浅述桥梁工程加固
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摘要: 桥梁加固是随着日益增长的交通运输业而产生并随其发展的新课题,它很好地处理了新工程与旧工程的衔接,是实现可持续发展的物质保障。因此,桥梁加固技术的发展意义相当重大。同时,各种新型材料,新方法的运用,使得桥梁加固的对象更广,施工更方便快捷,效果更明显,并推动着桥梁加固技术的不断成熟和完善。
关键词:桥梁
加固
功能要求
综述了需要加固的桥梁一般包括的几种类型,介绍了常见的桥梁加固方法及其各自的适用范围和优缺点,旨在通过采取有效的加固措施,恢复和提高旧桥的承载能力,使其满足使用要求。
1. 桥梁加固原因
桥梁加固就是通过一些有效的技术手段,提高构件或者结构的承载能力,使其能满足功能要求。需要加固的桥梁一般可分为以下几种类型:1)随着设计规范的更新发展,设计荷载本身增大,旧桥的原设计标准本身偏低,不能满足现代交通的通行要求,需要改造加固。桥梁设计采用的汽车荷载等级经过由汽―10、汽―13、汽―15、汽―20、汽―超20、公路―Ⅰ级的发展提高,许多过去年代修建的桥梁,设计荷载相对偏低。根据调查分析,全国的国道、省道和县级公路中的桥梁,能达到汽―20的仅占大中桥的6%左右,更别说达到现行的公路―Ⅰ级、Ⅱ级荷载标准。2)使用年限长,结构老化,年久失修,部分构件已经失效,不能满足承载要求。3)由于设计施工的缺陷以及气候环境等因素的影响,结构开裂,钢筋锈蚀严重,存在较大的安全隐患。
2. 桥梁加固方法综述
随着现代科学技术的不断发展进步,社会工业化水平的不断提高,特别是建筑材料的不断改革创新,带动了桥梁加固技术的快速发展。目前常用的桥梁结构加固方法有:增大构件截面、粘贴补强材料、体外预应力法、增加辅助构件、体系转换法、扩大基础加固法、钢筋混凝土套箍及外包钢板等。
各方法简单介绍如下:1)增加构件截面:该方法是在原结构上再浇筑一定厚度的混凝土,常见的有采用喷射合成纤维混凝土,利用其抗拉压、抗弯剪强度高以及较好的抗渗抗疲劳抗冲击、耐磨耐腐蚀性,来改善已剥离或变质的混凝土性能,以恢复对钢筋的保护,提高强度达到加固目的。该方法适用于桥梁板和墩台的加固。还有采用加厚桥面板和加大T梁梁肋高度和宽度的方法来提高承载能力。该方法施工简单,加固效果明显,但是现场施工作业时间长,加固后建筑结构高度减小,对交通有一定的影响。2)粘贴补强材料:目前常用的主要有粘贴碳纤维和粘贴钢板。两种方法都是用特制的结构胶粘剂将钢板或者碳纤维粘贴在结构表面,可增强构件的抗弯剪抗拉压,大幅度增强原结构强度、刚度,达到提高其承载能力的目的。该方法施工快速简捷,灵活多样,经济合理。与钢板相比较,碳纤维强度高、重量轻、不受形状限制、抗疲劳耐腐蚀性能较好。但是其存在抗剪性能低,延展性不高,易老化等问题,在选用时应针对不同的结构、不同的受力特点、不同的功能要求来选用。3)体外预应力法:即后张承载于结构主体之外、无粘结体系的预应力筋,降低被加固构件的应力水平,大幅度提高结构整体承载能力。主要适用于混凝土中钢筋锈蚀等病害造成的结构承载能力下降、需要提高桥梁荷载等级、提高大跨度主梁承载能力以及高应力高应变状态混凝土加固。该方法操作简单,一般不会影响既有交通,但可能会影结构外观,不宜用于收缩徐变大的结构。4)增加辅助构件:主要是指设纵梁提高承载能力,增加横隔板加强横向联系。当墩台地基安全性良好,上部结构也基本完好,但承载能力不能满足要求时,一般可采用加承载能力高和刚度大的新纵梁,使新旧梁互相连接共同受力。该方在旧桥改造利用中经常用到。5)体系转换法:常使用的方法有拱桥转为梁拱式拱上建筑法;梁桥转换为梁拱组合体系法;简支转为连续法跨简支转为先简支后连续体系法;增加辅助墩法等。加固方式虽然异,但是实质都是在桥梁既有体系中,再引入新的支撑点,改良结构的力,达到加固目的。6)扩大基础法:该方法主要用于基础承载能力不当构造物基础具有较大的不均匀沉降,而地基土层比较坚实时,可采该方法。扩大基础法施工简单,但是必须使新老基础连成整体共同力。
根据桥梁的加固原因,加固部位以及现有桥梁本身桥型方案的同,应采用不同的加固方法,而同一座桥梁针对不同的构件可能会同采用几种不同的方法以达到加固目的。我们在选择加固方案时应统考虑,做到经济上合理,技术上可行,提高桥梁加固性价比。
3. 桥梁加固的意义
无论是本着消除安全隐患,实现安全第一,还是达到提高旧桥的行能力和服务水平的目标,旧桥的加固改造都体现了节约社会资源。过科学可行的技术手段,恢复和提高既有桥梁的承载能力,延长桥梁使用寿命,节约利用社会既有资源;从经济上分析比较,可以节约拆除桥和新建桥梁的工程费用,可以大大节省投资,收到良好的经济效益旧桥的改造加固是桥梁建设可持续发展的一部分。不论什么年修建的桥梁,都会或多或少的受到当时的一些局限性,随着社会进步交通事业的发展,交通量的日益增大,以及桥梁建筑材料的疲劳老化日的新桥总会成为明日的旧桥,加强“建养并重”的结合思想,是坚桥梁建设可持续发展的重要条件。
4. 结语
采取有效的改造加固措施,恢复和提高这些旧桥的承载能力,使继续为现代交通运输服务,可以给国家带来巨大的经济效益。如何科地对旧桥进行检测、维护、加固,是今后桥梁工程中的重要课题。
参考文献:
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