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公路桥梁常用的加固技术

2023年05月28日 12:28:58      来源:河南彬豫强夯地基基础工程有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:12

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公路桥梁加固方法和技术繁多,总体可以分为两大类,包括五种方法。类为被动加固法,包括增大截面加固法、粘贴钢板加固法和粘贴纤维复合材料加固法三种方法;第二类为主动加固法,包括体外预应力加固法和改变结构体系加固法。
被动加固法
1.增大截面加固法。原理:通过植筋等方法增大构件截面和配筋。分类:根据不同的加固目的和要求,可分为以增大混凝土截面为主的加固以及加配钢筋为主的加固。
以增大截面为主的加固即为增大受压区构件截面加固法,需要将原有桥面铺装全部凿除,然后在原有桥面系上浇筑混凝土补强层。但由于增大了桥面高度,会使公路桥梁自重增大,从而导致恒载弯矩增加较多。因此,该法适用于原桥上部结构构件承载力不足、截面面积过小,而墩台及基础较好、承载力较大及梁体净空受限的情况。
以加配钢筋为主的加固又称增大受拉区梁截面法。主要通过将T型梁、工字梁的下翼缘受拉区加宽加高,箱梁腹板和底板加厚等扩大梁的受拉面积,同时,在新增断面中增设普通钢筋或者预应力钢筋。适用于梁内的主要受力钢筋截面面积不足,无法满足抗弯承载力的要求,而桥下净空又受到限制、不允许过多地增加主梁高度的情况。
增大截面加固法的优点是施工简单、受力性能明确、加固后主梁的承载能力、刚度、稳定性明显提高,效果明显、加固费用低。但增大截面加固技术作业工作量大、养护周期长、占用空间较多、还需适当中断交通;若增大梁底尺寸,会使公路桥梁净空有所减少。因此,这种方法适用于原桥钢筋和截面尺寸偏小,下部构件承载力较好的公路桥梁。
2.粘贴钢板加固法。原理:采用环氧树脂系列黏结剂,将钢板直接粘贴在被加固的钢筋混凝土结构物的受拉区或抗剪薄弱部位,保证混凝土与钢板作为一个新的整体共同受力。
加固流程为:钢板条制作→混凝土面和钢板面处理→加压固定及卸载系统准备→胶黏剂配制→涂抹和粘贴→检验→维护。
3.粘贴纤维复合材料加固法。原理:通过在梁体底面或箱梁内壁粘贴纤维布,使其与公路桥梁结构布置钢筋共同承受拉力,提高公路桥梁承载能力。
粘贴纤维复合材料加固法中所使用的复合纤维片是一种新型建材,其具有轻质高强、耐腐蚀、抗拉强度高的优点。用于混凝土梁、板桥的加固时,提高抗弯承载能力;也可用于加固钢筋混凝土受压柱,以提高其承载力、延性、耐久性等。
这种方法的优点:施工工艺简便,成型方便,能适应不同构件形状,不影响结构的外观;采用的材料自重轻,因此,并不增加恒载及断面尺寸,不会对原结构产生新的损伤;该法常使用的碳纤维布(片)具有优良的耐化学腐蚀性,可以提高混凝土的抗腐蚀和碳化的能力。但是,这种加固技术受分阶段受力的影响,后加补强材料的高抗拉性能很难发挥作用,而且复合材料的造价较高,易造成得不偿失的后果。
主动加固法
1.体外预应力加固法。原理:运用预应力原理,通过在原有构件截面外增设预应力束,施加一定初始应力,预应力束通过与结构主体截面相连接的锚固与转向实体来传递预应力,从而构成预应力加固体系。
体外预应力加固主要分为两种体系:一是黏结体外预应力体系;二是无黏结体外预应力体系。黏结体外预应力体系的方法是将钢绞线穿入孔道管内,进行钢绞线的张拉,钢绞线张拉完成后,再将孔道内灌入水泥浆。无黏结体外预应力体系是将单根无黏结筋平行穿入孔道内,在张拉无黏结筋之前,先完成灌浆工艺,由水泥浆体将单根无黏结筋定位,然后进行无黏结筋的张拉。
体外预应力的优点:可以抵消部分自重应力,以达到卸载作用,从而较大幅度地提高梁的承载能力,增强公路桥梁耐久性;能有效控制结构的裂缝和挠度,使裂缝全部或部分闭合,大幅度减少挠度;所需设备简单,人力投入少,施工工期短,不影响桥下净空;在施工过程中,可以不中断交通或短时间限制交通;加固后自重增加小,对墩台及基础受力影响不大,加固费用低,经济效益明显;能够控制和调整校核体外预应力的应力,便于更换体外预应力钢筋且体外预应力变化幅度小,无疲劳问题,但其缺点也很明显。由于体外束与混凝土仅在锚固区与转向块处相连接,容易发生振动,因此,必须增加定位装置,对体外束自由长度加以限制,且体外束容易受到环境的侵蚀及火灾的影响;转向块应力集中,受力复杂,很容易出现大量裂缝,而且结构特别笨重。经体外预应力加固后,结构很可能处于超筋状态,因此,在极限状态下,可能因延性不足而没有预警;体外力筋的实际偏心较小,极限状态下的抗弯能力小于其体内有黏结力筋。
2.改变结构体系加固。原理:改变原公路桥梁结构受力体系,用以调整结构上内力的分布,提高公路桥梁结构整体承载能力。通过对原桥梁情况进行分析,对结构进行承载力验算,选取合适的加固方法,例如:将简支梁改为连续梁,以改变其内力分布。   4 公路桥梁加固设计新工法
传统的加固和修复方法都比较单一,优点和缺点都很明显,对于大型结构的多发病害,可以采用多种方法有机结合的方式,做到取长补短,以满足公路桥梁使用要求和承载力要求,同时又不降低其某方面的性能。




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