公路钢桥梁加固技术应用实例及分析

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桥梁加固案例

桥梁加固案例

一、工程概况S316省道八一大桥位于黄石阳新县城以南河上,北接阳新县城,南至九江,由左右两幅桥分次建成,右幅桥建于七十年代初期,由工字梁与T梁组合跨径。

桥跨布置为:2xl7m+3x33m+15xl7m;桥梁横断面布置为:125m人行道+75m行车道+125m人行道=10m。

行车道采用双向横坡,抛物线形跳澎-,20世纪90年代前后随着地区经济发展,交通流量不断增加,桥梁原有设计通行能力不能满足需要,逐步成为制约交通发展的瓶颈。

因此在原有桥梁左侧实施拓宽工程,拓宽桥梁主梁采用T梁,桥梁跨径与原有桥梁保持一致,傍依而建,将原有桥梁左侧人行道、栏杆系拆除,在拓宽桥梁左侧予以重新修建,行车道亦采用双向横坡,单折线形路拱。

新老桥之间设置分隔带,这样加宽后桥梁横断面布置为:1.25m人行道+7.5m 行车道+2.0m分隔带+7.5m行车道+1.25m人行道=19.5m,拓宽桥梁建成于1995年,已运营十余年。

本次加固改造主要针对老桥,要求加固提等。

二、桥梁主要病害及原因分析八一大桥老桥因建成年代久远,年久失修,桥梁已出现不同程度的病害现象;同时,由于档案资料管理不善,无法知晓有关设计施工详情。

但从桥梁现场调查来看,主要存在以下病害现象:(1)旧桥桥面铺装过薄,桥面排水不畅通积水现象突出。

老桥为双向横坡,横坡坡度为2%,但桥面纵坡较平缓,泄水孔设置间距较大,沿纵向每隔10m设置一道,势必造成排水不畅通,桥面极易积水浦水下渗后, 面及主梁梁体剔勾成威胁。

(2)老桥工字梁两边梁梁肋夕日则出现纵向裂缝,甚至表层混凝土沿纵向脱落,纵向钢筋外露锈蚀现象较为普遍,部分边梁梁底亦出现类似纵向裂缝,表层混凝土脱落,卿戊主筋外露锈蚀,中间4片内梁未出现类似现象。

究其原因,以上梁肋夕Fm纵向裂缝应为钢筋锈蚀而引起的顺筋裂缝,从梁体外观上看,边梁外侧及梁端伸缩缝位置渗水严重。

同时,由于边梁变形较大,边梁腹板易形成拉压微裂缝,雨水渗入后,极易导致钢筋锈蚀、裂缝开展、表层硷脱落现象。

桥梁加固技术及应用实例

桥梁加固技术及应用实例

桥梁加固技术及应用实例桥梁加固技术是指为了提高桥梁的强度、承载能力、稳定性和耐久性,对已建成的桥梁进行改造和加固的技术手段。

桥梁加固技术在道路交通和城市基础设施建设中具有重要的地位和作用。

以下是几种常见的桥梁加固技术及其应用实例:1. 加设外挂钢箱梁:外挂钢箱梁是指在现有桥面梁下方加设一层预制钢箱梁,通过连接件将现有梁和外挂钢箱梁紧密结合,以提高桥梁的承载能力。

这种技术适用于梁上有振动引起病害、超载或新增荷载导致的桥梁强度不足等情况。

例如,江苏省太仓市城区部分桥梁超载严重,通过在现有桥梁下方加设外挂钢箱梁,提升了桥梁的承载能力。

2. 碳纤维加固:碳纤维加固是将碳纤维布粘贴在桥梁构件表面,通过碳纤维材料的高强度、高模量特性,提高桥梁的承载能力。

这种技术适用于桥梁构件的开裂、钢筋锈蚀等病害,以及桥梁需要增加荷载等情况。

例如,广东省佛山市南海区某桥梁结构出现开裂现象,采用碳纤维加固技术对桥梁进行修复,提高了桥梁的强度和稳定性。

3. 钢筋混凝土外包材料加固:钢筋混凝土外包材料加固是指将具有较好抗拉性能和柔韧性的外包材料缠绕在桥梁构件表面,使其与原有构件形成一个整体,增加桥梁的强度和抗震能力。

这种技术适用于桥墩、桥台、梁板等部位的强度不足或损坏严重的情况。

例如,北京市西城区某桥墩由于长期受到水的侵蚀导致强度下降,采用钢筋混凝土外包材料加固技术对桥墩进行了修复。

4. 预应力加固:预应力加固是指在桥梁构件上施加预应力,通过内部张拉力的作用,使桥梁构件达到预先设计的强度和刚度。

这种技术适用于桥梁的跨度较大、不规则形状等情况。

例如,上海市浦东新区某预应力链接箱梁桥在使用过程中发生变形,通过施加预应力,修复了桥梁的形变,使其恢复正常使用状态。

5. 配筋加固:配筋加固是指在桥梁的构件内部增加钢筋,提高桥梁的抗弯和抗剪能力。

这种技术适用于桥梁的构件裂缝、钢筋锈蚀等病害,以及桥梁荷载超限的情况。

例如,湖南省郴州市境内某桥梁的梁板出现了严重的开裂现象,通过对梁板进行配筋加固,修复了桥梁的病害。

加固技术在路桥施工中的应用探讨

加固技术在路桥施工中的应用探讨

加固技术在路桥施工中的应用探讨随着交通事故频繁发生,路桥施工的安全已经成为一个非常重要的问题。

为了保障施工人员的安全,加固技术在路桥施工中被广泛应用。

本文将介绍加固技术在路桥施工中的应用。

1. 加固桥梁加固桥梁可以增强桥梁的承载能力,提高桥梁的安全性能。

在加固桥梁时,通常会采用预应力钢筋等加固材料。

预应力钢筋可以增加桥梁的强度,使其更加承载能力更强,同时也可以避免桥梁出现裂缝。

2. 修改桥梁结构有些桥梁的设计虽然能够承受正常的负载,但当负载达到一定程度时,桥梁的结构就会出现问题。

为了解决这个问题,可以对桥梁进行结构修改。

通过改变桥梁的结构设计来增加桥梁的承受能力和安全性能。

3. 更换桥梁部件有些桥梁的部件可能会因长时间使用或者其他原因而损坏,影响桥梁的安全性能。

在这种情况下,可以选择更换桥梁部件。

更换损坏的桥梁部件可以有效提高桥梁的安全性能。

4. 使用新材料随着科技的不断发展,新材料也越来越多地应用于路桥施工中。

新材料一般具有更高的强度和更好的防腐蚀性能,能够提高路桥的安全性能。

典型的例子包括使用高强度钢筋代替普通钢筋,使用纤维增强材料代替传统的钢筋混凝土等。

5. 增强桥墩和基础在路桥施工中,桥墩和基础是桥梁的重要组成部分。

增强桥墩和基础可以提高桥梁的稳定性和承受力,从而提高安全性能。

常用的方法包括加固桥墩柱身,加固桥墩基础等。

总之,在路桥施工中,加固技术的应用非常重要。

通过采用加固技术,可以有效地提高路桥的安全性能,保障施工人员和驾驶人员的生命财产安全。

未来,在科技的不断发展中,加固技术应用将会越来越广泛。

桥梁加固的主要方法和实例讲解

桥梁加固的主要方法和实例讲解

桥梁加固的主要方法和实例讲解桥梁加固是指通过针对现有桥梁的结构和材料进行修复、改造和加固,以提高桥梁的载荷能力和安全性能。

桥梁加固是保障桥梁的长期使用和延长使用寿命的重要手段。

以下是桥梁加固的主要方法和实例的详细介绍。

一、主要方法:1.紧固加固法:该方法将螺栓、角铁或钢板等紧固材料与桥梁的构件相连,增加其受力面积和刚度,提高桥梁的承载能力。

常见的加固方式有紧固剪力钢板、紧固拉力筋和紧固压力板等。

2.补强加固法:该方法通过在桥梁的弱点或破损部位增加新的结构材料,以增加其强度和韧性,提高桥梁的抗压、抗弯和抗震能力。

常见的加固方式有钢板加固、混凝土粘贴加固和预应力加固等。

3.增加承载能力:该方法通过增加桥梁的梁底面积或改变桥梁的受力形式,以提高桥梁的承载能力。

常见的加固方式有在桥梁下方增加钢桁架或预应力混凝土夹层板等。

4.荷载改造:该方法通过在桥梁上增设新的结构构件或改变原有构件的受力形式,以适应新的荷载要求。

常见的加固方式有增加主梁、增设支座和取消支座等。

5.防腐加固:该方法通过在桥梁的结构表面涂覆或喷涂特殊防腐材料,以防止桥梁受到腐蚀而减弱其结构强度。

常见的加固方式有涂覆防腐漆和喷涂防腐涂料等。

二、实例讲解:1.金福桥加固工程:该工程位于重庆市黔江区,因原设计荷载小于实际通行荷载,桥梁出现严重龟裂和下沉变形。

工程采用了紧固加固法和补强加固法相结合的方法进行加固。

首先,在桥面上增加了角铁,用螺栓将其与原有桥面板紧固,增加了桥面板的刚度和受力面积。

然后,在桥墩和墩台的受力位置增加了钢板,将其与原有桥墩和墩台的桩基相连,提高了整个桥梁结构的抗压能力。

最后,对桥梁的破损部位进行了混凝土粘贴加固,保证了桥梁的使用安全性。

2.长江三峡大桥加固工程:该工程位于湖北宜昌市,是一座以预应力混凝土桥梁为主体的大型桥梁。

由于长期受到风、水和恶劣天气的侵蚀,桥梁的结构和材料出现了严重的腐蚀和老化现象。

工程采用了防腐加固和荷载改造相结合的方法进行加固。

结合工程实例全面探讨桥梁常用加固技术的应用

结合工程实例全面探讨桥梁常用加固技术的应用
控制 。 混凝土双柱式灌注桩墩及重力式桥 台。 原桥上部构造采用 1 9 6 6年 1月出版的 改变结构受力体系 加固法。改变结构受 力体系加 固法 是通过 改变桥梁结构受力体系 《 少筋微弯板与工 型梁组 合的装配式钢筋混 , 设计荷载 为汽. 1 3 , 以达 到提 高结构整体承载能力 的目的,是一 凝土上部构造试用 图纸》 种变被动 为主 动的加固方法 。这种技术具有 拖 一 6 0 . 及 应 用进 行 了全 面 的 探 讨 。 提 高结构承载力 ,增大结构刚度 ,减 小挠度 1 、加 固前病害 调查 在确 定加 固方案前,对旧桥现状进行 了 【 关键词 】 桥粱;加固技术;应用;方法 等优 点。但该加固方法施工改造时一般要涉 及到桥面铺装的再处理 ,增加 了改造 费用 且 全面 调查, 全桥主梁 4 X5 片。 根据实 际损坏 ~4 孔的 l 5片主梁 、微弯板 、支 桥梁加 固的重要性 加固效果受负弯矩 区施 工质量 的影响较 大, 情况,对 2 座、桥墩 ( 台 )及 附属结构进行 了细致 的检 随着 我国交通运输 量的迅 速增长 ,危桥 目前极少单独采用。 查。 旧桥不断增多,若将其拆除重建 ,不仅要耗 2 、非结构性加 固 ( 1 )主 梁 费大量资金,而且工期也较长:若有计划 、 钢纤维混凝土修复桥面铺 装层 。对桥面 有步骤的对现有 旧桥进行加固改造 ,桥梁加 铺装层 的严重破损 ,可考虑采用钢纤维混凝 施工质量较差 ,各部位尺 寸沿跨径不一 单根主梁最 多发现裂缝 5 1条,裂缝宽度 固后 ,可 以延长桥梁的使用寿命 ,用少量 的 土修复 。 这种材料 具有高强度 、 抗裂能力强, 致。 m m. 有 竖直裂缝, 也有斜裂缝、 水平 资金投入 ,使桥梁能满足交通量 的需求 ,还 抗冲击耐 磨耗 等性能,可延长桥面的使用寿 最宽为 4 可 以缓和 桥梁投 资的集 中性, 为 国家 带来 巨 命 ,在 不增加桥梁恒载的情况下 ,改善梁 的 裂缝 ,斜裂缝与水平方 向夹角 为 4 0  ̄8 0 。 竖 向裂缝 主要分布在主梁腹板下部 ( 主要在 大的经济和社会效益。因此。 加 固设计 必须本 结构受力性能。 着 “ 牢固可靠 、简便耐用 、经 济适用 ”的基 伸 缩缝的更新改造 。在桥梁维修 中,以 跨 中 8 . 5 m 范围 内) 且下宽上窄 ; 斜裂缝 主要 本原则 。 下几种类型伸缩缝的使用是较成功 的。 s F 分布在端部 4 m 范 围内;水平裂缝主要分布 二、桥梁加固改造的技术途径及设计原则 P “ 三防”型伸缩缝在大型桥梁上 的应用 情 在 粱端。主梁局 部钢筋 外露,产生锈 蚀 。 ( 2 )其 他 l 、主要技术途径 况 良好 ;仿毛肋伸缩缝在大 、中型桥梁 的大 s T、 FG系列桥梁 微弯板施工质量较差 ,底部 非常粗糙, 桥梁 加固一般是通过对构件的补强和结 量使用 ,效果 明显 ; T 构性能的改善来恢复或提高现有桥梁 的承载 无缝伸缩缝 ,在 中小行桥 梁上也得到广泛使 局部有细微裂纹 。支座 为钢板 支座,钢板锈 能力,以延长其使用年限,适应现代交通运 用 。 蚀严重 ,有大块蚀块脱落 。支座 附近主梁砼 3 、u型高桥 台加 固 有压碎现象 1 号桥 台锥坡破损 , 3 号桥墩发 输的要求 。其改造的主要技术途径有 :加强 薄弱构件、增加辅助构件、改变结构 体系 、 预应力锚 索框架 法。该加固法采取在 U 现一处空洞现象 。部分栏 杆倾斜,泻 水孔堵 型桥 台前墙和 两侧 墙外加套 4 0 厘米的钢筋 塞 , 减轻恒载、加固墩台及基础等。 桥 面上梁 间隙较 大, 车辆通过时振动大、 2 、加 固方案确定原则 混凝 土,并在两侧墙增设水平预应力索对锚 噪 声 大 。 般认为满足 以下条件 ,加 固方 案才基 和前墙 增设地锚的方案 。该方案适用于不 能 2 、加 固设计 本可行 :对 比重 建新桥 要具有 明显的经济效 中断 交通 又无 法架 设便 桥 的高桥 台病 害修 根据 调查情况,笔者主要针对主梁进行 加 固 设计 。 益 ;桥梁经加 固改造之 后各个 方面都能达到 复。 锚杆配合钢筋混凝土抱箍法 。该加 固法 主梁采用 C YMA XL 3 0 0 2 C 碳纤 维片材 使用要求 ; 桥梁的下部结构具有足够的潜力。 三 、桥梁加 固的常用方法 采取 台腔与桥 台基础持力层 进行压浆 固化, 进 行 加 固 , 主 要 性 能 指 标 有 : 设 计 厚度 . 1 6 7 m m ̄抗拉强度标准偏差 4 0 MP a ;抗拉 加 固,简 单来说,就是通过一定的措施 再打入锚杆与槽钢抱箍 ,最 后在 u型桥台前 0 使构件乃至整个结构的承载能力及其使用性 墙和两侧墙外加套 2 5厘米的钢筋混凝土 , 强度标准值 能得到提高, 以满足新的要求 。旧桥加 固方 新 旧墙体采用锚杆连接 形成整体。该方案适 4 1 0 8 MP a ;抗拉强度平均值 4 2 3 3 M P a : 用于地基承载 力不足,且施工处理不到位 , 弹性模量 2 3 6 G P a . 计算 中,考 虑到碳纤维片 法可综合为以下几类 。 l 、结构性加固 造成桥 台前墙 下沉 。 材与主梁砼之 间的密 合性,对材料的抗拉强 度设计值取用折 减系数 O . 8 . 经计算 ,主梁跨 体外预应力加 固法 。体外预应力法 的加 4 、桥墩加 固 固原理 是在 梁的 下缘 受拉 区设 置预 应力 材 桥梁下部结构加固 的主要 目的是提 高桥 中底部碳 纤维材料厚度 需 O . 2 5 m m, 故采用 2 料 ,通过张拉对梁体产 生偏心预应 力,在此 墩的整体承载能力 。如桥墩发生 了结构性损 层 。 偏心压 力作用 下,使梁 体发生上拱,抵消部 伤,可以用外包混凝土 、粘贴钢板或碳 纤维 五 、加固效 果评价 桥 梁加固应在不断总结经验和技术进 步 分 自重应 力,减 小了结构变 形和裂缝宽度、 的方法进行加固 。但是对于实体桥墩等横 向 改善了结构受力,能够较大幅度的提高结构 刚度 比较大 的结构 ,其状态变化 主要 是 由地 的基础 上形成专 门规范 ,同时要重 视对加固 承 载力 。 基所引起 ,此时可重点从 回填硬土或者对地 后的桥梁进行检测和观察 ,以确定加固的效 粘 贴钢板或碳纤维 ( c F R P ) 加固法 。 粘 基进行注浆等方法提高其 约束桥 墩的能力, 果 。桥梁加固后 的上部 结构通 常是用静载或 将试验 结果 与加 固设计 的计算 结 贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘 提高桥墩 的整体承载 能力。抬桩就是通常使 动载试 验。 贴锚 固于混 凝 土结 构受 拉面 或其 它薄弱 部 用 的一种有效 的加 固方法 ,即在旧桩的两侧 果进行对 比,来判断桥梁加 固成功与否 。但 位,使钢板与加固混凝土结构形成整体 ,以 各增设一根桩 ,并通过植筋扩大承台 ,共 同 对下部结构而言 ,不方便进 行荷载试验 ,通 达到提高结构承载能力的 目的。该方法具有 受力 。另一种桩基 加固方法是钢筋混凝土套 过其频率变化来定量评估桥墩 的加 固效果 。 基本不改变原结构 的尺寸 、施工简单 、技术 箍 由于 下部桩 基施工等原因 ,造成桩基缩 参考文献 : 可靠、 短期加 固效果较好且工 艺成熟等优点 。 径 ,采用 的加固方法是清除桩体虚浮物 ,通 [ 1 】 张开鹏, 蒋玉龙, 曾雪芳。 桥梁加 固的 增大截面与配筋加固法 。增大截面 与配 过植筋后 ,外抱箍微膨胀 混凝 土。 发展与展望 [ J ] . 公路. 2 0 0 5 ( O 8 ) 筋加 固法一 般采用 在梁 底面 或侧 面 加大 尺 四、应 用实例 [ 2 】 罗伟 . 桥 梁加 固技 术综述 [ J ] . 黑 龙 寸, 增配主筋 , 以提 高主梁截面 的有 效高度 , 某桥 于上世 纪 7 O年代初 建成: 上部 构造 江 交通科技. 2 0 0 5 ( 1 0 ) 从而达到提高桥梁承载 能力 的 目的。然而, 为4 孔跨径 L = 1 6 . 8 m 的少筋��

桥梁加固技术及典型案例(附图丰富)_414页

桥梁加固技术及典型案例(附图丰富)_414页

桥梁加固技术及典型案例第一部分桥梁病害类型与诊断第二部分第三部分第四部分第五部分第六部分桥梁病害类型与诊断病害类型裂缝:底板、腹板裂缝等环境因素引起的损伤或破坏:混凝土和钢筋锈蚀变形:下挠、基础沉降等附属设施病害:伸缩缝破坏、桥面铺装开裂等施工遗留病害:蜂窝、麻面、空洞、施工缝支座病害:混凝土桥常见病害类型裂缝分类及成因一裂缝病害分析盖梁斜向剪切裂缝预应力锚区开裂起壳非结构裂缝病害举例蒸发自身体积缩小吸收水份收缩裂缝产生机理收缩裂缝形成收缩裂缝温度裂缝钢筋锈胀裂缝出现后保护层混凝土剥落钢筋锈胀裂缝桥梁纵向钢筋胀裂裂缝(顺筋裂缝)二环境因素引起的损伤氯离子侵蚀混凝土碳化钢筋腐蚀渗水pH值下降pH 13pH 9(1)混凝土碳化滴1%的酚酞溶液测试混凝土碳化病害混凝土碳化测试开裂处(2)氯离子侵蚀氯离子侵蚀混凝土钢筋混凝土碱-集料反应病害(3)碱集料反应(4)冻融病害(5)渗水作用铰缝渗水梁底和拱底渗水(6)钢筋腐蚀三桥梁非正常变形裂缝后期下挠不均匀沉降基础滑移和倾斜基础冲刷基础冻害裂缝基础变形12刚度时变性预应力不足混凝土收缩徐变梁体开裂施工质量后期下挠基础变形四施工遗留病害混凝土空洞施工缝开裂五支座病害支座橡胶老化、剪切变形、脱空、错位六附属设施病害桥面铺装开裂、破损桥面栏杆破损伸缩缝破损●公路桥梁损伤原因分析一是桥梁设计标准低,桥梁长期处于超载工作状态而产生的力学损伤二是因混凝土桥梁的耐久性损伤降低了材料的物理、力学性能,直接影响到构件或结构的安全性、适用性。

●公路桥梁典型病害与垮塌工程实例公路桥梁典型病害实例照片1-1 桥底钢筋锈蚀、混凝土劣化桥板板底混凝土保护层劣化脱落板底钢筋锈蚀、保护层脱落照片1-2 钢筋混凝土桥梁耐久性损伤氯丁橡胶支座老化失效照片1-3 钢筋混凝土桥梁耐久性损伤墩柱保护层劣化脱落、钢筋锈蚀照片1-4 钢筋混凝土整体现浇板混凝土劣化、钢筋锈蚀混凝土保护层剥落钢筋锈蚀钢筋锈蚀膨胀产生的纵向顺筋裂缝横向裂缝---假逢底摸开裂漏浆照片1-6 桥梁立柱常水位处因冬融、腐蚀导致混凝土劣化-1柱式桥墩常水位混凝土劣化、钢筋锈蚀冻融循环及河水污染是主要原因照片1-6 桥梁立柱常水位处因冬融、腐蚀导致混凝土劣化-2柱式桥墩常水位混凝土劣化冻融循环及河水污染是主要原因照片1-7 因非法挖沙等因素导致灌注桩外露近年来,非法采沙已成为威原河道地面线胁桥梁安全使用的重要因素之一,国内已经发生多起由此引发的公路、铁路桥梁垮塌事故。

常用公路桥梁加固技术及其应用探析

常用公路桥梁加固技术及其应用探析

常用公路桥梁加固技术及其应用探析摘要:近年来,随着我国经济与科技的不断进步,交通运输业也取得了长足发展。

就上世纪或本世纪初设计修建的一些桥梁而言,其原本设计规范标准偏低,所以难以支撑现今日益增加的交通量和车辆超限超载现象,加之公路桥梁的设计和施工与当时的社会经济条件、环境问题等密切相关,大部分桥梁出现了不同程度的病害。

相对于桥梁拆除重建,加固再提高结构承载力、增强结构整体性、满足行车平顺性的同时,还能达到节省工期,缩减投资、降低能耗和环境的负担,满足可持续发展要求。

本论述通过分析造成公路桥梁出现病害的原因,总结了公路桥梁常见的病害及相应的加固方法。

通过工程实例,说明了针对桥体结构和不同部位病害的处理方法及其达到的效果。

本论述的研究,对于桥梁加固工作的施工与方法选择均具有一定的指导和参考作用。

关键词:桥梁工程;桥梁病害;维修与加固;应用引言公路桥梁经长时间运营后,各部分结构容易发生损伤,而这些损伤在初期往往不容易被发现,只有发展到一定程度后,才能表现出来。

当发现缺陷和病害时,损伤往往已经比较严重了,应立即采取有效措施对桥梁进行加固处理。

根据项目实际情况并结合相关经验来解决加固中遇到的各种问题,这样才能保证加固的合理性与有效性。

1公路桥梁加固处理的重要性受到施工技术以及建筑能力等多方面因素的限制,早期的建筑桥梁所使用的钢筋直径相对较小,构件连接不够牢固,这使得公路桥梁质量逐渐下降、寿命不断缩短。

同时公路桥梁会受到大气腐蚀、温度以及湿度变化等多方面元素的共同影响,因此出现损坏的现象也是比较常见的。

在这样的状况下,对公路桥梁定期进行养护、并且进行加固处理已经逐渐成为必要的举措。

站在经济学角度上进行分析,桥梁加固处理后能够对资金的投入进行有效控制,从而降低桥梁重建所需要的费用,同时能够有效延长桥梁的承载能力以及运输的能力,从根本上对桥梁的使用寿命进行延长。

站在经济发展的角度上进行分析,采用桥梁加固技术进行处理有助于实现可持续发展的目标,在充分满足人类需求的基础上,实现经济、资源以及环境的有效协调发展。

桥梁加固技术措施及应用分析

桥梁加固技术措施及应用分析

桥梁加固技术措施及应用分析1 桥梁加固的必要性随着城乡一体化建设和交通运输事业的飞速发展,车辆载重量、车速和交通量已大为提高,作为公路工程重要组成部分的桥梁承受着十分沉重的交通荷载和繁重的交通量。

加之部分旧桥由于勘察、设计、施工等原因,已出现不同程度的病害,导致部分桥梁存在承载力不足的情况。

已不能满足现代交通的要求。

2 桥梁加固的方法2.1桥面补强层加固法桥面补强层加固法主要适用于中小跨径的桥梁,是通过在桥面板加铺一层钢筋混凝土层,使其与原有结构形成整体,从而达到增加有效高度和受压截面,增加桥面整体刚到,提高桥梁承载能力的一种加固方法。

施工时,一般需要先将原有的桥面铺装层凿除,然后重新设置D10钢筋网片,为保证梁板与桥面铺装连接成整体,可适当设置剪力筋,然后和钢筋网片焊接,最后再浇筑一层相同厚度的混凝土,必要时同时对伸缩缝进行改造。

此方法施工活动全部在桥面进行,操作便利,易于控制工程质量,但是,在实际工程中,机械凿除破坏梁板的可能性极大,保守操作,几乎全部由人工加风镐完成,施工工期较长,严重影响了桥梁的正常通行。

2.2增大截面和配筋加固法增大截面和配筋加固法是采用混凝土和钢筋增大结构物的截面面积以提高结构的承载力,这种方法适用于梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足的情况。

根据荷载大小和净空条件不同,可分为以增大截面面积为主和增配钢筋为主两种加固方案。

这种方法施工工艺简单、适应性强,并具有相当成熟的设计和施工经验,广泛应用于拱桥拱肋和梁桥的加固。

基本不影响原有桥梁的整体效果,但是加固后的建筑物净空有一定的减小。

2.3锚喷混凝土加固法锚喷混凝土加固法是"新奥法"隧道施工法在桥梁加固中的应用,其加固的原理是通过新喷射的混凝土与受力钢筋和原结构紧密结合,组成"喷射混凝土"(内含补强钢筋网)-锚杆-原结构的整体组合结构。

锚喷混凝土之前,在桥梁底部设置钢筋网,然后借助高速喷射机械向钢筋网上连续喷射混凝土,待其凝结硬化后与原结构形成一体,提高了桥梁的横向、竖向刚度,增强结构的抗震性能,从而提高原桥梁结构的整体承载能力。

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公路钢桥梁加固技术应用实例及分析
发表时间:2017-11-06T13:17:14.913Z 来源:《基层建设》2017年第20期作者:朱春东1 范永根1 蒋雪峰1 姚霞霞2 [导读] 摘要:钢结构桥梁以其结构轻盈,资源循环可利用等优点,在公路桥梁特别是大跨径桥梁建设中得到越来越广泛的应用,钢桥面铺装耐久性成为影响行车舒适性和桥梁安全运营的重要因素之一,也是钢桥养护管理的重要内容之一。

1浙江省嘉兴市公路管理局;2 嘉兴市南湖区公路管理段摘要:钢结构桥梁以其结构轻盈,资源循环可利用等优点,在公路桥梁特别是大跨径桥梁建设中得到越来越广泛的应用,钢桥面铺装耐久性成为影响行车舒适性和桥梁安全运营的重要因素之一,也是钢桥养护管理的重要内容之一。

嘉兴市S202乍王线焦山门大桥主跨钢挂
梁经过20年的运营,随着车流量的增长,车辆荷载的增加,特别是沿线石料码头运输车辆、商砼运输车辆及钢铁新城钢材运输车辆的影响,桥面沥青混凝土铺装层破损、坑槽等病害较为普遍,经历了多次修复,在不同阶段尝试了采用了多种技术方案,代表性的有原混凝土铺装层、钢结构加高层+ERS体系沥青混凝土铺装层以及最近实施的超高性能轻型组合桥面方案。

本文结合焦山门大桥钢桥面铺装修复施工、使用效果及检测数据,对钢桥面铺装养护技术进行对比分析,供类似工程项目借鉴。

1 钢挂梁桥面铺装修复方案
焦山门大桥位于S202乍王线,全桥长222.3米,跨径组合为3×20+22.93+54+22.93+3×20米,桥梁斜交角度为48°。

主桥上部结构为变截面预应力单悬臂T梁,中跨钢挂梁为36.64米钢柱梁,梁高1.05米,由12片钢柱梁焊接而成[1]。

1997年9建成,桥梁设计荷载汽-20,挂-100。

桥梁建成时,钢挂梁桥面铺装为8厘米混凝土铺装层,配合剪力钉及单层钢筋网,后维修增厚至15cm。

钢挂梁面板厚度12mm,纵肋间距356~668mm,横隔板间距2251mm。

由于钢挂梁梁高较小,纵肋间距较大,面板厚度较小,整体刚度和面板局部刚度较小,导致行车振动大,钢桥面局部变形过大,桥面铺装层与面板协同变形能力差,破损频繁。

1.1 ERS体系铺装修复
1.1.1 ERS体系钢桥面铺装方案[2] ERS体系钢桥面铺装层由环氧粘结碎石层(EBCL)、树脂沥青混凝土层(RA)和SMA表面层及粘结层组成,典型结构组成EBCL+RA+SMA10,如图1。

1.1.3 钢挂梁接加高及ERS体系修复前后试验检测
对钢挂梁接加高及ERS体系修复前后均进行了荷载试验,试验结果反映了挂梁整体性能的变化。

加载情况见图3、图4。

跨中各测点挠度见图5。

本试验加载汽车选用新解放大型载重汽车,其中单辆车总重为300kN左右(一般前轴重60kN,中后轴重240kN,前中轴距为350cm,中后轴距为135cm)。

1.2 超高性能混凝土STC钢桥面铺装修复
为了综合解决挂梁钢桥面板局部刚度不足和桥面铺装易损坏的问题,在钢面板上设置薄层超高性能混凝土STC层,将钢桥面变成组合桥面,提高桥面刚度,减小面板和纵横肋在轮载下的应力,提高钢桥面的寿命。

1.2.1 STC钢桥面铺装方案[3]
钢挂梁桥面2012年ERS体系铺装修复方案中,为改善钢挂梁整体性能对挂梁实施了9cm钢板焊接加高。

在使用过程中焊缝失效等导致加高层内部积水风险高,进而导致钢结构腐蚀隐患大。

STC钢桥面铺装修复方案:STC层厚70mm,上铺设50mm厚沥青混凝土磨耗层。

STC层具体设计为移除原钢挂梁上设置的90mm加高层,在钢桥面上焊接栓钉,栓钉采用Ф13mm×50mm,纵横向间距200mm,每2个栓钉之间均匀布置5根Ф12mm的HRB400纵横向钢筋网,纵向钢筋置于下层,控制钢筋静保护层厚度15mm。

1.2.2 STC钢桥面铺装施工
焦山门大桥钢挂梁STC钢桥面铺装修复施工工序:90mm钢梁加高层移除、桥面板喷砂除锈、焊接栓钉、桥面板四周区域防腐涂装、铺设钢筋网、现浇STC层、STC层高温蒸汽养护、铺设沥青混凝土磨耗层[5][6]。

修复施工中局部调整:原钢挂梁经过十多年的运营,挂梁中心处比两侧边缘处低,不利于桥面排水,施工时通过调整钢筋网定位,增加STC层浇筑厚度,控制钢筋静保护层,STC层浇筑后断面横坡为0.3%,STC层厚度为70mm~178mm不等。

2 桥面铺装修复方案效果
从使用效果来看,ERS树脂沥青体系和STC轻型组合钢桥面体系都从不同方面改善了钢桥面铺装的整体性能。

具体使用效果如下: 1.ERS树脂沥青体系铺装对钢桥面局部刚度基本无改善,主要从层间粘结来增加铺装和钢板之间的协同变形,随着运营时间,钢桥面在轮荷作用下,局部下扰累积,形成纵向开裂,网裂,进而导致铺装破损失效。

2.钢箱梁整体接加高,采用工厂下料切割,现场焊接,对施工控制要求高,焊接后钢桥面在运营工程中,由于整体变形和局部变形的影响,接高部分钢桥面板与腹板间的焊缝受弯、剪叠加影响,在车轮冲击荷载的作用下,薄弱部位极易生成裂缝,导致焊缝失效,桥面整体破环。

3.ERS铺装早期使用效果较好,后期由于钢桥面板肋间距过大,局部变形加剧,导致钢桥面铺装逐渐出现开裂和破损,最终在轮荷冲击下,桥面板焊缝失效,铺装大面积损坏。

4.STC轻型组合钢桥面铺装体系从改善钢桥面局部受力的角度出发,STC现浇层和钢桥面板组成组合体系,共同作用,承受轮荷,改善了钢桥面板的应力水平,增加了局部刚度,减少了焊缝及钢板开裂的风险。

5.STC轻型组合钢桥面铺装STC层由施工现场浇筑,在对旧桥进行加固维修的过程中,原桥钢桥面板或多或少存在下扰和变形,通过STC浇筑层可以进行桥面线性和横坡调整,以利于后续铺装施工。

3 结束语
从焦山门大桥的几次修复情况看,钢桥面由于先天局部刚度不足导致的桥面铺装破损,通过钢桥面整体刚度的改善,对局部破损的贡献值极低,钢桥面破损主要受局部刚度影响。

1.钢桥面加固施工受现场施工条件和原结构变化的影响,施工影响因素较多。

特别是本项目中,钢桥面整体和局部变形,导致钢结构加高、焊接以及加固后桥面线性、桥面整体横纵坡控制不理想。

2.在旧钢桥加固修复工程中,钢桥面铺装的易损性与桥面板引力水平相关显著,采用降低钢桥面板应力的技术措施,可以有效的改善和缓解桥面铺装病害的产生。

3.STC轻型组合钢桥面铺装技术,在改善钢桥面局部刚度方面效果较为明显,从目前的使用情况看车荷作用下肋间桥面变形不明显,以整体变形为主,有效的改善了桥面板工作性能。

参考文献:
[1]乍王公路嘉兴段改建工程焦山门大桥竣工图,1997
[2]嘉兴市乍王公路焦山门大桥加固与修复工程施工图,2010
[3]乍王公路嘉兴段焦山门大桥主梁钢挂梁超高性能轻型组合桥面改造施工图,2016
[4] 浙江省地方标准(DB33-T 2012-2016):树脂沥青组合体系(ERS)钢桥面铺装施工技术规范
[5] 广东省交通运输行业地方标准(GDJTG\T A01-2015):超高性能轻型组合桥面结构技术规程
[6]李嘉,冯啸天,邵旭东,等.STC钢桥面铺装新体系的力学计算与实桥试验对比分析[J].中国公路学报,2014,27(3),39-50。

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