淺析橋梁施工中加固技術及設計方案
發布時間:2014-09-21
橋qiao梁liang作zuo為wei公gong路lu設she施shi的de重zhong要yao基ji礎chu設she施shi,其qi工gong程cheng質zhi量liang直zhi接jie影ying響xiang著zhe交jiao通tong質zhi量liang與yu廣guang大da人ren民min的de切qie身shen利li益yi。采cai取qu必bi要yao的de措cuo施shi對dui現xian有you橋qiao梁liang進jin行xing加jia固gu,不bu僅jin可ke以yi有you效xiao延yan長chang橋qiao梁liang的de使shi用yong年nian限xian,還hai可ke以yi在zai控kong製zhi人ren力li與yu資zi金jin投tou入ru的de基ji礎chu上shang提ti升sheng橋qiao梁liang的de承cheng載zai力li度du,以yi滿man足zu現xian階jie段duan公gong共gong交jiao通tong的de需xu求qiu,從cong而er使shi公gong路lu工gong程cheng發fa揮hui出chu其qi最zui大da的de工gong程cheng效xiao益yi。對dui於yu現xian階jie段duan路lu橋qiao工gong程cheng的de
加固技術而言,主要包括預應力加固法、粘貼
碳纖維加固技術、化學
植筋加固法以及噴射混凝土加固法等多種
加固方法,本文將對預應力加固法、粘貼
碳纖維加固技術、化學
植筋加固法等
加固方法進行深入分析。
1橋
梁加固技術
對於橋
梁加固技術而言,是使用可行的技術手段對現有橋梁結構進行補強加固,從而提升橋梁的承載力強度與使用年限。從大的方麵進行劃分,橋
梁加固技術分為上部結構補強加固與下部結構補強加固。對於上部補強
加固方法而言,又分為改變結構受力體係與不改變受力體係兩種。從補強材料與其受力原理來分,又可分為主動加固與被動加固兩種類型。
1.1橋梁主動加固的原理
對於該種加固類型而言,是指在受拉區直接增加補焊鋼筋、粘貼
鋼板、粘(zhan)貼(tie)高(gao)強(qiang)複(fu)合(he)纖(xian)維(wei)材(cai)料(liao)等(deng)補(bu)強(qiang)材(cai)料(liao),同(tong)時(shi)隸(li)屬(shu)於(yu)被(bei)動(dong)加(jia)固(gu)的(de)範(fan)疇(chou)。而(er)在(zai)實(shi)際(ji)的(de)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong),需(xu)考(kao)慮(lv)加(jia)固(gu)與(yu)分(fen)階(jie)段(duan)受(shou)力(li)特(te)點(dian),由(you)原(yuan)梁(liang)承(cheng)擔(dan)構(gou)件(jian)自(zi)重(zhong)與(yu)恒(heng)載(zai);由加固後的組合截麵來承擔活載,而對於後補強材料的強度發揮而言,受到原梁變形的限製。
1.2橋梁被動加固的原理
為(wei)了(le)提(ti)升(sheng)後(hou)補(bu)強(qiang)材(cai)料(liao)的(de)利(li)用(yong)效(xiao)率(lv),對(dui)後(hou)補(bu)強(qiang)材(cai)料(liao)施(shi)加(jia)一(yi)定(ding)的(de)預(yu)應(ying)力(li)來(lai)進(jin)行(xing)加(jia)固(gu)補(bu)強(qiang)。後(hou)加(jia)補(bu)強(qiang)材(cai)料(liao)主(zhu)動(dong)受(shou)力(li),受(shou)預(yu)應(ying)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)能(neng)改(gai)變(bian)原(yuan)梁(liang)的(de)應(ying)力(li)狀(zhuang)態(tai),從(cong)而(er)達(da)到(dao)提(ti)升(sheng)原(yuan)梁(liang)承(cheng)載(zai)力(li)與(yu)抗(kang)裂(lie)性(xing)的(de)目(mu)的(de)。同(tong)時(shi),對(dui)於(yu)現(xian)階(jie)段(duan)的(de)預(yu)應(ying)力(li)
加固技術而言,分為體外預應力加固體係、高強度複合纖維預應力加固體係以及有粘結預應力的加固體係。
2體外預應力
加固技術和設計方案
2.1加固原理
對於預應力
加固方法而言,是指以粗鋼筋、鋼gang絞jiao線xian以yi及ji高gao強qiang鋼gang絲si等deng為wei材cai料liao,以yi梁liang身shen為wei錨mao固gu體ti,施shi加jia預yu應ying力li來lai對dui構gou件jian進jin行xing加jia固gu。同tong時shi,受shou張zhang拉la作zuo用yong的de影ying響xiang會hui使shi梁liang體ti產chan生sheng一yi定ding的de偏pian心xin應ying力li,在zai該gai力li的de作zuo用yong下xia能neng使shi梁liang體ti產chan生sheng向xiang上shang的de力li,從cong而er抵di消xiao了le自zi身shen的de部bu分fen重zhong力li,降jiang低di了le結jie構gou變bian形xing與yu裂lie縫feng寬kuan度du,使shi結jie構gou的de承cheng載zai力li得de到dao大da幅fu度du提ti升sheng。
2.2體外預應力的
加固方法的優勢
對於體外預應力
加固方法而言,主要具有以下幾個方麵的優勢:(1)
施工工藝簡單,工序少,原結構可繼續使用。同時工作量較小,能有效縮短工期。(2)不降低結構使用功能。對於該種預應力
加固方法而言,幾乎不占用結構空間,但不會因預留孔使結構的承載能力下降。(3)能(neng)確(que)保(bao)工(gong)程(cheng)質(zhi)量(liang)。因(yin)體(ti)外(wai)預(yu)應(ying)力(li)束(shu)是(shi)在(zai)工(gong)廠(chang)上(shang)產(chan)的(de),比(bi)現(xian)場(chang)加(jia)工(gong)的(de)預(yu)應(ying)力(li)鋼(gang)筋(jin)穩(wen)定(ding)。在(zai)具(ju)體(ti)的(de)張(zhang)拉(la)過(guo)程(cheng)中(zhong),工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)能(neng)對(dui)鋼(gang)絞(jiao)線(xian)的(de)應(ying)力(li)進(jin)行(xing)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)與(yu)調(tiao)整(zheng)。(4)方便後期維護。在投入使用之後,工作人員能對腐蝕情況與預應力進行隨時檢查,並掌握相應的數據,在必要時能進行及時更換。
2.3體外預應力加工技術的設計方案
2.3.1waibuyuyingligangsuojiagufa。duiyugaizhongshejifanganeryan,duocaiyongyuyingligangjiaoxianyugangsishuyanliangleicemianfangxianganzhaoyidingdexianxingshezhi,yizhangladexingshilaishijiayuyingli。tongshi,haiyingzailiangdishezhiyidingshuliangdedingweizhuangzhi,yiquebaogangsuodexianxing。ergangsuomaogudingzailiangdeliangduan,yongbaohuguanduiyuyingligangsuojinxingbaohu,yifangzhigangsuofashengxiushi。
2.3.2下撐式預應力拉杆加固法。該種
加固方法又分為直線式、zhexianshiyijihunheshidengbutongxingshi。duiyuzhixianshilaganjiagufaeryan,shiyongyuxiaxianganhengjiachengzailibuzudeqingkuangyijiliangdezhengjiemiankangwanchengzailibuzudeqingkuang。erzhexianshiduoyongyuliangdezhengxiejiemiankangjianchengzailidoubuzudeqingkuangyijiduanfuganhexiaxiangandehengjiakanglachengzailidoubuzudeqingkuang。erduiyuhunheshieryan,duoyongyuliangdezhengjiemiankangwanchengzailibuzuerxiejiemiandekangjianchengzailibuzudeqingkuanghexiaxianganhengjiabiduanfuganhengjiadechengzailigengbuzudeqingkuang。
2.4高強度複合纖維預應力加固體係
對於現階段工程上常用的高強複合纖維而言,主要包括芳綸纖維與碳纖維(FRP),而碳纖維在橋
梁加固技術應用中更為廣泛,技術也比較成熟。
2.4.1作用原理
weiletishengtanxianweicailiaodeshiyongxiaolvyuduiyuanlaiqiaoliangdejiaguxiaoguo,duitanxianweicailiaoshijiayuyinglishiyizhongqieshikexingdebanfa。gaijishudezuoyongyuanliwei,yongmaogutanxianweibantiaoduiliangtishijiayidingdeyuyingli,congergaishanliangtideshoulizhuangtai,danmuqiangaizhong
加固技術仍然處於試驗階段。
2.4.2技術特點及優勢
對於該種
加固技術而言,主要有以下幾種技術特點及優勢:(1)高強度與高效能。因FRP具有非常優異的物理學性能,在對
鋼筋混凝土dexiubujiaguguochengzhongnengchongfenliyongqigaodanxingmoliangyugaoqiangdudengtedianlaitishenghunningtugoujiandeyanxingyuchengzaili,bingshiqishoulixingnengdedaomingxiangaishan,congerdadaogaoxiaojiaguxiubudemude。(2)因與混凝土的膨脹係數相近,在溫度變化的情況下FRP能與混凝土構件一起協同工作。(3)施工快捷,無需大型機械器具,施工效率較高。相關統計資料表明,粘貼FRP是粘貼
鋼板施工功效的6倍左右。並且FRP輕質柔軟,比粘貼
鋼板更能確保施工質量。(4)不增加體積與構件自重。因FRP材料厚度較薄,並且質量較輕,在對構件進行修補之後幾乎不增加原構件的尺寸與自重,並且也不會降低構件的使用空間。(5)耐久性能與耐腐蝕性能優越。相關試驗表明,碳纖維具有良好的耐久性與耐腐蝕性,能有效抵抗酸、堿、鹽(yan)等(deng)對(dui)構(gou)件(jian)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)腐(fu)蝕(shi)。值(zhi)得(de)一(yi)提(ti)的(de)是(shi),在(zai)使(shi)用(yong)該(gai)材(cai)料(liao)加(jia)固(gu)之(zhi)後(hou),無(wu)需(xu)進(jin)行(xing)定(ding)期(qi)維(wei)護(hu),其(qi)本(ben)身(shen)對(dui)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)內(nei)部(bu)結(jie)構(gou)也(ye)會(hui)起(qi)到(dao)一(yi)定(ding)的(de)保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)。 2.5有粘結預應力加固體係
2.5.1作用原理
liyongmaoguyuxiaozhijingyuyingligangjinduiliangtishijiayidingdeyuyingli,bingpenshejuyoujiaogaoqiangdudefuheshajiang,shiyuyingligangjinheliangtizhanjiezaiyiqi,congergouchengzhanjieyuyinglijiagutixi。
2.5.2技術特點
與其他預應力加固體係相比,該預應力加固體係具有以下特點:(1)能使後補強材料得到充分利用,有效提升材料的利用率。(2)所噴注的砂漿具有很強的抗碳化與抗侵蝕作用,能有效避免鋼筋發生侵蝕,從而提升其使用壽命與耐久性。(3)依靠雙重作用錨固預應力鋼筋,使錨固工作的安全可靠性得到有效提升。
3粘貼碳纖維加工技術及其設計方案
3.1加固原理
使用專門配置的樹脂將碳纖維貼在混凝土構件表麵,從而與原構件形成一個綜合的受力整體,從而使其力學性能得到明顯改善。
3.2粘貼
碳纖維加固技術的設計方案
對於粘貼
碳纖維加固技術的設計方案而言,具體設計方案如下:首先進行麵層處理。在該項工作的開展過程中先將混凝土表麵的風化層去除,並在水洗後充分幹燥;其(qi)次(ci)進(jin)行(xing)底(di)層(ceng)塗(tu)料(liao)。在(zai)氣(qi)溫(wen)較(jiao)低(di)或(huo)濕(shi)度(du)較(jiao)大(da)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)不(bu)能(neng)施(shi)工(gong),並(bing)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)底(di)層(ceng)塗(tu)料(liao),確(que)保(bao)施(shi)工(gong)現(xian)場(chang)的(de)空(kong)氣(qi)流(liu)通(tong)。之(zhi)後(hou)粘(zhan)貼(tie)碳(tan)纖(xian)維(wei)片(pian)材(cai),在(zai)混(hun)凝(ning)土(tu)加(jia)固(gu)之(zhi)後(hou)應(ying)將(jiang)使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)控(kong)製(zhi)在(zai)60℃以下。將纖維片材按照設計好的尺寸裁好,並將其長度控製在2m以yi內nei。在zai此ci過guo程cheng中zhong,還hai應ying確que認ren施shi工gong麵mian底di漆qi的de幹gan燥zao程cheng度du,在zai施shi工gong結jie束shu一yi周zhou左zuo右you用yong砂sha輪lun磨mo平ping,並bing用yong硬ying化hua劑ji與yu環huan氧yang樹shu脂zhi按an照zhao固gu定ding的de配pei比bi放fang在zai拌ban合he桶tong中zhong,在zai攪jiao拌ban均jun勻yun之zhi後hou塗tu抹mo在zai施shi工gong麵mian上shang。
4化學植根
加固技術與設計方案
4.1加固原理
對於該種
加固技術而er言yan,是shi指zhi在zai原yuan有you混hun凝ning土tu構gou件jian上shang按an照zhao規gui定ding的de直zhi徑jing與yu標biao準zhun進jin行xing深shen度du鑽zuan孔kong,利li用yong鎖suo鍵jian原yuan理li,用yong專zhuan用yong的de植zhi筋jin膠jiao將jiang鋼gang筋jin與yu原yuan混hun凝ning土tu粘zhan接jie牢lao固gu,並bing形xing成cheng一yi個ge新xin的de受shou力li整zheng體ti。
4.2化學植根
加固技術的優點
對於該種
加固技術而言,主要包括以下幾個方麵:(1)設計靈活,能適用於大部分
混凝土結構,並根據
混凝土結構的具體受力情況來確定植筋的規格與數量。(2)具有較強的可靠性。與預埋件相比,植筋具有良好的靈活性,並且有著與預埋件相似的可靠度。(3)受力均勻,能有效避免應力集中現象的發生。(4)承載力大,具有良好的耐疲勞性。按照相應的標準進行規範計算,能有效滿足承載力的要求。同時,該種
加固方法工藝簡單,並且使用一般的鋼筋就可以操作,能有效縮短工期,從而使其具有良好的技術經濟合理性。(5)在高溫情況下也可施工作業,並且能夠近距離焊接施工。
4.3設計方案
對於該種
加固技術的設計方案而言,具體內容包括以下幾個方麵:首(shou)先(xian)應(ying)對(dui)修(xiu)補(bu)部(bu)位(wei)的(de)裂(lie)縫(feng)情(qing)況(kuang)進(jin)行(xing)認(ren)真(zhen)檢(jian)查(zha)並(bing)記(ji)錄(lu)。鑽(zuan)眼(yan)埋(mai)嘴(zui),嘴(zui)子(zi)應(ying)選(xuan)擇(ze)適(shi)當(dang)的(de)尺(chi)寸(cun),並(bing)盡(jin)量(liang)減(jian)輕(qing)其(qi)自(zi)重(zhong),防(fang)止(zhi)因(yin)貼(tie)不(bu)牢(lao)而(er)墜(zhui)落(luo)。同(tong)時(shi),窄(zhai)縫(feng)多(duo)布(bu)嘴(zui),寬(kuan)縫(feng)少(shao)布(bu)嘴(zui),在(zai)斷(duan)縫(feng)交(jiao)錯(cuo)的(de)部(bu)位(wei)單(dan)獨(du)設(she)嘴(zui)。之(zhi)後(hou)進(jin)行(xing)嵌(qian)縫(feng)止(zhi)漿(jiang),在(zai)將(jiang)嘴(zui)子(zi)埋(mai)貼(tie)後(hou),將(jiang)剩(sheng)餘(yu)的(de)裂(lie)縫(feng)進(jin)行(xing)封(feng)閉(bi)處(chu)理(li),並(bing)進(jin)行(xing)壓(ya)水(shui)試(shi)驗(yan),對(dui)封(feng)閉(bi)與(yu)嘴(zui)子(zi)的(de)暢(chang)通(tong)情(qing)況(kuang)進(jin)行(xing)檢(jian)查(zha)。之(zhi)後(hou)網(wang)縫(feng)裏(li)注(zhu)入(ru)化(hua)學(xue)漿(jiang)液(ye),並(bing)根(gen)據(ju)病(bing)態(tai)與(yu)施(shi)工(gong)條(tiao)件(jian)等(deng)因(yin)素(su)的(de)不(bu)同(tong),選(xuan)擇(ze)灌(guan)漿(jiang)注(zhu)射(she)器(qi)灌(guan)注(zhu)或(huo)手(shou)壓(ya)泵(beng)灌(guan)注(zhu)等(deng)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)灌(guan)注(zhu)。
5結語
綜上所述,在今後的路橋工程加固過程中,應根據橋梁的實際情況,對施工環境、技術、經濟等多麵的因素進行綜合考慮與分析,並對多種
加固技術進行對比分析,以選擇出最佳的
加固方案。同時,隨著科技的不斷發展,應對現有的材料、方案、
加固工藝等進行不斷的完善與創新,以有效提升現階段的橋
梁加固水平。
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