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桥梁加固技术
发布时间:2019-03-05 10:23 来源: 阅读:

加固原因

1、随着经济的发展,交通量增大,载重等级发生变化。

2、早年设计的指导思想注重于材料的节省,安全度低,一般来说造成断面单薄、安全储备低,其中最典型的是双拱桥。

3、桥梁耐久性差和年久老化,如砖拱桥。

4、修建的桥梁,因设计失当或施工质量差,也存在加固的问题。

折叠编辑本段施工难度大

1、已通车的桥梁,有现实的交通需要,因为要在不中断交通的情况下加固,所以加固时有交通干扰。

2、结构形式的限制,加固的原则一般必须利用原有结构进行,所以受到局限。

3、新老结构的结合是个难题,包含新老结构体系的变化和过渡,还包括新老桥体的接合面。

4、风险大,凡是要加固的桥梁,多半是危桥,结构已处在不利状态,对旧桥有的缺乏原有的设计资料和施工记录,结构内部情况不详,现有受力情况不一样,很难确定其受力极限,给旧桥加固带来了风险。

折叠编辑本段现状

据统计,截至2014年年底,公路总里程446.39万公里,其中高速公路里程11.19万公里。

近20年来大量修建的预应力混凝土连续刚构桥,普遍出现在收缩徐变完成后,跨中仍然持续下挠,腹板底板开裂;近10多年发展起来的钢管混凝土拱桥,以其优异的施工性、经济性、造型美风靡全国,但实践的真实反映这一组合结构的计算方法并不成熟,管节点焊缝疲劳没能很好解决,吊杆寿命难于估计;近30年大量修建的钢筋混凝土箱型拱桥,桥道系病害多;诞生于20世纪60年代初的双曲拱桥,以其耗钢材少、造价低、施工方便的优点而风靡全国。到1979年全国建成双曲拱桥4085座、总长达到35万延米,占全国当时大中型公路桥梁25.7%,双曲拱桥施工中突出优点是化整为零,施工完成后聚零为整,这又是它的突出缺点,因为大量的接缝形成了结构中的薄弱环节,加上当时人们认识局限,钢材投资又严重不足,过分强调浅基薄面,建成的双曲拱桥,经短期通车,少数垮塌,部分弃而不用,部分已经加固,部分正在或等待加固,正常使用的甚少。

贵州省交通厅在1979年提出的桁式组合拱桥,悬拼施工设备极为简单,只是两台钢人字桅杆,经济指标好,短短时间在贵州等地修建了40座,跨径绝大多数在100米以上,最大跨径达330米,在中国甚至国际上都有影响,曾经两次获得国家科技进步二等奖据了解,随着时间的检验,多数桁式组合拱桥存在较严重的病害。

我国桥梁设计载重标准经历了从汽- 10、汽- 13、汽-15、汽-20、汽-超20的发展过程,其中载重标准在汽-20以下的桥梁占多数;验算荷载也由拖- 30、拖-60 、拖- 80 发展到挂- 100 和挂- 120;规范规定的车辆荷载安全系数为1.40,低于美国的1.75和英国的1.73;按交通部以往的桥涵设计规范,室外受雨淋(干湿交替环境)的混凝土构件,钢筋保护层最小设计厚度尚不到国际通用规范规定的一半;如此等等。原先设计规范标准过低,加上日益增加的交通量和车辆超限超载现象泛滥,,相应的公路桥涵负荷日趋加重,一大批桥梁出现不同程度的病害,结构老化、破损、变形较大、开裂现象严重,桥梁的持荷能力明显下降,有相当一部分成为危桥我国的桥梁安全状况不容乐观。桥梁加固已成为继桥梁建设后的又一大难题!

折叠编辑本段加固原则

首先根据桥梁的现有技术状况、存在病害、车辆通行的需要以及将来交通发展的趋势,对加固的必要性和可行性作出分析判断,然后对各种加固方案的技术经济效果进行比较,选择合理的加固方案。一般应符合下列要求:

1、比重建新桥节约60-70%以上的费用才是可行的,有意义的。包括因加固桥梁中断交通造成的经济损失。

2、桥梁经加固后,其结构性能、承载力和耐久性方面都能达到使用上的要求,

3、桥梁下部结构具有足够的潜力,能满足加固后的桥梁对基础的要求。

4、对加固技术的先进性、经济性及耐久性等进行全面综合评价,力争采用各种指标较好的加固方案。

折叠编辑本段加固的方法

从桥梁加固的部位来分,桥梁可分为上部结构加固、下部结构加固。桥梁上部结构加固有常用方法有:加大截面法、粘贴加固法、体外预应力加固法、增加辅助构件法和体系转换法等。桥梁下部结构加固常用方法有:扩大基础加固法、高压旋喷注浆加固法、钢筋混凝土套箍及外包钢板等。需要说明的是,这些加固方法的应用有的并不是单一的,必须根据实际情况来选择加固的方法或者相互结合使用,并且在这些方法的使用之前,必须先将桥梁的裂缝、麻面等病害处理完之后方才进行加固。

中华人民共和国行业标准《双曲拱桥加固改造技术规程》上海同华特种土木工程有限公司为主编单位之一

折叠编辑本段案例

折叠常用混凝土方法

粘贴纤维织物(布)复合材加固法 即用改性环氧树脂粘贴各种符合国标GB50367-2006规定的纤维单向碳纤维织物布复合材,S玻璃布,E玻璃纤维单向织物布及国标GB/T221491-2008规定的单向芳纶布,芳玻韧布复合材

该方法具有粘贴钢板加固相似的优点外,还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。

折叠材料要求

碳纤维应选用不大于12k(1k=1000)的小丝束聚丙烯腈基(PAN基纤维),不得使用大丝束纤维。

玻璃纤维,应选用S型玻璃纤维或E型玻璃纤维,不得使用A型玻璃纤维或C型玻璃纤维。

3 碳纤维与玻璃纤维符合材料的主要力学性能,应符合规定:

纤维类别 抗拉强度标准值 弹性模量 伸长率 弯曲强度 纤维复合材料与混凝土正黏结

碳纤维 布材 一级 ≥3400 ≥240000 ≥1.7 ≥700 ≥2.5 ≥45

二级 ≥3000 ≥210000 ≥1.5 ≥600 ≥2.5 ≥35

板材 一级 ≥2400 ≥160000 ≥1.7 -- ≥2.5 ≥50

二级 ≥2000 ≥140000 ≥1.5 -- ≥2.5 ≥40

玻璃纤维 S型(高强)≥2200 ≥100000 ≥2.5 ≥600 ≥40

E型(无碱)≥1500 ≥72000 ≥2.0 ≥500 ≥35

注:纤维复合材料的抗拉强度标准值应根据置信水平C=0.99、保证率为95%的要求确定。

芳纶纤维复合材料的力学指标参照《桥梁结构用芳纶纤维复合材料》(JT/T531-2004)执行。

4.5 纤维复合材料

4.5.1 纤维复合材料用的纤维应为连续纤维,通唱采用碳纤维、玻璃纤维及芳纶纤维,其品种和性能应

4.5.2 加固用纤维复合材料与胶黏剂应进行以下适配性检验,且检验结果必须符合上表规定:

1 抗拉强度标准值;

2 纤维复合材料与混凝土正拉黏结强度;

3 层间剪切强度。

4.5.3 在材料性能检验和桥梁加固设计中,纤维复合材料截面面积的计算应符合以下规定:

1 对纤维布材,应按纤维的净截面面积计算,即取纤维布材的计算厚度乘以宽度,纤维布材的计算厚度应按其单位面积质量除以纤维密度确定。

2 对单向纤维板材,应按不扣除树脂体积的板截面面积计算,即应按实测的板厚乘以宽度计算。

4.5.4 纤维复合材料的单位面积纤维质量和纤维体积应符合下列规定:

1 单层碳纤维布材的单位面积纤维质量,不应低于200g/m2,不宜高于300g/m2。单向碳纤维板材的厚度不应小于1.0mm,不宜大于2.0mm;板的宽度不宜大于150mm;碳纤维体积含量不应低于60%。

2 单层芳纶纤维布材的单位面积纤维质量,不应低于280g/m2,不宜高于830g/m2。

3 玻璃纤维布材的单位纤维质量,不应低于300g/m2,不宜高于600g/m2.

4.6 胶黏剂

4.6.1 桥梁加固用胶黏剂,根据所加固结构的重要程度分为A级胶与B级胶;其中A级胶用于重要结构或构件的加固,B级胶用于一般结构或构件的加固。

4.6.2 桥梁承重结构(构件)加固用浸渍、粘贴纤维复合材料的胶黏剂的安全性能指标必须符合表4.6.2的规定,不得使用不饱和聚酯树脂、醇酸树脂等作为浸渍、粘贴胶黏剂。

4.6.3 浸渍、粘贴芳纶纤维符合材料用的胶黏剂,其安全性能指标不应低于A级胶的要求,采用的递交与修补也应与之相匹配。

折叠编辑本段相关规范

GB 50367-2006 混凝土结构加固设计规范

JTG/T J22-2008 公路桥梁加固设计规范

GB 50550-2010 建筑结构加固工程施工质量验收规范

GB 50728-2011工程结构加固材料安全性鉴定技术规


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