桥梁上部结构加固方法探讨?

探讨桥梁上部结构的加固方法非常重要。方法的初衷是为了达到更好的加固效果,每个细节的处理都很重要。仲达咨询将讨论和介绍桥梁上部结构的加固方法。

1梁桥

梁式桥上部结构加固的常用方法有很多,可以细分为以下几种具体方法。

1.增大或增加构件截面的方法可根据实际情况分为以下几种方法。

1)桥面加固方法

桥面加固层加固法是在旧混凝土或钢筋混凝土桥面上增加一层混凝土或钢筋混凝土加固层进行加固的方法。实施方法有:钢筋网与混凝土、钢筋网与膨胀混凝土、钢纤维混凝土,其中钢筋混凝土加固层加固应用最为广泛。

桥面加固层的加固方法不仅可以修复有裂缝和剥落的破损桥面,还可以增加高原梁板的有效高度,提高梁板的抗弯能力,改善铰接梁板的侧向荷载分布,从而提高桥梁的承载能力。

这种方法的优点是施工方便,可以像一般的桥面混凝土铺装施工一样进行:对于双车道或桥面加宽板桥,可以半通车半施工,对交通影响不大,也可以与路面养护一起进行。缺点是加固后必须维护桥面,限制通行。

2)增加梁截面和加固方法

当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性不足时,通常采用增大构件截面、增加配筋等加固方法。增加构件截面和配筋来提高主梁承载能力的加固方法一般用于加固梁板桥,也可用于加固拱肋。对于梁板桥,主要考虑在板梁底面增加主筋和截面,如T梁桥的加固方法。

抗拉强度不足的简支梁桥加固时,可在梁的底部(受拉区)或侧面增设钢筋主筋,或在腹板增设钢筋,然后喷射或浇筑混凝土,以增大梁的受弯截面,提高梁的承载能力。

这种方法的优点是可以在桥下施工,不影响交通,而且加固工作量不大,加固效果也比较显著,是一种应用比较广泛的方法。缺点是加固时需要凿除旧梁,操作麻烦,工作量大,经常需要脚手架。

3)粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法是利用环氧树脂系列胶粘剂将钢板粘贴到钢筋混凝土结构的受拉边缘或薄弱部位,使其与结构形成一个整体,以代替需要增加的钢筋,从而提高梁的承载能力,达到加固效果。原理如图3所示。适用于受弯、受剪和受拉构件,相对湿度不大于70%,无化学腐蚀。

粘贴钢板加固桥梁不需要破坏原有的加固结构,加固工程几乎不增加原有结构的尺寸,且施工周期短,操作简单,易于控制工程质量。缺点是结合面需要处理,需要钻埋螺栓孔,容易破坏原有结构,钢板需要防腐处理,增加了以后的维护工作。

4)粘贴碳纤维布加固法。

碳纤维布具有重量轻、强度高、操作简单、易粘贴、无腐蚀等特点,可用于弯曲、剪切、抗震等多种形式的加固。

粘贴碳纤维布加固法适用于梁式桥、板桥的抗弯、抗剪加固,以及混凝土桥墩的抗剪、抗压加固等。对于配筋率低或钢筋锈蚀严重的旧桥,加固效果尤为明显。但是,需要指出的是,适用的环境(如温度、湿度等。用这种方法加固桥梁时,必须严格遵守材料的)。由于碳纤维布的延性较差,对于配筋率较高的梁、板,仅靠粘贴碳纤维往往无法达到预期的加固效果。

2.改变结构系统方法

改变结构体系法是通过改变桥梁结构体系来提高承载力的加固方法。改变结构体系的方法很多,往往需要在桥下操作或设置永久性设施,会影响桥下净空。因此,在不影响桥梁通航和泄洪能力的情况下,一般采用改变结构体系的方法。

这种方法具有很好的加固效果,特别是用于解决超重车辆临时通行的I临时加固问题。重型车辆通过后,临时桥墩可随时拆除,对通航和泄洪影响不大。具体做法是:

1)简支连续法

在简支梁下增设临时墩或连接相邻简支梁,改变原结构的受力体系,或将多跨简支梁的梁端连接成多跨连续梁,以改善结构的受力状况,提高桥梁的承载能力。具体方法有:增设辅助墩法、变简支梁为连续梁加固法、八字支撑法。

2)改桥为涵的加固方法

对于跨度较小的桥梁,在不影响通航和泄洪能力的情况下,可采用桥改涵的方法进行加固。

3.预应力加固方法:

预应力加固法是指利用预应力原理,对增设构件或原有构件(如主梁)施加预应力的一种加固方法。对于钢筋混凝土或预应力混凝土梁板,在受拉区施加预压力,可以抵消部分自重应力,起到卸载作用,从而大大提高承载力。

预应力加固法适用于正截面抗弯承载力不足,正截面受拉区钢筋锈蚀,梁的挠度因抗弯刚度不足超过规定值,或梁的受拉区裂缝宽度因刚度过小超过规定值,梁的斜截面抗剪强度不足的情况。

预应力加固法的优点是施工工艺简单,交通干扰少,设备简单,人力投入少,施工周期短,经济效益明显,可大幅度提高或恢复桥梁的承载能力,对原有结构破坏小,不影响桥下净空。在选择加固方法的过程中,很容易优先考虑。

4.添加纵梁方法

在桥墩基础技术状况良好且有足够承载力的情况下,可以增加高承载力、高刚度的新纵梁,这些新纵梁与旧纵梁相连,承受相同的力。

这种方法的原理是:加固后,新增主梁后荷载在桥梁结构中重新分布,使原梁中的荷载减小,从而提高加固桥梁的承载力和刚度。当增加的纵梁位于主梁的一侧或两侧时,还具有加宽的作用。

当旧桥主梁中间增加一根纵梁时,可将个别主梁或相邻两根主梁之间的翼板拆除,形成一个空位,然后在空位上安装一根承载力和刚度都比原主梁大的新纵梁。为了保证新旧主梁能够共同工作,必须注意新旧梁之间的横向连接,使新旧梁能够连接起来。横向连接方式有企口铰链、键槽连接、焊接和钢板铰链。

2钢筋混凝土拱桥

钢筋混凝土拱桥的加固主要是指拱肋的加固、拱横系梁的加固和上部结构填充物的调整等。现在,各种方法描述如下:

1)粘贴钢板及加固方法

粘贴钢板加固拱肋的具体方法是:将拱肋表面清理整齐后,用环氧砂浆将钢板粘贴在拱肋的适当位置。粘贴钢板的位置主要在拱肋截面以下,可在拱圈圆弧范围内间隔粘贴成一整板(或分块焊接),钢板厚度宜为4 ~ 10 mm .当拱圈开裂或承载力不足时,粘钢板法加固效果明显。

针对钢板加工、成型及有时粘结不牢的问题,根据实际加固工作的需要,也可采用粘贴钢筋的加固方法。

粘贴钢筋的施工方法与粘贴钢板加固拱肋的施工方法基本相同,只是采用了钢筋。从实际情况来看,与粘贴钢板法相比,该方法具有与结构物粘附性好、加固成型容易、加固效果更明显的特点。

2)拱肋截面的扩展和加固方法

通过用钢筋和混凝土包裹原拱肋,增大拱肋截面尺寸,增加拱肋截面配筋率或将未加固拱肋改为加固拱肋,可以提高拱肋的抗弯刚度。这种扩大拱肋截面的加固方法加固效果明显,效果显著,应用广泛。

3)拱肋间横梁的加固方法

横向连接较弱时,可通过增加原拱肋间横向系梁的截面或在原横向系梁旁另加一根横向系梁来加强拱肋的抗扭刚度和横向整体性。这种方法一般可与上述拱肋加大截面法一起考虑,并能达到较好的加固效果。

4)调整拱上自重,改变结构体系的配筋方式。

调整拱上自重,改变结构体系的加固方法,适用于拱脚因自重或地基承载力不足而水平位移或转动,拱轴线变形的情况。有条件的话,调整拱上自重的布置,改变拱桥的结构体系,改善结构的受力状况,达到加固的目的。

必须注意的是,加固施工中拆除旧桥拱架结构时,要特别注意平衡拱架上的受力,防止桥梁垮塌。

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