桥梁加固范例6篇

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桥梁加固

桥梁加固范文1

关键词:桥梁 基础 上部 桥面铺装 裂缝 加固方法

【分类号】U445.72

随着社会经济的快速发展,公路桥梁承受负荷愈来愈大,好多旧桥由于荷载等级低,使用年限长,已满足不了交通量的要求。原有桥梁出现的基础、上部等部位病害日益严重,直接影响公路的安全运营。桥梁承载能力不足,已成严重隐患。

下面就介绍桥梁结构的几种加固方法及注意事项,一臻读者。

在桥梁的加固设计及施工时,应注意一下几个方面:

1.认真分析桥梁病害及承载力不足的原因,以便采取相应的加固措施。

2.必要时要进行加固荷载试验,为加固提供设计数据。

3.对只做上部加固的桥梁时,同时要注意下部结构的受力状况。

4.加固时应方便交通。

5.加固方法尽可能简便易行,便于养护和检查。

6.加固施工完成后要经常进行观测和记录。

一、基础加固

桥梁基础是关键,由于过去经济、技术限制,大多数旧桥采用天然地基浅基础,堤置深度浅,易受水冲刷淘空,或因河水改道而冲刷桥梁引道,引起桥台基础冲空,或地基局部软弱而桥台沉降引起开裂,此类现象,在桥梁墩台基础发生的很多。根据不同情况,采取以下加固方法:

1、扩大基础加固法

指扩大桥梁基础底面积的方法。适用于基础承载力不足或埋置太浅,而墩台又是圬工或混凝土刚性实体式基础时的情况。扩大基础底面积应由地基强度检算确定。当地基强度满足要求,而缺陷仅仅表现为不均匀沉降变形过大时,采用扩大基础底面积的加固,主要由地基变形计算来加以选定。在刚性实体式基础周围加石砌圬工或混凝土,以扩大基础的承载面积。

顺序如下:(1)常在必须加宽的范围内先打板桩围堰,如墩台基底地基土质较差时,应作必要的加固;(2)挖去堰内土体,只需挖至必要的深度(注意墩台的安全);(3)在堰内把水抽干后,铺砌浆 砌)石块或制作混凝土基础;(4)新旧基础要注意牢固结合,施工时,可加设连系(锚固)钢筋或插以钢销,以使加固扩大基础和旧基础牢固地结合成一整体。

2、增补桩基加固法

在桩式基础的周围补加钻孔桩或打人钢筋混凝土预制桩并扩大原有承台,以此提高基础承载力、增加基础稳定性,这种加固法称为增补桩基加固法。其优点是:不需要抽水筑坝等水下施工作业,且加固效果显著。

当桥台垂直承载力不足时,一般可在台前增加一排桩并浇筑盖梁,以分担上部结构传来的应力;打桩(或钻孔桩)时可利用原有桥作脚手架,在桥上开洞插桩;增浇的盖梁可单独受力,也可联结在一起,使旧盖梁、旧桩及新桩共同受力。

3、 钢筋混凝土套箍或护套加固法

当桥梁墩台病害由于基础埋深不够或施工质量控制不严等原因造成的,导致墩台开裂破损时,一般在墩台身上中下分设三道带箍,其间距大致相当于桥墩侧面的宽度。每个带箍的宽度则根据裂缝的宽度和开裂情况而定。一般约为墩台高度的1/10,厚度采用10~20cm。当墩台损坏严重,如墩(台)身严重开裂或大面积表面破损、风化、剥落时,则可采用围绕整个墩台身设置钢筋混凝土护套的方法加固。

4. 对跨径较小条件许可的情况下,可用浆砌片石铺砌河床,并在上游设置丁坝,同时打木桩以扩大桥台基础。经实践,这些办法简单易行,效果明显。

具体做法为:在桥跨范围内满铺C20片石混凝土,厚度30cm,铺砌两端设置截水墙,深度为1m,宽度不少于0.6m。上游适当位置设置丁坝便于将河水导入主河道,避免洪水直接冲刷桥台。

二、桥梁上部结构改建

在实践中,好多旧桥拆除重建得不偿失,通过技术研究,经济比较,利用原有结构进行改建不失为上策,若通行量不够,可拼接加宽,若荷载不够,可改为板梁结构,具体做法:

1.拱式结构改建为板式结构:

对于小跨石拱桥,由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或地基较差发生不均匀沉降而导致拱圈开裂,可改用板式结构。在拱上填土厚度满足的情况下,采取拆除桥面铺装、拱圈,同时将原桥台起拱线以上的填土、侧墙拆除,加高桥台至新设计标高,按超限荷载设计钢筋混凝土板,重新筑修。当然,假如拱上厚度够,可不拆除拱圈,直接在上面施工混凝土梁板,

2. 旧桥拼宽:

对验算满足超限运输的旧桥,按实际通行量设计拼宽旧桥,以保证通行车辆安全。例如:312国道丹凤段老君桥,左边系上世纪七十年代初修建的多孔石拱桥,仅可以单向通行,在1998年312 国道改造时,将其拼宽,下部桥台桥墩重生,上部车辆分行,以满足国道车流量要求。拼接时综合考虑了与原桥台高度、跨径、矢跨比等因素,基础置基岩及荷载超重问题,建成后与周边环境非常协调,经十余年使用,效果良好。

三、裂缝处理

裂缝在桥梁病害中比较常见,产生的原因也很复杂,出现裂缝后,其受力截面发生应力重分布,有效截面变小,应力增大,相应承载力降低,通常采用的补就办法就是塞缝灌浆,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂砂浆等,具体应用应结合实际情况而定。

通常水泥浆、水泥砂浆用于石砌墩台和拱圈裂缝,以裂缝大小确定掺例,这种造价低,效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,处理的裂缝较小,易灌满,粘结性好。环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝,塞缝灌浆做法为:先用1:1水泥砂浆勾缝,勾缝时预留6-8mm直径的灌浆孔,孔距0.4-1.0m,待勾缝砂浆达一定强度后灌浆,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0.3m,方法与水泥浆灌法相同。这种综合治理在实践中应用普遍,通过试载及观察,满意度较高。

以上主要分析了在进行桥梁加固时在设计施工等方面应当注意的几个方面,同时根据实践经验比较浅显的介绍了几种常用的加固方法,以便大家在实践中加以借鉴。

参考文献:1.《西北公路》1989年第1期

2.《公路》1994年第12期

作者简介:

桥梁加固范文2

关键词:桥梁加固;意义;方法

中图分类号:U44 文献标识码:A

自改革开放以来,我国的交通设施建设进入了快速发展阶段。桥梁作为交通干线的重要组成部分,是交通畅通的重要保证,所以,保证桥梁的使用性能是具有极其重要意义的。近年来,在经济的快速发展下,我国的公路运输量呈不断增加的趋势。随着运输量的不断增加,很大一部分桥梁由于在建设之初在材料、设计、施工等多方面的影响下,已无法满足不断增加的负荷的要求,桥梁长时间的处于超负荷承力状态,破损情况严重。导致桥梁破损的情况是多方面的,如止前车辆超载情况越来越严重;交通运输量不断的增加;桥梁各构件及材料在长时间的使用过程中出现老化;自然环境侵蚀及地质灾害等都会不同程度的造成桥梁沉陷、裂缝等,严重影响交通运输的安全,所以对这部分破损的桥梁进行加固是必然的趋势。

1 桥梁加固概述

我国目前公路上存在的桥梁很大一部分都是处于上个世纪末期修建的,当时的设计、施工标准及材料的质量标准都处于较低的一个水平,在交通量少,运行的初期通常还不会有较大的问题出现。但经济的发展带动了运输量的激增,这时桥梁的各方面功能就无法满足当前交通运输的需求。目前我国的桥梁中危桥占有一定的比例,这些桥梁较窄,无法满足通车的净空及通行能力的需求,由于在设计和施工时由于存在着不完善的地方,所以长年在自然环境的侵蚀及洪水的冲涮下沉降、拱起、开裂情况严重,再加之超载车辆的增多,使桥梁的安全性无法保证,近几年来,桥梁坍塌所造成的群众生命和财产受到损害的事故频繁发生,使人们对桥梁的安全性提出了更高的要求。

由于很大一部分桥梁都有不同程度的破损情况,但桥梁的整体还较为完好,如果盲目的把所有破损的桥梁都推倒进行重建,不仅需要耗费大量的资金,同时也影响交通的正常运行。所以从经济和保证交通运行的角度上对破损的桥梁进行加固改造,使其具有更高的承载力,延长其使用寿命,这对现代的交通运输将起到极其重要的作用,同时又节约了大量的重建资金,所以桥梁加固所带来的经济效益将是十分显著的。

2 桥梁加固的原则

2.1 不改变原建筑结构原则

桥梁加固是在原有的桥梁基础上,对其构件及配件进行更换,从而增加桥梁的承载能力和通行能力。但也有特殊的情况下,需要对原有桥梁进行重建或是改建时则需要对桥梁的结构进行改动。这多数是由于原有桥梁进行加固后也无法适应当前交通需求时,则要进行重建,这时则需要充分考虑到中长期交通运输的需要,在建设时也要按照现代桥梁的建设规范进行设计和施工。

2.2 灵活处理原则

(1)改变原有的桥梁结构,用新的结构替代原有的承载能力有限的结构;(2)将原有结构的构件横截面积增加或者扩大,用以增加桥梁原结构的刚度和强度;(3)将原有的受力系统进行调整,减少原结构的受力大小;(4)加固时若用增加或扩大桥梁截面的方式,须注重新增加部分和原来的部分的结合,让二者能够组成一个整体发挥加固效能;(5)对原有的结构新增外应力,改变原有结构的受力层次,将提高桥梁的刚度和强度;(6)无论使用哪一种加固方法,在施工时都应考虑功效快、投资低、不影响交通、技术上具有可操作性、能够持久耐用的施工要求。

3 桥梁加固设计方法

3.1 体外预应力的加固法

这一加固方法的原理在于在桥梁下缘的受拉区域增设预应力材料,在张拉的作用下使桥梁产生预应力,梁体会产生上拱效应,抵消了桥梁的部分自重应力,降低壳体结构变形速度以及裂缝的宽度,改变结构受力系统,很大程度上将桥梁结构的承载能力提高。所以这一方法是使用最广泛的加固方法之一,其缺点在于体外预应力钢筋的防腐问题会相应增加桥梁的养护费用,通常不是公路部门的首先方法。

3.2 改变结构受力系统的加固法

这一方法主要是在改变桥梁结构受力系统的基础上实现提高桥梁的承载力。具体操作如将简支梁和简支梁进行纵向的连接,从而将简支梁变成连续梁,或者在桥梁的下方架设桥墩或者支架,又或者在梁下设置类似钢桁架的叠合梁及加劲梁来降低梁的外应力,增加桥梁的承载能力。改变桥梁的结构体系有很多的方式,不过都需要在桥下进行施工操作或者增设永久性设施。这一方法减少了桥下的空间,在施工中会对交通造成影响,如此,在施工设计时就必须综合考虑桥梁的通行能力和泄洪能力,另外,若使用了临时支架进行加固,会对原有的简支梁的受力结构造成影响,支点会发生弯矩,所以在施工时应进行受力的验算。

3.3 桥面补强层的加固法

即在梁的顶部铺设一层钢筋混凝土结构,施工时,通常先将旧桥面凿除,这样可以是主梁与加强层形成一个整体,以此来增加主梁的厚度,改变桥面的横截面负荷分布,加强主梁的抗压能力,从而提高桥梁的整体承载能力。

3.4 增加配筋及截面的加固法

当桥梁出现刚度、强度、抗震能力及稳定性能问题情况时,通常采用的加固方法为增加桥梁配筋、增加桥体的构建截面等,这种加固法主要是通过使桥体侧面和梁底的面积以及增加主筋的数量,用以提高梁的有效高度及抗弯能力,以此增加桥梁的承载力,这一方法被广泛应用于拱桥以及梁桥的加固设计。

3.5 碳纤维或钢板粘贴的加固法

碳纤维加固方法是新引进国内的一种技术,优点在于耐腐蚀、强度高,当前正在推广应用,钢板粘贴加固法主要是采用锚栓和粘结剂把钢板粘贴锚在混凝土受拉或者其他薄弱位置固定,将加固混凝土与钢板连成一个整体,最终提高桥梁的承载力,这一方法的优势在于不改变原有桥梁结构且施工简单,技术可靠,工艺较为成熟,近几年得到了广泛应用。

结语

目前在发达国家已把新建桥梁放在了次要的位置,更着力于对桥梁加固的研究,桥梁加固问题已成为全世界共同关注的重要课题。在我国现有的桥梁中,出现破损情况的桥梁多集中在中小桥梁中,所以对中小桥梁进行加固改造已成为当前特别需要关注的重要问题,随着我国桥梁技术的不断发展和完善,不断的加大对现有破损的桥梁进行加固改造研究力度,从而提高对桥梁维护和加固的水平对我国的交通运输和经济发展是具有极其重要意义的。

桥梁加固范文3

关键词:公路桥梁;加固;梁桥;拱桥

公路桥梁的加固方法,与养护维修方法一样,是公路桥梁养护技术体系的基础部分,是检查、评定等工作在实际工作中的最终服务对象。对于公路桥梁的加固,根据情况的不同,采用的方法也多种多样,究竟在什么情况下才进行加固,加固时采用何种加固方法为好,这些都是桥梁加固时,必须考虑的原则问题。

1公路桥梁上部结构加固方法

1 1梁桥

梁桥上部结构加固的常用方法很多,就公路桥梁加固的方法而论,可细分为以下不同的具体方法。

(1)扩大或增加构件截面法,根据实际情况可分为:

①桥面补强层加固法。桥面板补强层加固法是在旧有混凝土或钢筋混凝土桥面板上,重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层进行加固的方法。实现方式有:钢筋网与混凝土、钢筋网与膨胀混凝土、钢纤维混凝土,采用最多的是钢筋混凝土补强层加固。

桥面补强层加固法既能修补已出现裂缝、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,从而提高桥梁的荷载能力。

该方法的优点是施工比较方便,可与一般修筑桥面混凝土铺装层一样进行;对双车道或桥面拓宽的梁板桥,可以半幅通车半幅施工,对交通影响不大,还可结合道路路面维修养护工作一起进行。缺点是桥面补强后须经养护,要对交通进行限制。

②增加梁截面和配筋加固法。增大构件截面和增加配筋的加固方法通常用于当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时的情况。增大构件截面和配筋来提高主梁承载能力的加固法,一般多用于梁、板桥的加固,还可用于拱肋的加固。对于梁、板桥,主要是考虑增设板梁底面的加强主筋和截面。

对抗拉强度不足的简支梁桥进行补强施工时,可在梁底部(受拉区)或侧面增配补强主筋,或在腹板上增设补强钢筋,然后喷涂或浇筑混凝土,从而使梁的抗弯截面增大,以提高梁的承载能力。

该方法的优点是能在桥下施工,不影响交通,加固工作量不大,而且加固的效果也较为显著,是一种应用较多的方法。缺点是加固中需对旧梁进行凿毛工作,操作麻烦、工作量较大,常需搭设脚手架。

③粘贴钢板补强法。粘贴钢板补强法采用环氧树脂系列粘结剂将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉缘或薄弱部位,使之与结构物形成整体,用以代替需增设的补强钢筋,从而提高梁的承载能力,达到补强效果。适用于受弯、受剪、和受拉构件,相对湿度不大于70%,无化学腐蚀地区。

用粘贴钢板来加固桥梁,不需要破坏被加固的原有结构物,加固工程几乎不增大原结构尺寸,而且施工周期短,操作简便,易于控制工程质量。缺点是需对结合面进行处理,并钻埋螺栓孔,容易对原结构造成损害,钢板需做防腐处理,增加了日后的养护工作。

④粘贴碳纤维片加固法。碳纤维片材具有轻质高强、操作简便、易于粘贴、不锈蚀的特点,可用于抗弯、抗剪、抗震等多种形式的加固。

粘贴碳纤维片加固法适用于梁桥、板桥的抗弯和抗剪加固,以及混凝土墩柱的抗剪、抗压补强等。但需要指出的是,采用该方法加固桥梁时必须严格遵守材料的适用环境(如温度、湿度等);由于碳纤维片材延性较差,因此对于配筋率较高的梁、板的加固,仅采用粘贴碳纤维往往达不到预期的加固效果。

(2)改变结构体系法

改变结构体系法是通过改变桥梁结构体系,提高承载能力的一种加固方法。改变结构体系的方法很多,往往都要在桥下操作,或设置永久设施,影响桥下净空。因此,改变结构体系法一般在不影响通航及桥梁排洪能力的情况下使用。

该方法加固效果较好,特别是用于解决临时通行超重车辆的临时加固问题时,重车通过后,临时支墩可以随时拆除,故对通航、排洪影响不大。具体做法有:

①简支变连续法。在简支梁下增设临时支墩或把相邻的简支梁加以连接,改变原有结构物的受力体系,或将多跨简支梁的梁端连接起来,变为多跨连续梁,以改善结构的受力状况,提高桥梁的承载能力。具体做法有:加辅助墩法、简支梁变为连续梁加固法及八字支撑法等。

②改桥为涵加固法。对于跨径较小的桥梁,在不影响通航和排洪能力的情况下,可采用改桥为涵的方法进行加固。

(3)预应力加固法

预应力加固法是指运用预应力原理,在增设的构件或原有构件(如主梁梁体)中,施加一定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,对受拉区施加预压力,可以抵消部分自重应力,起到卸载作用,从而能较大幅度地提高承载能力。

预应力加固法适用于正截面受弯承载力不足、正截面受拉区钢筋锈蚀,梁抗弯刚度不足导致的梁挠度超过规定或由于刚度太小导致梁的受拉区裂缝宽度超过规定,以及梁斜截面受剪强度不足的情况。

预应力加固法的优点是施工工艺简单、干扰交通少,所需设备简单、人力投入少、工期短、经济效益明显,能大幅度提高或恢复桥梁的承载能力,而且对原结构损伤小,可以做到不影响桥下净空。在加固方法选择过程中,易优先考虑。

(4)增设纵梁法

在墩台地基技术状况好,具有足够承载能力的情况下,可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁,这些新梁与旧梁相连接,共同受力。

该方法的原理是:加固后,荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布,有梁中所受荷载得以减小,由此使加固后的桥梁承载能力和刚度得到提高。设的纵梁位于主梁的一侧或两测时,还兼有加宽的作用。

旧桥主梁中间增设纵梁时,可拆除个别主梁或两相邻主梁之间的翼板,形成空位,然后再在空位上安装承载能力和刚度都比原有主梁大的新纵梁。横向联结的做法有企口铰结、键槽联结、焊接和钢板铰结等。

(5)换梁法

换梁法是指将旧梁部分或全部拆除,再部分或全部更换上荷载等级较高的新梁的加固方法。换梁法加固效果较明显,施工也较简便;缺点是要废除旧桥面,所以成本较高,影响交通的时间也较长。

1.2拱桥

由于拱桥的结构表现形式多种多样,不同结构的加固方法必然不同。以下给出公路拱桥加固的几种方法。

(1)圬工拱桥的加固

圬工拱桥的加固一般是通过拱圈的加固来实现的。拱圈可以用增加厚度和横向联系或设置补充结构的方法来加固,主要有原拱圈下增设拱圈加固法、原拱上增设钢筋混凝土拱圈加固法、降低拱脚水平推力,采取钢杆件拉结法和石拱桥拱圈加固的钢板箍与螺栓锚固法等。

(2)钢筋混凝土拱桥的加固

公路钢筋混凝土拱桥的加固,主要是指对拱肋的加强、拱横向系梁的加强以及上部结构填料的调整等,主要有以下几种方法:粘结钢板、钢筋加固法,拱肋截面扩大加固法,拱肋间横系梁加强法,调整拱上自重、改变结构体系加固法等方法。

2桥梁下部结构加固方法

公路桥梁墩台基础在使用过程中,由于过桥车辆荷载及自然作用的影响,会使基础产生沉陷、墩台出现倾斜和过大的裂缝。为此,应根据墩台基础不同的结构形式及损坏程度进行加固。

2.1梁桥

公路桥梁基础加固的方法有:扩大基础加固法、增补桩基法和人工地基加固法等。墩(台)的加固方法有:用钢筋混凝土套箍或护套加固贯通裂缝的方法;用支撑法或增建挡土墙法处理墩台滑移等。

2.2拱桥

拱桥构造与梁桥有所不同,其下部构造的加固除可参考梁桥下部结构加固方法外,还有其独特的加固方法。

拱桥基础的损坏往往是指产生较大的水平位移和沉降。常用于拱桥墩台基础的加固方法有:桥台增大基础加固法、桥台前加建新的扩大基础加固法和桥墩设置临时斜向支撑或加大面积加固法等。

桥梁加固范文4

关键词:高速公路 桥梁病害 检测 加固

中图分类号:U457+.3文献标识码:A文章编号:

一、桥梁检测的目的和意义

桥梁检测评价的目的和意义如下:①通过检查确定桥梁营运多年后各部位由于出现如裂缝、错位、沉降等缺陷而引起的损坏程度与实际承载能力损失,为进行桥梁的修复加固提供可靠依据。②通过检查评价,可确定按旧标准规定的荷载等级设计的桥梁,现在由于交通量的不断增加,车辆载重量的不断加大,是否需要通过加固来提高其荷载等级。③通过检查评价,可确定特大型工业设备与集装箱运输等超重车辆是否安全通过,并为临时加固提供技术资料。④通过检查评价,可评定一些重要的大桥或特大桥梁,在建成之后其设计与施工质量,确定工程的可靠度。⑤通过检测评价,可验证采用新型结构桥梁理论的实践性与可靠性,以便对结构设计理论及结构形式加以改进,使其更完善。⑥通过对维修加固的桥梁进行竣工检查可检验维修加固的质量,并验证加固方法的合理性与可靠性。

二、桥梁载荷试验研究

1.桥梁检测静载试验

静载试验是桥梁结构工作状态测试的一种主要的方法,其将静止的荷载作用于桥梁结构指定位置并测试测点的静应变、静位移与应力等,从而评定桥梁结构的工作状态和使用能力。桥梁静载通常采用设定的车辆荷载或重物堆载等方式来模拟某一等级的车辆荷载。

1.1试验跨的选择

桥梁静载试验既需要客观全面的反映桥梁结构的承载能力与使用性,同时又受试验费用、时间与环境条件等的限制,所以必须选择典型桥跨进行试验,其应根据桥梁调查和验算结果综合确定。对于跨径相同的多孔结构可选择1~3个具有代表性的桥孔进行荷载实验,选择时应综合考虑以下条件:①桥跨计算受力最不利。②桥跨施工质量较差,缺陷较多或病害最严重。③桥跨便于搭设脚手支架,布置测点与荷载。

1.2控制截面确定

控制截面的数量应根据能否准确地绘制出内力包络图而确定。控制截面最不利活载内力计算的一般方法是先求出应该截面的各类影响线,然后根据影响线加载,再按照车道数、冲击系数及车道横向折减系数计算出该截面的最不利活载内力。

影响线计算主要以荷载横向分布理论为基础,将结构内力和变形简化为平面问题计算,该方法概念明确、计算简便。采用此方法能够得到桥跨结构顺桥向的最不利效应值,可用于确定桥梁结构最不利位置。此外,对于存在病害或缺陷的桥梁,还应进行内力组合,根据规范方法验算控制截面强度,以确保桥梁使用时的结构安全。

1.3试验荷载确定

静力试验荷载是根据结构设计内力计算结果来确定加载位置、等级的,该过程是一个反复试算的过程。试验荷载原则上应采用与试验控制荷载相同的荷载,但客观条件所限,但实际上采用的试验荷载与试验控制荷载很难一致,为保证试验效果,试验荷载一般采用静载试验效率系数进行控制确定。

2.桥梁检测动载试验

桥梁结构动载试验是利用某种激振方法激起桥梁结构的振动,进而测试桥梁结构的固有频率、阻尼比、振型、动力冲击系数与动力响应等参数的试验项目。桥梁动载试验能从宏观上判断桥梁结构的整体刚度与运营性能。桥梁结构动载试验在试验目的、测试内容等方面虽然与静载试验有所不同,但其对于全面分析掌握桥梁结构工作性能而言是同等重要的,因为它是影响桥梁使用寿命的主要因素之一。因此,动载试验对桥梁设计和维护都有很重要的意义。

2.1动载测试目的

桥梁动载试验的目的是测定桥梁结构的动力特性与在动荷载作用下的强迫振动响应,即桥梁结构的自振频率、振型、阻尼比等模态参数与桥梁结构的动位移、动应力、冲击系数等,进而在动载试验基础上,通过理论分析了解桥梁结构的实际工作状态,判断和评价桥梁结构的承载能力和使用条件。

桥梁动载试验的主要目的为:

①通过动载试验判断桥梁结构在不同动荷载作用下的动态反应是否在桥梁的一般容许范围内。②通过动力特性试验了解桥梁结构的固有振动特性与长期使用荷载作用下的动力性能。③通过动载试验,并结合理论分析,综合评价桥梁承载能力与工作状况。④为桥梁维护提供依据,指导桥梁的正确使用、养护与维修。

2.2动载测试内容

桥梁动载试验的关键是要避免振源频率与桥跨结构的自振频率相等,进而避免引起共振,动载测试内容主要包括以下方面:①测定桥跨结构在动力荷载下的强迫振动特性。②测定桥跨结构的自振特性。③测定振源本身的动力特性。

2.3动载测试项目

桥梁动载试验测试内容一般包括以下几个方面:①脉动试验。当桥面上无行驶汽车和其它的周期性干扰力时,在风与地面微振等环境因素的作用下,通过脉动测试可以确定桥梁结构的固有频率。②跳车试验。跳车试验是指测试汽车跨过15cm高跳板后制动,测量桥梁结构在附加汽车荷载情况下的衰减振动情况,进而确定桥梁冲击系数,分析桥梁结构的振动特性。③跑车试验。跑车试验主要是指测试汽车在桥面上通过,量测桥梁结构强迫振动响应与激励后振动衰减情况。④刹车试验。刹车试验是以测试汽车在桥上紧急制动作为激振源,量测其所产生的响应,主要用于评价桥梁承受活载水平力性能,测试汽车可以不同速度停在预定位置。

2.4动载测点布置

测点的布置应考虑动载试验目的、要求与桥梁结构形式来综合确定,具体布置形式如下:①拾振器的布置。测点拾振器一般按照结构振型布置在变位较大的部位,且应避开各阶振型的节点,以免丢失模态。②动应变测点的布置。动应变测点一般布置在结构最大应变截面处,且应注意温度补偿。

三、桥梁加固理论

1.加固目的和要求

随着公路交通运输事业的快速发展,道路交通运输量和大吨位车辆在逐年增加,由此导致既有桥梁“健康状况”逐年降低,损坏速度加快,此时,对既有桥梁进行合理而有效的加固,提高桥梁的运行能力和承载标准具有重要的意义,则相应的桥梁加固应做到:①确保桥梁工程的安全、完整、适用与耐久。②提高既有桥梁的运行能力与承载能力。

桥梁加固的具体要求为:①桥梁结构由于结构失效或损伤经评估不满足结构安全或正常使用要求时,必须进行加固。加固内容与范围应根据评估结论和委托方提出的要求确定,可以包括整座桥梁,亦可以是指定的区段或特定的构件。②加固后桥梁结构整体寿命应达到原设计桥梁的寿命。③加固设计与施工方法应紧密结合,并采取有效措施保证新老结构连接的可靠与协同工作。④对于大桥、特大桥,主要承重构件需要加固补强时,加固设计方案应不少于2个,并对方案进行比选和经济评价。⑤加固设计与施工应尽量不损伤原结构,并保留具有利用价值的构件,避免不必要的拆除或更换。⑥加固设计应进行承载力验算。⑦加固施工中应尽可能减少对桥上下通行车辆与行人的干扰,同时减小对周围环境的污染。⑧加固施工过程中应采取安全监测措施,确保人员、结构的安全。

2.桥梁结构加固方法

2.1混凝土修补法

混凝土修补法主要适用于混凝土桥梁结构中出现蜂窝、空洞以及较大范围的破损等缺陷的修补。混凝土修补法根据施工工艺不同一般可分为直接浇筑、喷射与压浆等几种方法。

2.2水泥砂浆修补法

①水泥砂浆人工涂抹法

水泥砂浆人工涂抹法通常用于修补小面积缺陷,特别是损坏深度较浅时,其修补效果相对较好。当修补部位深度较大时,可在水泥砂浆中掺入适量砾料,以增强砂浆强度并减少砂浆干缩。此外,应在新修补区域周围再涂上一定厚度的环氧树脂胶液、铝粉水泥浆液或其它胶粘剂等封闭剂,以减少收缩裂缝的产生。

②喷浆修补法

喷浆修补法主要用于重要混凝土结构物或大面积混凝土表面缺陷与破损的修补。该方法操作工艺较为简单,工效高,但材料消耗相对较多,且当喷浆层较薄或不均匀时容易发生干缩裂缝。

2.3粘结剂修补法

粘结剂修补法一般用于对混凝土桥梁结构表面的风化、剥落、露筋与小面积破损的修补。施工时应避免荷载或重力振动等因素的干扰,主梁及其他重要部位的修补应在强度达到原结构强度的100%时方可承受荷载。

2.4增大梁截面和配筋加固法

增大梁截面和配筋加固法是在构件表面加大混凝土尺寸,增加受力钢筋,使其与原结构形成整体,从而增大构件有效高度和受力钢筋面积,增加构件的刚度,提高桥梁整体承载能力,这种加固方法广泛应用于梁(板)桥及拱桥拱肋的加固。加大构件截面时,会使上部结构恒载增加,对原结构及基础承载能力有一定影响。

增大梁截面和配筋加固法的受力特点为:增大主梁混凝土截面和增加配筋后,使主梁成为二次受力的叠合构件,原主梁的混凝土和钢筋除了已有的应力外,还需要承受后期恒载和活载产生的应力。因此需按二次受力的叠和梁进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的演算。

桥梁加固范文5

论文关键词:桥梁加固,技术方法

随着我国交通建设的快速发展,桥梁施工的对象也越来越复杂,技术也越来越高,人们对现代桥梁的质量和寿命也越来越重视。特别是行车密度以及吨位不断增加,桥梁负荷日趋加重,加之旧桥部分老化、破损或受原设计标准的限制,不少桥梁由于耐久性不足最终导致结果失效,有相当数量桥梁损坏严重或处于超期运营状态。

旧桥加固技术是原桥的承载能力不够或结构病害影响使用功能而进行修复。根据国外经验和我国的具体情况,对原旧桥实行补强加固提高荷载等级来解决目前道路桥梁所面临的问题是经济可取的。

2.桥梁工程加固的原因分析

2.1以前设计荷载等级和标准偏低。随着交通事业的发展,车辆行驶密度加大,荷载吨位不断增加等现实情况,超出了预期设计荷载等级,结果导致桥梁的的损坏。还有另一个原因是超出了桥梁的使用寿命,一般桥梁设计寿命为50年左右,再有桥梁受到雨水的侵蚀、日晒等因素的影响,已建桥梁会不断损坏和老化,其承受力、刚度、延性和稳定性不断下降。

2.2非人为因素引起的结构损坏。如大气腐蚀、温度、温度的变化、水流的冲刷和淤积等。

2.3施工中存在不足,施工技术装备的简陋以及施工工艺简单。由此造成底板预应力钢丝混凝土保护层厚度偏薄,预应力钢丝外露锈蚀,梁底外观不光滑;普通钢筋混凝土板部分桥梁梁底裂缝渗水;存在纵向裂缝、腹板斜裂缝和横向裂缝,甚至腹板斜裂缝已裂通腹板。

3.桥梁加固的技术方法

桥梁加固技术从总体上说,主要有以下几种:

3.1加大截面法

加大截面法是通过在梁顶(桥面)上加铺一层钢筋混凝土层,使其与原有主梁形成整体,从而达到增大主梁有效高度和抗压截面,增加桥面整体刚度,提高桥梁承受能力的一种方法。当钢筋混凝土受到弯构件受压区加混凝土现浇层时,可以增加截面有效高度,扩大截面面积,最终实现提高构件的正截面抗弯,并且其斜截面也抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。

适用性:适用于桥下净空较高,允许增加主梁高度的情况。

优缺点:加固效果比较明显,但施工工艺复杂,技术要求较高。对桥下净空限制的桥梁不适用。

3.2碳纤维加固法

粘贴碳纤维加固技术是指采用高性能粘接剂将碳纤维布粘贴在建筑结构物表面,当结构荷载增加时,两者共同工作,提高构建承载力,从而达到加固补强的目的。纤维复合材料的力学特点是其应力应变量完全无弹性,不存在屈服点和塑性区。由于纤维复合材料具有高强、轻质、耐腐蚀、耐疲劳等优异物理力学性能,以及现场施工便捷,因此是旧桥加固补强的理想材料。碳纤维加固法的性能是保证纤维复合材料与混凝土共同工作的关键,也是两者传力途径的薄弱环节,因此粘结材料应有足够的刚度和强度保证纤维复合材料与混凝土间力的传递,同时应有足够的韧性,不会因混凝土开裂导致脆性粘结破坏。

3.3粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固是采用粘接剂将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物得受拉力边缘或薄弱部位。使之与结构物形成整体,从而提高梁的承载能力的一种加固方法。该方法具有施工简便,快速,不影响结构外形,加固费用低,不减小桥梁净空以及增加荷载不多等优点,不足之处是粘结剂的质量及耐久性是影响加固效果的主要因素。

3.4预应力加固法

预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆多结构构件或整体进行加固的方法,特点是通过预应力手段强迫后加部分拉杆或撑杆受力,改变原结构内力分布并降低原结构应力水平,致使一般加固结构中所有的应力滞后现象得以完全消除。因此后加部分与原结构能更好的共同工作,结构的总体承载力可显著提高,预应力加固法具有加固,卸载,改变结构内力的三重效果,适用于大跨结构加固,以及采用一般方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力状态下的加固,施工设备简单,可有效的提高梁的抗弯刚度。

3.5扩大基础加固

扩大基础加固的主要内容为增大基础的受力面积来提高桥梁基础的承载力,防止桥梁基础进一步沉降。此方法适用于基础载力力不足或埋置太浅,而墩台又是砖石或混凝土刚性实体或基础时的情况。扩大基础加固对原基础基本不影响,施工安全性高。

4.结束语

我国的桥梁建设正由大规模兴建为主的时期逐步进入到建设和养护维修同时进行的时期。实践表明,采用适当的加固技术,对恢复和提高旧桥的承载能力和通行能力,延长桥梁的使用年限,以满足现代化交通运输的需要是可行的。这样可以节省大量的资金投入,又可以通过加固和改造旧桥消除安全隐患。总而言之,在科技不断进步的今天,桥梁加固也在不断的翻新,我们应该在现有的基础上不断学习,总结经验和技术改进。在使用新技术的同时,要不断把旧的技术问题进行改造,使其能更好的为我国桥梁加固问题提供技术支持,保证我国有问题的桥梁通过改造工作依然能够安全使用。

参考文献:

[1] 吴金翔.鼻帕杭庸碳际跹芯縖J].鄙轿鹘ㄖ,2010(4)

桥梁加固范文6

【关键字】桥梁 ,加固, 碳纤维加固 ,体外预应力加固

【 abstract 】 this paper the bridge to the present situation of a simple, this article has discussed the bridge disaster for easy to have put forward two new type of bridge reinforcement technology, in order to improve the bridge durability, safety. Hope can help to counterparts.

【 key words 】 bridge, reinforcement, carbon fiber reinforced, externally prestressed reinforcement

中图分类号:K928文献标识码: A 文章编号:

随着近些年我们国家的经济快速发展,交通运输业也随之快速发展。当然路、桥建设的发展突飞猛进,对于发展国民经济,促进文化交流,也起着关键性作用。因此保证桥梁的施工质量是一件至关重要的事情。随着科学技术的发展,虽然人们可以采取各种措施保证质量。但是桥梁在各种荷载和外力的作用下,不可避免会逐渐产生损坏。随着时间的推移,经济的发展,上世纪中后期的许多桥梁现今出现的损害和缺陷不可忽视。我们必须正视旧桥所要面对的维修和加固问题。

一、 桥梁病害形成的主要原因

1.1 桥梁设计、施工及运营

笔者经过调查发现,在现今使用的桥梁中,有些桥梁的设计,完全不符合设计的五项基本要求,特别是在结构尺寸和构造的要求方面。而施工单位在建造桥梁过程中,除施工工艺不按规定执行外,材料的质量,数量上都有一定的问题存在。这些对于减小桥梁寿命,影响桥梁的使用性能方面不可忽视。

1.2 车辆超载、超限

车辆的超载、超限对于减小桥梁使用使用寿命,影响桥梁使用性能方面有着巨大的影响。如果补修不及时,会产生严重的后果。

1.3 环境因素

环境因素对于桥梁病害的形成不可忽视。特别是近些年气候条件的变化显著,更不能忽视环境对于桥梁病害产生的影响。环境因素主要包括:温度、洪水、冻害、风力等。

1.4 地震作用

我国地处环太平洋地震带和亚欧大陆地震带之间,地域宽广,地震断裂带十分发育,因此地震频繁,震灾严重。地震具有突然性和巨大的破坏力的特点。作为交通枢纽的道路和桥梁,对保障交通的流畅有着至关重要的作用,是生命线工程之一。笔者根据调查资料发现,地震作用对于桥梁的破坏主要有:1)地表破坏引起下部结构破坏;2)下部的基础破坏失稳;3)桥梁各构件的连结失效。

二、碳纤维加固技术

碳纤维加固技术的特点

2.1.1目前在加固混凝土结构中使用的纤维有玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维三种。碳纤维复合材料通常是由碳纤维和其他基本材料复合而成,具有良好的力学性能。力学上优良的性能表现在:1)碳纤维复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7-9倍;2)比重小,它的比重不到钢的四分之一;3)具有耐热性,可以耐受2000℃以上的高温;4)热容量较小;5)优秀的抗腐蚀性与辐射性。利用碳纤维的这些特点加固混凝土结构,可以有效提高构件的承载力,抗腐蚀性,耐久性且结构的自重不会有太多负担。

2.1.2 碳纤维是一种柔性材料,适用范围广,形状多样。基于碳纤维的这种特点,在一些特殊不规则结构上更能体现碳纤维的优势。并且这种材料的成型很方便,可以适用在各种结构、各种构件的任何部位,并且不影响结构的外观。

2.1.3 碳纤维的比重小,质量轻也决定了采用碳纤维复合材料进行加固,施工会更为方便、简捷,对于加固所需求的空间更少,施工时对桥梁的运营影响也小,工作效率更高,节约成本。对于最近常运用于桥梁结构的箱梁来说,在内部空间受到限制的情况下也可实施桥梁的加固。碳纤维的比重不到钢的四分之一,经过这种材料加固后的结构,不仅在自重上增加不大,外观,尺寸大小等方面也不会有什么影响。进行桥梁加固时,必须考虑加固后的桥梁的通航要求,要保证一定的净空。比起传统的加固技术,碳纤维布加固技术在这点上明显更优。

2.2 碳纤维加固技术要点

2.2.1 加固过程中,基层的处理非常重要。基层的处理直接影响碳纤维的粘结质量。基层处理要求清洁、无浮渣、平整。在使用碳纤维加固结构前,必须要先打磨构件的表面,将表面剥蚀、酥软的混凝土打磨脱落,在露出完好的结构层后,用碳纤维材料将表面修整平整。需要注意的是,在有裂缝的地方,必须对裂缝进行处理,常见的处理方法有灌浆和封闭处理。

2.2.2 粘贴碳纤维材料时,需要注意粘结的性能,这与滚压材料是密实度有关系。在粘贴过程中,必须进行多次反复滚压,尽可能的排除材料间的气泡,防止气泡影响粘结的性能。

粘贴材料按以下步骤进行:1)根据需要加固的结构、构件进行裁剪碳纤维布;2)根据相关要求配置浸渍树脂溶液,并均匀涂抹在需要粘贴材料的部位上;3)用专门的滚筒沿着粘贴纤维的方向滚压;4)如需进行多层碳纤维材料的粘贴时,步骤与以上三点相同,需注意,最后一层碳纤维布材料的表面需要均匀涂抹并按要求配置的浸渍树脂溶液。

2.2.3 粘结的质量还和环境相关,环境因素主要包括温度和湿度。温度过低或过高,湿度过大都是会减弱材料的粘结质量。相关规范规定,当温度小于5℃时,浸渍树脂固化和强度会受到很大影响,因此必须立即停止施工;而当温度大于60℃时,就必须采取相关的隔热防护措施。

三、体外预应力加固法

体外预应力加固法主要运用在各式梁桥的正常使用极限状态超限状态下的加固。这种方法主要是通过在需要加固的桥体施加体外新的预应力,达到减小梁桥的下绕度,减小裂缝甚至消除裂缝,使各截面受力合理,提高承载能力的目的。

体外预应力加固的原理是在桥体外设拉杆或者撑杆并加以锚固,使之与桥体很好的连接,然后施加预应力使拉杆受力,从而改变桥体的内力分布,降低结构的应力,进而承载能力得到进一步提高。采取这个方法进行加固桥体,承载能力的提高效果很显著,并且裂缝可以减小甚至消除。利用这种方法,还可以减小拱桥的拱自重及平衡拱上荷载分布。虽然采取这种办法,梁式桥和拱桥都可以达到提高承载能力的目的,不过它们之间还是有区别的。拱桥利用这种方法主要是针对拱圈变形较大的情况,通过调整拱圈上荷载的分布来达到调整拱轴线和压力线的目的。当拱桥的基础承载能力比较低时也可以采用这种体外预应力加固的方法,从而降低对基础承载能力的要求。

体外预应力加固的方法优点有很多,总结起来有以下几点:1)使用这种加固方法,桥梁的自重增加不大,因此对于基础的受力影响很小,节约基础加固需要的费用;2)在增加自重不大的情况下就可以提高桥梁的承载力;3)这种加固方法可以在桥梁正常通行的情况下进行,不影响交通;4)加固随意,既可以作为临时加固措施,也能作为永久性加固措施。

结束语

旧桥的加固是现实桥梁工程的一个重要部分,在重视建造桥梁的同时必须对加固桥梁给予相同的关注度。有些旧桥因为地理位置、建造工艺、建造年代的原因,比起新桥的建造难度系数更大。而且现在对于旧桥的加固没有相应的规范,也无相应的验收标准,桥梁的病害原因有多样。笔者希望以上提到的两种加固技术可以对同行在进行旧桥加固时有所帮助。

参考文献: