工程案例
業(yè)務(wù)范圍
混凝土橋梁補強加固及養護管理探討
發(fā)布時(shí)間:2014-08-09
摘 要:分析了混凝土橋梁劣化與損傷的原因和現象,從橋梁的安全承載能力等方面介紹橋梁的檢測評定內容,論述了混凝土橋梁補強加固方法及橋梁養護管理措施。?關(guān)鍵詞:混凝土橋梁;安全承載力檢測;補強加固;養護管理?
隨著(zhù)交通建設的發(fā)展,交通運輸量大幅度提高,行車(chē)密度及車(chē)輛載重越來(lái)越大,損壞的橋梁座數逐年增多。僅2007年,呼倫貝爾市干線(xiàn)公路改建危橋2座,維修加固橋梁11座,另有2座橋梁計劃明年改建或加固。所以,加強橋梁養護管理,對有缺陷的橋梁進(jìn)行安全承載力評定,進(jìn)而及時(shí)采取措施進(jìn)行加固補強,是公路養護中的重要課題。?
1 混凝土橋梁的劣化原因?
混凝土橋梁劣化原因一般包括設計與施工不當、環(huán)境因素影響、自然災害和人為破壞等。設計不合理、截面尺寸和鋼筋配置不符合力學(xué)要求;施工質(zhì)量、建筑材料等方面出現問(wèn)題,嚴寒酷暑的溫度交替、洪水的沖擊、地震破壞;交通超載、車(chē)輛撞擊等多種原因相互作用,惡性循環(huán),形成橋梁的劣化與損傷。?
2 混凝土橋梁的劣化現象?
常見(jiàn)的劣化現象有裂縫、撞損、剝落、蜂窩、沖刷、鋼筋銹蝕等;炷亮芽p引起鋼筋保護層破壞,致使空氣侵入,導致鋼筋銹蝕現象,是影響橋梁的承載力和耐久性
的重要因素;鋼筋銹蝕產(chǎn)生的體積膨脹使混凝土承受拉力而開(kāi)裂剝落,造成鋼筋混凝土構件的劣化,是鋼筋混凝土構件破壞的主要原因;混凝土的剝落與剝離,減少了構件的截面積,增大了應力,并使得有害化學(xué)物質(zhì)更容易向內侵蝕;車(chē)輛、船只等對橋梁的撞擊,造成橋或橋墩開(kāi)裂、破壞;河水的沖刷會(huì )導致橋梁樁基外露,降低基樁的承載力,影響橋梁的穩定性和抗震能力。?
解決橋梁質(zhì)量和安全隱患問(wèn)題,首先要對橋梁的劣化與受損情況進(jìn)行全面檢測,依據受損現狀進(jìn)行安全檢測評定,確定結構物實(shí)際承載能力,判斷損傷是否對橋梁承載力構成威脅。我國目前主要采用檢測與計算相結合的方法對橋梁安全承載力進(jìn)行評定。?
3.1 用計算方法對橋梁安全的承載力進(jìn)行評定的過(guò)程?
、儆脤(shí)際尺寸計算截面的承載力;②計算實(shí)際恒載,從截面承載力中減去實(shí)際恒載;③按設計要求計算實(shí)際活載;④按下式計算評定系數:?
K=[Rd(fcd,fsd,S)-SdG(rQ,G)]/SdQ?(rq,G) (1)?
其中,Rd為結構抗力;SdG?掂為恒載組合設計值;SdQ為活載組合設計值。?
3.2 在橋梁養護中普遍用檢測方法對橋梁安全的承載力進(jìn)行評定
其過(guò)程如下:?
3.2.1 根據缺損程度、缺損對結構使用功能的影響程度
和缺損發(fā)展變化狀況等三個(gè)方面,以累加評分方法對部件缺損狀況做出等級評定(評定方法見(jiàn)《公路橋涵養護規范》表3.5.2
-1);?
3.2.2 按下式計算技術(shù)狀況評分:
Dr=100-∑RiWi/5?
其中,Dr為全橋結構技術(shù)狀況評分(0-100) Ri為各部件確定的評定標度(0-5),Wi為各部件權重,∑Wi=100?
3.2.3 評定分類(lèi)采用下列界限。Dr≥88為一類(lèi),88>Dr≥60為二類(lèi),60>Dr≥40為三類(lèi),Dr<40為四類(lèi)、五類(lèi)。
4 混凝土橋梁補強加固方法?
4.1 加大截面加固法?
增大截面加固法是在原結構基礎上再澆筑一定厚度的鋼筋混凝土,這是對鋼筋混凝土橋加固的一種常用的改造技術(shù)。增大混凝土截面一般采用兩種方式,一種是加厚橋面板;另一種是加大主梁梁肋的高度和寬度。該法施工工藝簡(jiǎn)單、適應性強,并具有成熟的設汁和施工經(jīng)驗,適用于較小跨徑的T梁橋或板橋的加固。采用此法加固后橋梁剛度明顯提高,承載能力也能取得較好的效果。該法也有明顯的缺點(diǎn),比如混凝土構件的體積增大、自重增加、施工周期加長(cháng)、施工空間大等。?
4.2 粘貼鋼板加固法?
以樹(shù)脂粘接鋼板與混凝土的結構加固法,該法施工快速、現場(chǎng)無(wú)濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè),對生產(chǎn)和生活影響小,且加固后對原結
構外觀(guān)和原有凈空無(wú)顯著(zhù)影響,但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平。適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構件的加固。?
4.3 粘貼碳纖維增強塑料加固法?
粘貼碳纖維加固技術(shù) 采用專(zhuān)門(mén)的樹(shù)脂將碳纖維粘貼于混凝土結構受拉表面時(shí)碳纖維與原結構形成新的受力整體,碳纖維與鋼筋共同承受荷載,降低了鋼筋應力,從而使結構達到了加固和補強效果。粘貼碳纖維加固技術(shù)的主要特點(diǎn)是:幾乎不增加結構自重和截面尺寸,不改變凈空高度,施工方便,對原結構幾乎不會(huì )造成新的損傷,具有良好的耐腐蝕性、耐久性和抗疲勞性能,根據受力分析可進(jìn)行多層粘貼進(jìn)行補強,其方向性也可以靈活掌握。此外碳纖維質(zhì)地柔軟,加固后可用混凝土砂漿涂敷,或根據要求涂裝各種顏料,修復補強不留痕跡?稍诓桓淖兘Y構外型的前提下補強各種混凝土結構物,包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風(fēng)、控制裂縫和撓度的擴展,增加結構的延性。?
4.4 噴凝土加固法?
噴凝土加固法是在原有結構上噴涂一層高品質(zhì)的混凝土,以恢復對鋼筋的保護,提高已剝離或變質(zhì)的混凝土強度,提供美觀(guān)表面的功能,是目前常用的維修加固方法。?
4.5 增加支承加固法?
該法簡(jiǎn)
單可靠,但易損害建筑物的原貌和使用功能,并可能減小使用空間。適用于具體條件許可的混凝土結構加固。?
5 橋梁養護管理?
近年來(lái),社會(huì )各界對橋梁安全十分關(guān)心,加大了對超限運輸的治理力度,但超限車(chē)輛依然沒(méi)有根除,為了保證橋梁安全暢通,在橋梁養護管理中要認真做到以下幾點(diǎn)。
、僬J真落實(shí)橋梁工程師負責制。②認真執行《公路橋涵養護規范》中關(guān)于橋梁檢查的規定,制定巡視制度。根據實(shí)際情況增加定期檢查頻度,及時(shí)掌握橋梁病害的發(fā)生、發(fā)展和變化情況,準確判斷橋梁結構的強度和技術(shù)狀況。③掌握各條路線(xiàn)車(chē)流量的變化,尤其是重車(chē)流量的變化,從而掌握每座橋梁實(shí)際承受荷載的變化,監視橋梁的安全。另外,因為施工等原因需要車(chē)輛繞行時(shí),對繞行路線(xiàn)上的橋梁要加強檢查。④三,四類(lèi)橋梁一經(jīng)發(fā)現,及時(shí)做出限載、限速或斷交的決定,保證車(chē)輛和行人的安全。根據情況,派專(zhuān)人看管,避免意外事故發(fā)生。⑤多方籌措資金,及時(shí)改造加固危病橋!豆佛B護技術(shù)規范》第4.1.10條中要求“
公路管理機構應采取積極措施,提高橋梁載重能力適應率”。⑥在橋梁管理中注意發(fā)揮橋梁專(zhuān)家的作用。在橋梁檢測和加固方案的研討中要約請有關(guān)專(zhuān)家參與。?
6 結語(yǔ)?
交通事業(yè)的發(fā)展,對公路橋梁的養護提出了更高的要求。新舊橋并存、荷載標準不一的現狀,短時(shí)間內不可能徹底扭轉。因此,必須加強橋梁的養護和管理,努力提高橋梁載重能力適應率,保證橋梁安全。在橋梁改造中,舊橋加固必將發(fā)揮重要作用,要深入開(kāi)展橋梁加固的研究。?
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