材料开始受力,原梁钢筋的应变(或应力)继续增加,两者共同承担两40%左右的内力。在加固构件中原梁钢筋和后加补强材料的应力增长的起点不同,原梁钢筋的应变(或应力)超前,后加补强材料应变(或应力)滞后,这必将对结构破坏状态和承载力产生影响,其影响程度与一期荷载效应占总荷载效应(或原钢筋初应变占总应变)的百分比有关,一期荷载效应(或初应变)占的比重越大,分阶段受力对对结构破坏状态和承载力产生影响越大。一般认为,一期荷载效应(或初应变)占的比重小于15%时,可忽略分阶段受力的影响。常用的中等跨径的桥梁一期荷载效应(或初应变)占的比重己达60%左右,随着桥梁跨径的加大,结构自重和恒载引起的内力所占的比重还会加大,分阶段受力对结构破坏状态和承载力的影响是绝不能忽略。
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