【摘 要】根据我国目前经济建设的不断发展,当前,交通的运输量也在不断的加大,桥梁在长期的超负荷运行当中,有些已经受到严重的破损。很多桥梁都已经不堪重负,逐渐的变成了危桥。我们可以通过对危桥的维修、加固来延长它的使用寿命。也就是说,用极少的资金投入,让桥梁能够重新的满足交通需要。现在,我们就分析某些道路上危桥的维修加固设计和施工技术。
【关键词】危桥,维修加固,施工设计
首先我们先要了解一下:什么才算是危桥?危桥其实就是指在相关桥梁技术评定的一个标准中的五类隐含或者处于危险状态的桥梁。也就是说,如果符合下面所讲到的两个指标当中一个的就可以把它归类到危桥当中了。
一、危桥的符合标准
(一)桥梁它的承载能力降低到了设计时规定值的百分之二十五以上;
(二)桥梁某些关键部位的材料强度已到了一定的极限值,有的都出现了钢筋断裂的现象;桥梁的某些非常重要的地方出现了比较严重功能性的病害并且它还在继续的扩大;压杆的失稳变形或者是混凝土被压碎这种破损的现象,它的变形已超过了之前规定的一个值;结构的稳定性、刚度与强度等都不能够满足平常交通安全通行的一个要求。
二、危桥加固的方法有以下几种:
(一)对外部进行粘钢来加固桥梁 此方法就是用一种化学粘合剂把所用钢板直接的粘贴在混凝土构件表面上去的方法。可使混凝土构件与钢板之间形成一个受力整体。用这种方法来增强桥梁的承受力,使桥梁能够正常通行。
(二)对桥梁进行加大截面来加固 这种方法主要就是把混凝土结构物当前所具有的截面面积增大与配筋进行一下加固。这样就可以使桥梁承受更多负重。在一般情况下,我们主要就是以加厚桥面板或者是加大主梁粱肋的宽度为主要方法。
(三)粘贴FRP的方法进行桥梁的加固 这种方法就是选择高弹性的或者是高强度的模量纤维复合材料,利用专门的配置粘贴树脂或者浸渍的树脂粘贴在桥梁的混凝土构件表面上。能够让它和原来混凝土的构件可以形成一个受力整体。现在,各个结构的工程中常用 FRP 材料包括碳纤维、玻璃纤维与芳纶纤维这三种,以碳纤维的应用会更多。
(四)预应力的方法来加固桥梁 这种方法就是运用外加的预应力钢拉杆对桥梁结构加固的方法,主要适用在提高桥梁的承载力、抗裂性与刚度以及加固之后所占用的空间比较小的一些桥梁;可以分预应力撑杆的加固与预应力拉杆的加固,后者主要用在受弯构件,用梁来作为锚固体,通过预应力的张拉对桥梁受拉的区域施加一些外部的力量,来抵消一些结构自身的重量,可以减少车辆在荷载的作用下应力。能减少桥梁梁体出现太多裂缝,还可以减小桥梁的裂缝宽度,预应力撑杆的加固方法主要是用在桥梁下部受轴心压力的墩柱,但是在现实工作当中,此法很少会被采用。
三、用实际的例子来分析一下对桥梁加固的过程
某桥梁修筑于 20世纪的80 年代,它的全长为192m,它的上部的结构是8孔长度为21.5m的混凝土刚架拱桥,它的矢跨比是1/6。桥面的总宽是32m+2×1.25m,桥梁下部的构造是单排10根直径1.2m钻孔灌注桩。此桥梁使用的年限已比较长了,再加上平常的交通量非常大,并且受到了当时某些条件限制,桥梁所存在的问题比较多,为了能够保证人们的交通安全,满足此道路使用的功能,现在就将此桥梁的加固维修进行分析:
(一)首先我们要在加固之前调查一下主要病害
我们通过对这个旧桥的现状来进行综合的检测,掌握一下这个桥的损害以及老化的程度,其主要的病害情况如下:
1、桥面系的病害:在新桥与旧桥的结合部位桥面的铺装层出现了纵向开裂。孔桥面的局部有沉陷,其沉陷的面积约有6米。
2、主拱片出现了开裂的现象:结点的混凝土大部分都出现了一定程度的斜向裂缝。最大的宽度达到了0.2mm;还有一些地方出现了竖向的受力裂缝。最大的宽度达到了 1.0mm,其裂缝之间的间距是20cm~40cm 。
3、横系梁、弦杆以及微弯板出现了一定程度的开裂:弦杆所出现的竖向裂缝最宽的地方已经达到了0.5mm。其中有1/5的横系梁竖向的裂缝最宽已经达到了1mm。已经有50%以上的微弯板出现了纵向开裂。并且,微弯板的加筋肋有一些竖向的裂缝。
(二)伸缩缝严重的被破坏,并且TST 填缝料也出现了3.5mm横向的裂缝。还缺失了一些泄水管,大多数的泄水管外壁出现了严重的渗水现象,人行道板也同样遭到严重破坏。
(三)桥梁加固的具体方案
根据建设桥梁时的设计文件及我们的综合检测得出的结论进行一系列的对比与分析后,做出了以下的桥梁加固的方案:1、首先对主拱片来进行一定的加固:对这个部位实腹段来进行一定的修补加固,假如这个裂缝宽度会大过 0.2mm,我们需要利用灌浆法。假如裂缝宽度小过0.2mm,那么就可使用环氧树脂来进行此段桥梁修补的工程。再利用之前所介绍的碳纤维对桥梁实腹段的部分进行适当的加固,来提高桥梁截面抗力;2、横系梁与横隔板等的加固:我们主要是利用增大桥梁的截面方法来完成桥梁部分加固的工作,拱片与横系梁之间的连接部位所出现的开裂地方来进行一定的连接,然后,现浇的混凝土对于横隔板等的加固工作;我们用横隔板来替换以前的横系梁,以提高截面的强度,提高一定的承载能力;3、我们要对整个桥面来进行一定的加固:首先要将原来所用的微弯板全部的拆除掉,全部替换成钢筋混凝土材料。要在外侧设置一个宽度在50 厘米左右的防撞护栏。还要重新来设置桥梁的排水管。4、所有的构件当中,只要出现了钢筋锈蚀、损伤或是张裂的现象,我们都要运用粘贴的玻璃丝布、环氧砂浆等方法对某些破损的部位来进行处理。
四、对铺装层面的处理
桥面的柔性铺装能够很好的缓和许多行车对桥面板的一个冲击力,比较容易达到在运营过程中平稳又舒适的效果,随着现在沥青材料的性能改进,那么应用将会更加的广泛了。
(一)取消桥面的防水层
因为防水层模量与沥青混凝土或水泥混凝土比较都有点小,结合着去解决铺装层和桥面板之间粘结的稳定性,所以我们建议可以选用以下的做法:把铺装层材料的组成设计用嵌挤密实型的沥青混合料,在混合料之中,添加一些增强纤维,使用一些改性的沥青,适当的增大加固桥面的横坡。
(二)增加桥梁的结构计算
把桥面板做一个简化,改成正交异性弹性较小的挠度薄板。将铺装层也做一个简化,改成同性的大挠度的薄板。并且,假定两个板之间有相对的滑动,完全没有脱空的现象并且没有摩擦阻力的现象。在这个基础上我们提出桥面铺装过程中的平衡微分方程。且以竖向的变形作为主要的控制指标,假如,沥青的铺装是由两层或者三层而组成的,那么还应该以层间的剪应力作为控制的指标,应用一些弹性层装的体系作为理论的基础进行一系列的计算,综合的计算出结果并且确定出铺装层的厚度。
(三)选择一些嵌挤密实型的沥青混合材料
我们为了满足铺装层面受力的前提,增加一些沥青混凝土防开裂的性能与防水的要求,在混合材料当中,添加一些增强的纤维就可以达到一个提高沥青的铺装层面的一个柔韧性。增加桥梁的抗剪切的破坏能力,改善桥梁的铺装层受力的状态,防止铺装层出现一些不必要的脱落、开裂现象,我们增大横坡的目的就是为了加快雨水的通过速度,以减少雨水的渗入量。
五、桥梁伸缩缝的处理工作
通常我们为了保证所有的车辆在桥面上能够顺利的行驶,我们一般会在桥台背端与桥面板之间设置一定的伸缩缝,在桥梁建筑的相关规定中说明了,上、下部的构造需要我们按照实际的情况来设置一定的变形缝或伸缩缝。其主要的目的就是为了能够避免由于桥梁的温度变化或是混凝土发生徐变等因素,对行驶的车辆产生不必要的影响。这些伸缩缝的设置不仅仅可以保证桥梁的整体的自由变形,更可以让通行的车辆能够平顺的行使。伸缩缝的本身是要有一定地强度的,它还需要跟桥面的铺装进行一个紧密连接。
(一)合理的计算出伸缩缝的宽度
伸缩缝的宽度是不可过宽或者过窄的,过宽的容易造成桥面的空缝;而过窄的话,会使温度有一定的升高,梁体就无法自由的伸长了。所以,伸缩缝宽度应该根据桥梁的实际情况通过计算来确定。
(二)伸缩缝应该如何选用
影响桥梁伸缩缝的使用效果的因素有很多种,其中,伸缩的类型选择与伸缩的平整度都是影响伸缩缝使用效果的十分重要的因素。其选择的伸缩缝应该具有十分明显的一种舒适性、可靠性与耐久性和施工要简单等一些方便的特征,另外,还要充分考虑到其经济的适用性。在其不受一些具体价格的影响十分过大的某些情况下,我们可以进行选择一种条状橡胶的伸缩缝与埋入式伸缩缝。
(三)要严把施工的质量
桥梁的伸缩缝在一定程度上虽不是现有桥梁承重的一个主要构件,但它在一定程度上是其桥梁的某个易损的部位,在我们施工时要给予足够的重点关注,要不然就会给我们国家在一定程度上造成一种很大的经济损失。
(四)平时对旧桥的伸缩缝要定期养护和检修
对现阶段旧桥的伸缩缝的定期检修与养护,应该做到及时的诊断与及时的治疗,并使伸缩缝在尚未受到某些更大的损伤前,就应该采取一些相关的补救措施,来控制其病害的发展或者把病害在根上消除。
六、要加强桥梁的检查,并确保其桥梁的质量
各个单位平时要对其所管养的某些桥梁一定要做到专人进行观测、建档、记录等某些具体工作。其技术的状况是三类的桥梁要每月进行观测一次,技术的状况是四类的桥梁要做到每7天就要进行观测一次,在某些交通流量十分大、并且超载的车辆十分多的某些线路上的某些四类桥,要做到每三天就要观测一次。并且三、四类的桥梁在遇恶劣的天气时,要做到每天进行观测一次,并加强其危桥的改造的某些项目的质量的监督管理与安全的监督行业的管理,并严格的按某些规定具体的制定相关监督的大纲,并明确其监督的工作的重点所在,要实施质量的监督工作,并以设计其文件相应的技术规范与质量检验作为评定其标准的依据,要加强其重点的部位和重点的工序质量的监督和检查。要有效的规范其参建的单位与人员的某些质量行为。工程的质量监督的覆盖率要达到 100%。
七、结语
现阶段桥梁的维修加固和改造工程的管理工作一定要把其工程的质量摆在首位,建立和健全其质量的控制体系,并严格的检查其验收的制度,着力提高其投资的效益。要做到防治结合,并预防和养护为关键,要深入持久的把桥梁的加固改造的工作做好,要消除其桥梁结构方面一切安全上的隐患,要坚决的杜绝因为桥梁技术状况等一些原因所引起的事故。
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