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在橋梁加固中改造有什么特點
一,橋梁加固改造中的技術(shù)分類
橋梁主要承重結(jié)構(gòu)的加固補強的根本目的是為了恢復(fù)和提高其承載能力,改善其使用性能,防止橋梁結(jié)構(gòu)的安全隱患,提高其通行能力。加固與技術(shù)改造的方法大致分為以下幾種類型。
1.加固補強薄弱構(gòu)件
對于有嚴重缺陷或因通行重型車輛而不能滿足承載力要求的薄弱構(gòu)件,可以采用新的材料,以增大構(gòu)件的截面尺寸,增設(shè)外部預(yù)應(yīng)力鋼筋或用化學(xué)粘貼劑,粘貼補強村料等補強措施進行加固補強,這種方法實際上是通過增加剛度或增加受力材料數(shù)量來提高原構(gòu)件的承載能力。
2.增設(shè)輔助構(gòu)件
在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加新的受力構(gòu)件,如在多梁式梁橋中為增強橫向聯(lián)系而增設(shè)端橫梁,中橫梁,又如樁基承載力不足時,增設(shè)扁擔樁,增設(shè)擴大承臺等。
3.改變結(jié)構(gòu)體系
不同的結(jié)構(gòu)體系其受力性能不同,通過結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換來改變原有結(jié)構(gòu)的受力狀況,人為地改善原結(jié)構(gòu)受力整體性能,以達到改善和提高橋梁承受荷載能力的目的。結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)變一般都能起到較好的加固補強效果,但隨著體系的改變所形成的新體系中,某些構(gòu)件或截面受力需按新體系進行認地真地檢算,并采用取相應(yīng)的措施。
4.更換構(gòu)件
橋梁局部構(gòu)件有嚴重缺陷而不易修復(fù)時,也可采用新的構(gòu)件替換原有結(jié)構(gòu)。如當橋梁支座失去功效而不能滿足主梁變形受力要求時,可將橋梁頂升起來,更換橋梁支座,又如少筋微彎板梁橋的微彎板,破損后不易修復(fù),也可考慮更換,再如雙曲拱橋的拱波,剛架拱橋的橋面板等。
5.橋梁加寬
當橋梁寬度不足影響到橋梁通行能力時,橋梁就需要加寬。加寬一般和提高荷載等級,改善橋面線形等同時進行。
6.其他上部結(jié)構(gòu)的特殊改造方法
有些橋梁加固改造方法在實際工程中應(yīng)用不多,如橋梁平面線形的改善,橋梁的升高,降低等。
7.墩強基礎(chǔ)處治
在橋梁上部結(jié)構(gòu)進行補強加固其承載能力的同時,對橋梁下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)是否需采取補強措施也應(yīng)認真研究。
8.橋臺加固
當橋強本身因其強度剛度不足時,可能發(fā)生較大的位移,可采用的方法很多,如對橋臺進行頂推,改變橋臺結(jié)構(gòu)形式,對橋臺身進行局部補強等。
9.橋墩加固
橋墩的加固補強技術(shù),一般通過對橋墩結(jié)構(gòu)的補強,限制或減小墩頂?shù)奈灰,增加墩身承載能力等途徑進行。
二,橋梁加固改造的一般特點
橋梁加固改造方案的擬訂,首先必須根據(jù)橋梁現(xiàn)有的技術(shù)狀況和使用荷載的要求,對橋梁加固改造的必要性和可行性作出判斷,然后對各種可能的橋梁加固改造方案的技術(shù)經(jīng)濟效果進行分析比較,從中選擇合理的改造方案,總體上應(yīng)注意以下問題:
(1)一般來說,需加固改造的橋梁結(jié)構(gòu),均有一定的病害,結(jié)構(gòu)已處于相對危險的狀態(tài),故加固改造方案必須考慮盡可能少地擾動原結(jié)構(gòu),特別是主要承重結(jié)構(gòu),經(jīng)策安全。
(2)橋梁加固改造工程通常要求在不中斷交通,盡量少中斷交通的條件下進行施工,故要求施工工藝簡單且容易操作。施工速度快,工期短。
(3)橋梁加固改造的施工面狹窄,擁擠,常受原有結(jié)構(gòu)物的制約。
(4)補強加固施工往往對相鄰結(jié)構(gòu)構(gòu)件也產(chǎn)生影響。
(5)橋梁加固改造中對原結(jié)構(gòu)的拆除,清理工作量大,工程較繁瑣零碎,并常常隱含許多不安全因素,要求施工人員更加注意操作安全與施工質(zhì)量,嚴格進行施工管理。
(6)橋梁加固改造的方案擬訂與設(shè)計計算,要充分考慮新,舊結(jié)構(gòu)的強度,剛度,與使用壽命的均衡,以及新,舊結(jié)構(gòu)共同工作,特別應(yīng)注意新增混凝土部分在達到一定的齡期前僅僅只能作為恒載來考慮。
(7)橋梁加固改造方案應(yīng)盡有可能周密考慮荷載增加和減少對原結(jié)構(gòu)的影響,舊結(jié)構(gòu)的拆除與新結(jié)構(gòu)的補加,在有些橋梁結(jié)構(gòu)中應(yīng)考慮減載,加載程序,對大多數(shù)橋梁結(jié)構(gòu),以增加最少的荷載為宜。
三,橋梁加固改造的技術(shù)要求
(1)加固方案及實施應(yīng)盡量減少對原有結(jié)構(gòu)的損傷,并充分利用原有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力,且應(yīng)保證原有結(jié)構(gòu)保留部分的安全性與耐久性。對于確無利用價值的構(gòu)件則予以報廢,拆除,但其材料應(yīng)盡可能考慮回收。
(2)橋梁加固改造應(yīng)做到可靠,安全,耐久,滿足使用要求,這實際上是對橋梁進行技術(shù)改造的基本要求與目的。
(3)加固改造工程在施工過程中,應(yīng)盡量不中斷或少中斷交通,改造工程的技術(shù)經(jīng)濟指標應(yīng)包括由于交通受阻等所帶來的經(jīng)濟損失,
(4)加固改造的工程施工,應(yīng)是技術(shù)上簡易而行,施工上方便,所要求的機具設(shè)備盡量簡單易操作,且應(yīng)重量輕,體積小。
(5)橋梁加固改造應(yīng)盡可能采用輕質(zhì)材料,也應(yīng)可能地探索使用新材料。
(6)對于某些由于因下部結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)的不均勻沉降等原因而導(dǎo)致的上部結(jié)構(gòu)的損傷,或由于其他偶然因素,如地震,強風,船舶碰撞等所引起的結(jié)構(gòu)損傷,在進行補強加固時應(yīng)同時考慮采取消除,減小,或抵御這些不利因素的措施,以免在加固后結(jié)構(gòu)物繼續(xù)受此因素的影響。
四,橋梁加固改造工程必須滿足的基本條件
加固改造應(yīng)滿足以下基本條件:
(1)橋梁經(jīng)技術(shù)改造后,其結(jié)構(gòu)性能,承載能力與耐久性等都能滿足使用上的要求。
(2)具有較明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
不同的加固改造方案其技術(shù)經(jīng)濟效益往往會因橋而異,因為影響經(jīng)濟效益的因素很多,例如橋梁結(jié)構(gòu)形式差異,橋梁跨徑的大小,損傷程度,加固補強設(shè)施的養(yǎng)護費用,中斷,阻塞交通的損失,加固后的耐久性,安全和環(huán)境干擾程度等。因此,只有對加固改造工程的技術(shù)經(jīng)濟效果進行全面綜合評價,方能對方案的選擇作出合理的判斷。
五,加固改造的設(shè)計計算原則
橋梁加固改造工程必須進行詳細的設(shè)計計算,對關(guān)鍵的技術(shù)措施應(yīng)盡量在事先進行必要的試驗,以掌握其技術(shù)要求及檢驗方法。進行加固改造設(shè)計計算應(yīng)遵循以下基本原則。
1.應(yīng)按現(xiàn)行公路橋涵設(shè)計規(guī)范進行設(shè)計,改造后的橋梁在使用荷載作用下,原有結(jié)構(gòu)及新增加結(jié)構(gòu)各部分的強度,剛度及裂縫限值等均應(yīng)符合規(guī)范要求。
2.應(yīng)明確加固改造的具體目標,以確定加固改造設(shè)計計算方法。一般的橋梁加固改造是永久性的,有一些是臨時性的,如超重車過橋。不同的目標有不同的計算方法。
3.當僅有要求提高原橋的承載能力時,改造工程可在原有結(jié)構(gòu)保持恒載作用狀態(tài)下進行。此時,原有結(jié)構(gòu)的全部恒載及補強加固所增加的恒載,可以考慮由原構(gòu)件承受,汽車荷載作用則由原結(jié)構(gòu)和新增構(gòu)件共同承擔。
4.在橋梁有條件中斷交通和卸除部分恒載時,采取卸載措施,使橋梁在卸除部分恒載的狀態(tài)下進行加固改造工作,此時,新增構(gòu)件除與原有構(gòu)件共同承受活荷載外,還承受原有結(jié)構(gòu)的一部分恒載。
5.設(shè)計時應(yīng)周密考慮并采取必要措施,保證新舊結(jié)構(gòu),新舊混凝土的整體性并能共同工作。新舊結(jié)構(gòu)的混凝土往往會由于收縮不同而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布,從而引起新舊混凝土結(jié)合面的開裂,這會影響結(jié)構(gòu)的整體性。
6.設(shè)計計算的力學(xué)圖式,應(yīng)充分考慮已損壞的實際受力狀態(tài),這種力學(xué)圖式不能使加固設(shè)計結(jié)果偏不安全。
7.設(shè)計計算時應(yīng)恰當考慮利用原有結(jié)構(gòu)的承載能力。
六,加固工程設(shè)計的工作程序
1.根據(jù)橋梁管理系統(tǒng)的資料,初步確定需要進行加固改造的橋梁。
2.實地初步調(diào)查上述橋梁的病害,并分析病害發(fā)生的原因,查的原橋技術(shù)資料。
3.調(diào)查并確定加固改造的目的,要求及技術(shù)標準。
4.原橋承載能力及技術(shù)狀況的評定與理論分析,確定是否進行特殊檢查,如動靜載試驗。
5.確定試驗方案,并進行特殊試驗,進一步確定是進行加固改造還是支座更換,或?qū)蛄簭U棄。
6.技術(shù)改造方案的擬訂與設(shè)計計算。
7.施工圖繪制及工程數(shù)量統(tǒng)計與預(yù)算編制。
8.加固完成后的測試和驗收。
橋梁加固