论文部分内容阅读
【摘 要】 随着经济和社会的发展,全国通车公路里程的迅速增加,与城市建设规模的不断增大,桥梁总数大大增加,危旧桥数量也在不断增长。因此,如何确保现代桥梁的安全运营是公共养护管理部门所以面临的难题之一。本文主要对公路桥梁的加固与改造技术进行了分析探讨。
【关键词】 公路桥梁;加固;改造;技术方法
引言:
公路桥梁加固工程在当今快速发展、快速进步的社会中是用途最为广泛和适用的一门现代化技术。公路桥梁加固工程工业复杂需要结合适合的方案加以施行。以达到公路桥梁工程取长补短,在延长公路桥梁的生命之外还增强原有公路桥梁的载重力度。因此,加速中国的旧桥改造加固工程是我们义不容辞的工作,公路桥梁加固工作不仅仅能更好的服务社会,改善交通运输能力,更加能为国家带来巨大的社会效益和经济发展。
一、对现役桥梁进行加固应遵循的标准
对现役桥梁进行加固的方法多种多样,针对不同类型的桥则需要选择不同的加固方法。在加固之前一定要明确桥梁出现病害的程度,然后确定在加固的过程中应该选择哪种方法。
1、判定现役桥梁是否需要进行加固的主要标准
现役桥梁出现下述任意一种情况就需要采取恰当的方法进行加固:(1)桥梁的承载能力无法达到强度要求。根据通常情况下车辆对现役桥梁产生的承载能力进行检测,如果桥梁无法达到相应的强度要求,就需要加固改造。需要注意的是如果通行过程中重型车辆持续增加,现役桥梁承载能力过低则需要进行加固改造;如果整条路线上的承载能力一致,需要对承载能力较低的部分进行适当的加固。(2)在经过检测后发现,现役桥梁的应力如果超出极限就需要采取恰当的方法进行加固。(3)如果桥梁的通行能力受到了宽度的限制,需要进行拓宽、加固处理。(4)桥梁结构在局部位置甚至整体都出现刚度不足的情况,需要对其进行加固除处理。(5)如果在通行特殊重车的过程中,现役桥梁的承载能力无法达到相应条件则需要临时采取恰当的方法对其进行加固。桥梁可以说是整个交通建设基础设施中的一个重要组成部分,在加固的过程中要求的技术含量以及经济含量都非常高,这就要求在选择加固方法时进行技术以及经济对比,选择最恰当的加固措施。在对现役桥梁加固的过程中需要考虑到下述两个因素,首先,应该根据目前所使用的加固技术、桥梁出现病害的程度、车辆荷载的要求以及未来一段时间内交通运输的发展趋势等,对桥梁加固的必要性进行准确判断;其次,对多种加固方法进行技术上以及经济上的衡量和对比,选择最佳方案。
二、对桥梁进行加固过程中选择的方案需要遵循下述三个原则
(1)现役桥梁在经过加固之后,不论是承载能力还是耐久性等各个方面的指标都应该达到相关要求;(2)在对桥梁进行加固的过程中不能改变其原有结构,通常会适当的加大桥梁受力截面截面、对受损构件进行修复,或者还可以通过采用其他方法来有效的加大承载力;(3)在判定桥梁下部结构具有的承载力时,如果基础承载力小是由于基础出现沉降或者位移等现象引起的,这就需要先进行桥梁下部结构的加固,在完成加固后能够满足桥梁自重以及荷载的要求。
三、公路桥梁的加固技术与方法
1、加大截面加固法
这种方法是在原有的公路桥梁基础上多浇灌一层混凝土,是常用的补强加固方式之一。加大截面加固法一般采用2种方式:一种是加厚桥面板;另一种是加大主梁梁肋的高度和宽度。施工相比更简单,实用性强,符合先进的设计方案,适合一些较小的桥梁和公路加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高,承载能力也能取得较好的效果。但现场施工的湿作业时间长.对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2、粘贴钢板加固法
粘贴用钢板宜采取工厂加工制作,运至现场除锈、清洗后,刷浆粘贴。钢板易在搬运、施工中造成变形翘曲,应采取相应的防止变形措施。为增加表面极性,改善其粘附能力,对粘贴面应进行除锈和粗糙处理。其方法是:用电动磨光机反复打磨粘贴面,至露出金属光泽,再用平砂轮打磨拉毛处理,纹道与钢板受力方向垂直。用丙酮清洗,除去钢板表面附着的油污和杂质,晾干待用。按设计图的螺栓孔位置在原构件钻孔时,为避免钻孔损伤原构件钢筋(及预应力钢束),可用钢筋探测仪确定钢筋位置,为了避开内部钢筋,容许适当移动孔眼位置。待黏合面上锚固螺栓孔全部钻成后,可用透明纸覆盖在混凝土面上画出锚栓孔位置,然后覆盖在钢板黏合面上用电钻钻取相应锚栓孔。加固构件的黏结面处理及钢板的黏结面处理是最关键的工序,应认真进行。对于混凝土构件的黏结面,应根据构件表面的新旧、坚实、干湿程度,分别按以下情况进行处理:(1)对很旧很脏的混凝土构件的黏结面,应先用硬毛刷蘸高效洗涤剂刷除表面油污后用清水冲洗,再对黏结面进行打磨,除去2mm~3mm厚表层,直至完全露出新的混凝土面,并且用压缩空气吹除粉尘。(2)对于新混凝土构件的黏结面,可先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去,再用毛刷蘸清洗液洗刷表面,再用清水冲洗,待完全干燥后即可。(3)混凝土表现有松散浮渣要用钢丝刷除去;混凝土黏贴面凹凸不平的应用磨光机打磨进行整平处理,露出新鲜混凝土。经处理后的混凝土表面应粗糙、平整、洁净,不得有粉尘、浮渣、油污等杂物。(4)将配制好的胶黏剂用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上。为使胶液充分渗透扩散在结合面上,宜先用少量胶液在结合面上来回刮抹,再抹胶液至所需厚度,且使中间厚边缘薄,然后将钢板贴于预定位置。粘贴后,应用手沿粘贴面轻轻敲击钢板,如无空洞声,表示已粘贴密实,否则应重新卸下钢板,重新补胶黏结。(5)钢板粘贴好后用锚固螺栓等加以固定,并适当加压,将钢板与混凝土表面压实,以胶液刚从钢板边沿挤出为度。锚固螺栓一般兼作钢板的永久构件来提高黏结层抗剪强度。
3、体外预应力加固法
体外预应力筋一般采用无黏结预应力钢筋材料,其表面涂刷的防腐防锈蚀材料对保护预应力筋起到关键作用,因此在运输和安装过程中不能损伤其表面,如有操作失误应及时处理,防止锈蚀发生。当钢绞线采用连续跨布置,而在跨中的转折点设在梁底以上位置时,应尽可能采用两端纵向张拉以减少摩擦力损失;当钢绞线在跨中的转折点设在梁底以下位置时,可采用一端纵向张拉,但在纵向张拉以后,还应利用设在跨中的张紧螺栓进行横向张拉,以补足由摩擦力引起的预应力损失值。当纵向张拉有困难时,也可将跨中转折点架设在梁底,全部采用横向张拉的方法,这种方法一般适用于无外观要求的情况。当转向块之间的距离过长时,钢束在桥梁受到荷载振动时,钢束摆动过大和原设计的线形发生改变,影响受力效果,因此当钢束体外段长度超过10m时,应在中间设置定位器,固定钢束位置,保证钢束线形和受力效果。水平滑块多用18mm~30mm厚的钢板焊接而成,如用铸铁加工将更为经济。楔形滑块常用钢板制成,并焊接在型钢斜杆的下端,也可用混凝土直接浇筑在型钢斜杆的下端。不平滑块的垫板由于受斜筋分力的作用将一直处于受压状态,因此,水平滑块的垫板只需用环氧砂浆粘贴在梁的底面上。施工时应先将梁底混凝土凿除20mm左右,并在混凝土表面抹一层环氧胶液,再用环氧砂浆补平,然后用临时的吊架将支撑板粘贴在梁底。成品束一般自身带有防腐措施,不需要进行专门的防腐保护措施。当采用非成品束或钢束本身没有防腐功能时,预应力筋的保护措施如下:如果是粗钢筋,可采用二度防锈漆的方法进行防护,也可采用聚乙烯套管进行防护;如果是钢绞线则事先套入套管,然后采用压浆处理。同时为防止桥下船只碰撞预应力筋,可采用在预应力筋下加设钢板防护罩进行保护。除了以上方案以外,还有结构性加固、非结构性加固、改变结构体系加固、粘貼纤维复合材料加固等等方法。然后,最合理的加固方案是将上述加固方法优化组合,体现出加固效果及经济效益。应注意以下两点:不同的加固方法有对应的设计计算方法:加固后的桥梁结构承载能力提高幅度受原结构的制约,如原结构配筋率、截面尺寸等,不可能无限制地提高承载能力。
四、结束语
总而言之,不管我们采用什么样的加固和改造方法,是从外部因素的角度对主梁具有的结构性能进行加固和改造,还是从结构体系上来适当的调整主梁具有的内力,它们所遵循的基本原理都是为了尽可能的降低主梁所承受的拉应力,提高主梁承受拉应力的能力,以及最大程度上提高桥梁具有的承载力。
参考文献:
[1]周建廷,桥梁加固机理及加固准则探讨[J].重庆交通学院学报.2001.
[2]武同乐,徐岳.桥梁加固经济性评价[J].公路交通科技.2006.
[3]刘洋.公路旧桥的加固与管理对策[J].民营科技,2011(02).
【关键词】 公路桥梁;加固;改造;技术方法
引言:
公路桥梁加固工程在当今快速发展、快速进步的社会中是用途最为广泛和适用的一门现代化技术。公路桥梁加固工程工业复杂需要结合适合的方案加以施行。以达到公路桥梁工程取长补短,在延长公路桥梁的生命之外还增强原有公路桥梁的载重力度。因此,加速中国的旧桥改造加固工程是我们义不容辞的工作,公路桥梁加固工作不仅仅能更好的服务社会,改善交通运输能力,更加能为国家带来巨大的社会效益和经济发展。
一、对现役桥梁进行加固应遵循的标准
对现役桥梁进行加固的方法多种多样,针对不同类型的桥则需要选择不同的加固方法。在加固之前一定要明确桥梁出现病害的程度,然后确定在加固的过程中应该选择哪种方法。
1、判定现役桥梁是否需要进行加固的主要标准
现役桥梁出现下述任意一种情况就需要采取恰当的方法进行加固:(1)桥梁的承载能力无法达到强度要求。根据通常情况下车辆对现役桥梁产生的承载能力进行检测,如果桥梁无法达到相应的强度要求,就需要加固改造。需要注意的是如果通行过程中重型车辆持续增加,现役桥梁承载能力过低则需要进行加固改造;如果整条路线上的承载能力一致,需要对承载能力较低的部分进行适当的加固。(2)在经过检测后发现,现役桥梁的应力如果超出极限就需要采取恰当的方法进行加固。(3)如果桥梁的通行能力受到了宽度的限制,需要进行拓宽、加固处理。(4)桥梁结构在局部位置甚至整体都出现刚度不足的情况,需要对其进行加固除处理。(5)如果在通行特殊重车的过程中,现役桥梁的承载能力无法达到相应条件则需要临时采取恰当的方法对其进行加固。桥梁可以说是整个交通建设基础设施中的一个重要组成部分,在加固的过程中要求的技术含量以及经济含量都非常高,这就要求在选择加固方法时进行技术以及经济对比,选择最恰当的加固措施。在对现役桥梁加固的过程中需要考虑到下述两个因素,首先,应该根据目前所使用的加固技术、桥梁出现病害的程度、车辆荷载的要求以及未来一段时间内交通运输的发展趋势等,对桥梁加固的必要性进行准确判断;其次,对多种加固方法进行技术上以及经济上的衡量和对比,选择最佳方案。
二、对桥梁进行加固过程中选择的方案需要遵循下述三个原则
(1)现役桥梁在经过加固之后,不论是承载能力还是耐久性等各个方面的指标都应该达到相关要求;(2)在对桥梁进行加固的过程中不能改变其原有结构,通常会适当的加大桥梁受力截面截面、对受损构件进行修复,或者还可以通过采用其他方法来有效的加大承载力;(3)在判定桥梁下部结构具有的承载力时,如果基础承载力小是由于基础出现沉降或者位移等现象引起的,这就需要先进行桥梁下部结构的加固,在完成加固后能够满足桥梁自重以及荷载的要求。
三、公路桥梁的加固技术与方法
1、加大截面加固法
这种方法是在原有的公路桥梁基础上多浇灌一层混凝土,是常用的补强加固方式之一。加大截面加固法一般采用2种方式:一种是加厚桥面板;另一种是加大主梁梁肋的高度和宽度。施工相比更简单,实用性强,符合先进的设计方案,适合一些较小的桥梁和公路加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高,承载能力也能取得较好的效果。但现场施工的湿作业时间长.对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2、粘贴钢板加固法
粘贴用钢板宜采取工厂加工制作,运至现场除锈、清洗后,刷浆粘贴。钢板易在搬运、施工中造成变形翘曲,应采取相应的防止变形措施。为增加表面极性,改善其粘附能力,对粘贴面应进行除锈和粗糙处理。其方法是:用电动磨光机反复打磨粘贴面,至露出金属光泽,再用平砂轮打磨拉毛处理,纹道与钢板受力方向垂直。用丙酮清洗,除去钢板表面附着的油污和杂质,晾干待用。按设计图的螺栓孔位置在原构件钻孔时,为避免钻孔损伤原构件钢筋(及预应力钢束),可用钢筋探测仪确定钢筋位置,为了避开内部钢筋,容许适当移动孔眼位置。待黏合面上锚固螺栓孔全部钻成后,可用透明纸覆盖在混凝土面上画出锚栓孔位置,然后覆盖在钢板黏合面上用电钻钻取相应锚栓孔。加固构件的黏结面处理及钢板的黏结面处理是最关键的工序,应认真进行。对于混凝土构件的黏结面,应根据构件表面的新旧、坚实、干湿程度,分别按以下情况进行处理:(1)对很旧很脏的混凝土构件的黏结面,应先用硬毛刷蘸高效洗涤剂刷除表面油污后用清水冲洗,再对黏结面进行打磨,除去2mm~3mm厚表层,直至完全露出新的混凝土面,并且用压缩空气吹除粉尘。(2)对于新混凝土构件的黏结面,可先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去,再用毛刷蘸清洗液洗刷表面,再用清水冲洗,待完全干燥后即可。(3)混凝土表现有松散浮渣要用钢丝刷除去;混凝土黏贴面凹凸不平的应用磨光机打磨进行整平处理,露出新鲜混凝土。经处理后的混凝土表面应粗糙、平整、洁净,不得有粉尘、浮渣、油污等杂物。(4)将配制好的胶黏剂用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上。为使胶液充分渗透扩散在结合面上,宜先用少量胶液在结合面上来回刮抹,再抹胶液至所需厚度,且使中间厚边缘薄,然后将钢板贴于预定位置。粘贴后,应用手沿粘贴面轻轻敲击钢板,如无空洞声,表示已粘贴密实,否则应重新卸下钢板,重新补胶黏结。(5)钢板粘贴好后用锚固螺栓等加以固定,并适当加压,将钢板与混凝土表面压实,以胶液刚从钢板边沿挤出为度。锚固螺栓一般兼作钢板的永久构件来提高黏结层抗剪强度。
3、体外预应力加固法
体外预应力筋一般采用无黏结预应力钢筋材料,其表面涂刷的防腐防锈蚀材料对保护预应力筋起到关键作用,因此在运输和安装过程中不能损伤其表面,如有操作失误应及时处理,防止锈蚀发生。当钢绞线采用连续跨布置,而在跨中的转折点设在梁底以上位置时,应尽可能采用两端纵向张拉以减少摩擦力损失;当钢绞线在跨中的转折点设在梁底以下位置时,可采用一端纵向张拉,但在纵向张拉以后,还应利用设在跨中的张紧螺栓进行横向张拉,以补足由摩擦力引起的预应力损失值。当纵向张拉有困难时,也可将跨中转折点架设在梁底,全部采用横向张拉的方法,这种方法一般适用于无外观要求的情况。当转向块之间的距离过长时,钢束在桥梁受到荷载振动时,钢束摆动过大和原设计的线形发生改变,影响受力效果,因此当钢束体外段长度超过10m时,应在中间设置定位器,固定钢束位置,保证钢束线形和受力效果。水平滑块多用18mm~30mm厚的钢板焊接而成,如用铸铁加工将更为经济。楔形滑块常用钢板制成,并焊接在型钢斜杆的下端,也可用混凝土直接浇筑在型钢斜杆的下端。不平滑块的垫板由于受斜筋分力的作用将一直处于受压状态,因此,水平滑块的垫板只需用环氧砂浆粘贴在梁的底面上。施工时应先将梁底混凝土凿除20mm左右,并在混凝土表面抹一层环氧胶液,再用环氧砂浆补平,然后用临时的吊架将支撑板粘贴在梁底。成品束一般自身带有防腐措施,不需要进行专门的防腐保护措施。当采用非成品束或钢束本身没有防腐功能时,预应力筋的保护措施如下:如果是粗钢筋,可采用二度防锈漆的方法进行防护,也可采用聚乙烯套管进行防护;如果是钢绞线则事先套入套管,然后采用压浆处理。同时为防止桥下船只碰撞预应力筋,可采用在预应力筋下加设钢板防护罩进行保护。除了以上方案以外,还有结构性加固、非结构性加固、改变结构体系加固、粘貼纤维复合材料加固等等方法。然后,最合理的加固方案是将上述加固方法优化组合,体现出加固效果及经济效益。应注意以下两点:不同的加固方法有对应的设计计算方法:加固后的桥梁结构承载能力提高幅度受原结构的制约,如原结构配筋率、截面尺寸等,不可能无限制地提高承载能力。
四、结束语
总而言之,不管我们采用什么样的加固和改造方法,是从外部因素的角度对主梁具有的结构性能进行加固和改造,还是从结构体系上来适当的调整主梁具有的内力,它们所遵循的基本原理都是为了尽可能的降低主梁所承受的拉应力,提高主梁承受拉应力的能力,以及最大程度上提高桥梁具有的承载力。
参考文献:
[1]周建廷,桥梁加固机理及加固准则探讨[J].重庆交通学院学报.2001.
[2]武同乐,徐岳.桥梁加固经济性评价[J].公路交通科技.2006.
[3]刘洋.公路旧桥的加固与管理对策[J].民营科技,2011(02).