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桥梁加固工程技术探究论文

时间:2021-02-27 08:29:49 毕业论文范文 我要投稿

桥梁加固工程技术探究论文

  摘要:近年来我国经济快速发展,汽车保有量增大,交通运输量大幅度增长,部分旧桥不能满足现代交通运输要求,需要在原桥基础上采取加固措施,提高它们的承载能力。文章主要对我国现有桥梁现状进行了分析,并对桥梁加固方法进行了深入研究和探讨。

桥梁加固工程技术探究论文

  关键词:桥梁;加固原因;工程技术;现状要点

  采用相应的技术手段、措施对桥梁受力结构进行补强加固,在不能满足继续使用的情条件下进行有效处理,使桥梁的承载力提高,继续安全地工作,满足安全性、适用性、耐久性的要求的过程桥梁加固。桥梁需要加固补强的原因很多,主要有桥梁年久失修、设计不当、施工过程中品控不严或车辆荷载增大等。桥梁加固后,可以满足继续使用的要求,与拆除重建相比,节约资金。

  1我国老、旧桥梁工程现状

  近年来我国经济快速发展,人们生活水平不断提高,汽车保有量增大,交通运输量大幅度增长。许多前期修建的桥梁,由于当时经济及实际需求限制,设计承载能力低,车流少、桥体狭窄。随着车流增大,大型车辆载重大,我国桥梁工程负荷环境恶劣,前期修建的大批桥梁出现一定的损伤。常规桥梁中以梁桥、拱桥为主,普通梁桥的上部结构常常伴有裂缝、露筋、局部破损等,且梁板受汽车震动冲击变形量大;下部结构受风蚀、水蚀作用,常常伴有墩柱混凝土麻面、剥落、露筋等。圬工拱桥更是存在抗震性能差,拱肋、拱波裂缝超限等问题。桥梁的承载能力明显下降,有相当一部分成为危桥,严重影响影响了交通行驶安全、桥梁安全状况迫待加以改善。对这些桥梁需要通过加固补强来提高设计承载能力。特别是对于修建年代久远、质量低、病害严重的老桥,或因设计、施工以及使用上的种种原因存在不同缺陷的桥梁,承载能力偏低,已不能满足现代交通需求,而采取限重、限流,甚至不得不封闭交通。对于上述不能满足现代交通运输要求的旧桥,如果拆除重建,将耗费巨大的人力、物力、财力。因此,如果能在原桥基础上采取有效的加固改造措施,提高它们的承载能力,将给国家带来巨大的经济效益。所以世界各国都把旧桥视为宝贵的财富,力求充分地利用旧桥价值,进行适当地维修和加固,延长其使用寿命,以满足交通运输发展的需要。据有关资料统计,旧桥加固所需的费用仅是新建桥梁的10%左右,由此可见旧桥加固经济效果十分显著。

  2桥梁病害原因简析

  桥梁病害原因多种多样,但目前来看,大多病害的发展原因都离不开如下几条:①近年来我国经济快速发展,交通运输量大幅度增长,大型拖挂运输和集装箱、重型车辆日益增多;②早期建设的桥梁工程结构设计标准低,受当时经济、技术条件影响,材料强度低;③旧有桥梁在长期使用过程中,材料老化、结构变形;④近年修建的桥梁,因勘察设计不合理或施工过程中品控不严,部分桥梁也存在一定的安全隐患。

  3桥梁工程加固特点

  特点如下:①需要加固的桥梁工程,大多都正在使用中,有现实的交通需要。在不中断交通的情况下进行桥梁加固,需要采取限流或封闭措施,对交通造成干扰;②桥梁工程加固一般都是不改变原桥梁受力形式,所以受到原设计的限制;③原桥梁结构材料与加固材料的结合是个难题,包含新老结构体系的变化和过渡,还包括新老桥体的接合面;④施工风险大,凡是需要进行加固的桥梁,多数结构已处在受力不利状态。老桥有的缺乏原有设计资料和施工记录,桥体结构内部情况不详,很难确定其极限承载能力,给旧桥加固带来了风险。

  4加固原则

  加固工程实施前,首先要对旧桥进行勘察,根据桥梁的使用现状、病害以及未来周边路网发展趋势,对加固的必要性和可行性进行评估,然后对各种加固方案的技术经济效果进行比较,选择合理的加固方案。一般应符合下列要求:①与重建新桥相比,费用节约60%~70%以上才更能突显改造价值。包括因加固桥梁中断交通造成的经济损失;②桥梁经加固后,其承载力和继续使用年限方面都满足相关技术标准;③经勘测计算,桥梁下部地基基础承载能力能满足加固后所需提供的承载力。④对加固技术是否安全可行及经济性等进行全面评估,采用合理的加固措施。

  5桥梁加固方法

  加固方法应根据桥梁本身实际情况和环境来选择,在桥梁上、下部加固前,应先将桥梁的裂缝、麻面等病害处理完之后方才能实施。目前圬工拱桥的加固方法较为简单,无外乎拱圈加贴钢板、加大不利构件受力面积等。而对于双曲拱桥,由于其受力特点本身存在不合理,在基本地震烈度大于7度地区不建议再做加固处理(建议拆除新建)。下面仅对常规梁桥的加固方法进行简单探究。(1)普通梁桥上部加固。涉及梁桥结构问题,经常是梁板长期受荷载作用导致的.挠度过大、以及长期的外部环境导致的混凝土老化、混凝土开裂、钢筋锈蚀等,是结构承载力降低主因。加固设计应针对不同的病害特征,采用相对应的加固方法。针对以上病害,常规做法是重做桥面铺装及修补梁板间横向联系。为了提高主梁承载能力,在修补外观混凝土后,梁底贴钢板或是碳纤维布、碳纤维板也是常见做法。体外预应力加固法由于施工相对复杂,要求控制因素较多,一般采用较少,但在提高主梁承载力方面,其优势非常明显,在车辆荷载不断增加及材料进步的背景下,其未来应用空间会更加广阔。以下简单介绍体外预应力加固方法相关概念。桥底抗弯能力不足或主梁挠度过大时,可在梁外施加预应力。外部预应力钢索加固一般采用预应力钢丝束或钢绞线,沿梁肋侧面按某种线形设置,通过张拉实现体外预应力。梁底设置若干定位装置,以保证钢索线形并固定其位置。钢索锚固于梁两端。预应力钢索通常套以保护管,或待张拉锚固后用混凝土包裹,以防锈蚀。①体外预应力加固的优缺点。体外预应力加固方法的优点是:可在不改变桥梁结构的情况下平衡桥梁所受的外力;能够较大幅度地提高结构的承载能力和结构刚度;便于维修及更换体外力筋;能够有效地控制原结构的裂缝和挠度,使挠度大幅度减小,提高原梁的整体性;体外预应力可调节;桥梁加固期间不中断交通,对交通影响小;所需的设备简单,施工工期短,节约施工成本。同时,体外预应力加固法也有不足,预应力筋易损坏,由于预应力状态下伸长率小可能失去了桥梁的危险预警;②体外预应力加固方法。首先将高强钢丝锚固于被加固梁体上,用支承角钢固定,原梁钢筋布置形式确定支承角钢与被加固梁体的锚固方式,通常用植入膨胀螺栓(或植筋),亦可采用膨胀螺栓与胶结(或焊接)相结合的方式。采用螺旋扣环拉紧器或测力扳手扭进螺帽进行张拉,对梁体施加预加力,然后喷注具有较高抗拉强度的复合砂浆,将预加力筋与被加固梁体粘结为一体,构成有粘结预应力加固体系。复合砂浆粘结强度高,使桥梁与后加预应力筋共同工作,抵抗外部荷载。复合砂浆的高强度性能是保证结构承载力,提高抗裂性,保护预应力筋避免锈蚀的重要前提。(2)桥梁下部结构加固方法。①盖梁可采用施加体外预应力、增大截面、粘贴钢板或纤维复合材料等方法进行加固;②墩柱可采用增大截面尺寸、钢套管内灌注混凝土、粘贴纤维复合材料或钢板等方法加固;③台身可采用外包钢筋混凝土套箍、更换台后填土、增设辅助挡土墙、框架梁加注浆锚杆等方法加固;④基础可采用扩大基础受力面积、或增加基桩数量、设纵横向支撑梁等方法加固;⑤桥梁抗震方面:现使用中桥梁的钢筋混凝土桥墩通常刚性大,但是在抵抗弯曲和剪切破坏的能力不足,现加固方法中应用比较多的有增大桥墩尺寸、外包钢管或粘贴碳纤维布加固方法等。

  6结束语

  了解既有桥梁现状,并根据具体病害深入研究选择合理的加固措施,使旧桥、危桥继续创造价值,具有重要的现实意义。

  参考文献:

  [1]中国公路学报编辑部.中国桥梁工程学术研究综述2014[J].中国公路学报,2014,(5):1-96.

  [2]肖贤德,王福敏,连启滨.桥梁加固改建新方法及其试验研究[J].公路交通技术,2003,(2):30-35.

  [3]田伟良.公路桥梁加固技术方法[J].交通世界(建养.机械),2014,(Z1).

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