摘要: 中国的经济发展促使了市政道路和桥梁的发展,桥梁工程是城市规划的重要组成部分,在城市发展中起着至关重要的作用。因此,目前市政桥梁施工技术越来越受到人们的重视。由于环境或其他因素的影响,桥梁在施工及使用过程中遇到的各种问题,对桥梁的损坏率受多种因素的影响,为了提高桥梁的使用寿命,是加强桥梁非常重要,所以设计师要根据实际情况采取有效措施进行加固,确保桥梁的安全,提高其使用寿命,促进城市的发展。
关键词:道路桥梁工程;加固设计
随着我国经济的快速发展,城市车辆急剧增加,许多市政道路不堪交通压力,车道数量尤显不足,因此拓宽、改造现有道路,增加横断面流量成为缓解交通压力的主要手段之一。而市政桥梁的改造是市政道路改造的难点之一。
一、道路桥梁工程加固基本原理
为不中断交通,道路的整治主要采用半封闭施工的方式。道路地下管线多,多数管线随桥而过,改造时牵涉面广,影响面大。道路施工工期紧,而桥梁工程是控制工期的节点之一。因此,桥梁改造宜采取就简原则,在能满足整体要求的前提下,原桥结构尽量不动,宜对原桥两侧拼宽并对原桥梁板加固处理,以避免管线迁移带来的诸多问题,加快工程进度,保证交通不中断,降低工程费用。桥梁的加固工作不同于桥梁的改造以及桥梁的重建工作,因为,桥梁的加固的基本原则就是不改变原有桥梁的形式, 只是通过修复构建或者对构建进行加大对整体或者是局部的承载力进行提高的方式。而旧桥的改造工作则是对桥梁的构建进行改变更换或者是通过拆除部分结构并对此重建进行的, 桥梁的改造是针对那些通过加固措施仍旧不能保证其正常的使用续修的桥梁。而旧桥重建则是在改造的基础上仍旧不能保证交通需要的桥梁, 对其全部拆除后重新进行设计施工。因此,综合以上的内容很容易就可以总结出对于桥梁加工的原则主要是: 通过对结构的性能进行提高以提高总体承载力,对桥梁的内力分布进行调整借以提高桥梁在结构上的承载力。
二、道路桥梁工程存在的问题分析
由于桥梁中产生的病害相对较多,形成原因也各不相同,因此应对其产生原因分别进行详细的探讨。内部因素,混凝土自身在凝固的过程中产生的气孔、微细管道、气泡等缺陷,都会给雨水腐蚀物质在壳体结构内部渗透提供条件,导致桥梁内部钢筋出现腐蚀,混凝土遭到破坏等现象发生,从而对桥体的强度及耐久性造成一定的影响。外部因素,桥梁外部荷载力度超出桥梁自身所能承受的荷载,从而导致壳体结构产生疲劳、裂缝以及破坏。在施工的过程中,施工方法不当也是导致桥梁结构出现裂缝及混凝土结构发生损伤的另一原因。裂缝产生的原因,通过相关实验可以看出, 处理桥梁受到外力的影响,其余所有混凝土出现损坏的原因基本都是由裂缝产生的。所以,在对混凝土结构损伤情况进行检查时,首先,应对混凝土结构的裂缝进行分析,由于混凝土形成裂缝的因素相对较多,桥梁承受的外部负载与裂缝产生的原因、分布位置及裂缝的宽度造成直接影响。当桥梁结构有该裂缝产生,可以表明,负重的实际情况已超出桥体结构所能承受的最大负重,应进行及时整治。应力随着裂缝的产生而逐渐得到释放。结构型裂缝与非结构型裂缝所造成的危害各不相同,因此,在对其进行检测的过程中,应对其形成原因进行查找,从而探索出加固的合理措施。若未能对裂缝形成的根本原因进行分析就对裂缝进行盲目处理,不但无法实现桥梁加固的效果,而且还有可能对桥梁的使用安全造成一定程度的影响。
三、道路桥梁工程加固设计
1.上部结构加固、改造旧桥加固比新建桥梁更复杂, 因为旧桥经过长时间使用后,其构件、材料的力学性能不明确,难以判定,加固设计没有现成的规范,桥梁病害又错综复杂,病害原因也难以确定。所以如何根据具体情况采用适当的加固方案、方法, 显得更为重要。
比较常用、技术比较成熟的加固方法,增大梁截面加固方法。主要针对因受力钢筋和截面尺寸偏小、荷载等级偏低而导致承载力不足的缺陷,主要方法有增加受力筋、加大主梁截面、加厚桥面铺设层(板)等。增加受力主筋法是在主梁板底面凿开保护层,露出主筋,再将新增钢筋焊与原主筋绑焊,并在梁的侧面增加箍筋以提高其抗剪能力,待钢筋植入后进行保护层的恢复粘贴加固法。当交通量增加,主梁出现承载力不足时,采用粘贴加固法。具体方法是:采用高分子粘合材料将钢板(筋)或碳纤维布等高强材料粘贴在需加固构件表面,通过新增加的高强材料承担增加的通行荷载。预应力加固法即利用预应力的原理, 在构件中通过另加的高强构件施加一定的初始应力, 以抵消部分自重应力,对构件起到卸载的作用,从而达到提高构件承载力的目的。增设纵梁加固法(拓宽改建)。在墩地基安全性能好, 并具有足够承载力的情况下, 可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁,新增梁与旧梁通过有效的连接,共同受力,使原有梁中所受荷载得以减少,从而使加固后的桥梁承载能力和刚度得到提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时, 则兼有加宽的作用。改变结构体系加固法。这种加固改造方法是通过改变桥梁结构形式, 以减少梁的拉应力。方法有减小跨度,如将已不通航的桥下填实, 改成能满足泄水要求的涵洞;在单跨结构下增设新支点成为多跨结构;将多跨简支梁连接成多跨连续,或利用下部结构在梁下增设钢结构、型钢与梁板形成组合结构,以达到提高承载力的目的。
2.下部结构加固。此法适用于基础承载力不足或埋深太浅, 而墩台又是砖石或混凝土刚性实体式基础时的情况。扩大基础底面积应由地基强度验算确定。当墩台发生沉陷、桩的深度不足或桩发生倾斜时, 采用增补桩基加固是一种常用而有效的方法。当桥梁墩台由于基础埋深不够, 或因施工质量控制不严等原因导致墩台开裂时, 有时会出现贯通裂缝, 可采用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。
3.墩台基础加固。要按照墩台基础损坏程度及结构来加以维修与加固,从而保证行车的安全性,延长桥梁使用期限,并防止拆除重建带来的成本浪费。首先是基础加固方法,主要有扩大基础加固、增补桩基加固、人工地基加固与钢筋混凝土套箍加固等。其次是墩台加固方法,主要是用钢筋混凝土护套来加固贯通裂缝等。
四、关于加固后道路桥梁承载力建议
对于行车的结构,桥面铺装不宜应用带有低强度低弹模夹层结构,避免车轮作用导致破坏。当结构承载力需要有较大的提高,而单纯增大截面高度受到限制或单纯粘贴钢板难以达到要求时.可以考虑将增大截面与粘贴钢板结合。该方法不但可以较大地提高截面的抗弯承载力,同时能提高截面的抗剪承载力。
结语:
随着国家经济的不断发展,车辆荷载等级不断增加,一些20年前设计的市政桥梁 结构在目前的道路通行状况下,存在着安全隐患;且近年来桥梁的倒塌事故不断发生,桥梁结构的安全问题急需解决。从实际工程的设计出发.根据相关规范对结构加固过程中的截面受力的影响。并成为道路桥梁结构加固技术的一个重要的参考因素。希望所获得结论对其他工程能引以借鉴。
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