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橋梁加固方法及適用范圍
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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目前,應(yīng)用于公路石拱橋上部結(jié)構(gòu)常用的加固改造方法主要有以下幾種:

1)主拱圈擴(kuò)大截面加固法

主拱圈是石拱橋的主要承重結(jié)構(gòu),加強(qiáng)主拱圈是拱橋加固中最常用的方法。根據(jù)加固部位的不同,可采用由拱圈下部(拱腹)加固、由拱圈上部(拱背)加固或由拱圈上、下部同時(shí)加固的方法。

在橋下凈空容許或根據(jù)水文資料橋下泄水面積容許縮小的情況下,可在原有拱圈下部增設(shè)拱圈,即緊貼原拱圈下面噴射鋼皇網(wǎng)水泥拱圈或澆筑鋼筋混凝土新拱圈。當(dāng)石拱橋的拱圈內(nèi)壁出現(xiàn)表層剝落、松散、老化等情況且不適應(yīng)目前交通要求時(shí),可采用鋼絲網(wǎng)水泥拱圈內(nèi)壁噴射加固的方法進(jìn)行維修加固。這種方法也稱為“拱下套拱”加固方法。

由拱圈下部加固的方法,由于需要搭設(shè)支架,用錨噴混凝土加固又需要空壓機(jī),噴射機(jī)等施工設(shè)備,增大了加固的費(fèi)用。由拱圈上部加固時(shí),則一般不需要搭設(shè)支架。由拱圈上部加固具有速度快、質(zhì)量好、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)。這種方法也稱為“拱上套拱”加固方法。

根據(jù)需要用鋼筋混凝土或素混凝土由拱圈上、下部同時(shí)加固是拱橋的又一加固方法。重慶交通學(xué)院還提出了用鋼筋混凝土套箍封閉主拱圈的方法加固石拱橋,該方法是通過增設(shè)環(huán)狀鋼筋混凝土套箍包裹拱肋,以提高原橋的抗力和拱肋的縱橫向穩(wěn)定性。在施工鋼筋混凝土套箍之前,采用鋼抓釘高強(qiáng)度等級(jí)砂漿錨固技術(shù),對(duì)主拱圈裂縫進(jìn)行錨抓處理,抑制裂縫的發(fā)展,然后用套箍封閉。這種加固方法,在提高拱圈強(qiáng)度的同時(shí),還起到了保護(hù)原拱圈不受水蝕、風(fēng)蝕的影響。

主拱圈擴(kuò)大截面加固法可采用不同的材料和不同的施工方法。

2)減載加固法——減輕拱上建筑重量的方法

當(dāng)?shù)鼗休d能力較低或橋臺(tái)不夠穩(wěn)固時(shí),可采用減輕拱上建筑自重的辦法對(duì)拱橋進(jìn)行改造,以降低對(duì)下部構(gòu)造的要求,同時(shí)也可減輕主拱圈的負(fù)擔(dān)。在確定改造方案時(shí),可以考慮以下幾種方法:

(1)采用輕質(zhì)的拱上填料、縱向穿孔等方法,減輕拱上建筑的重量,對(duì)拱頂下沉過多或拱頂正彎矩過大可收到明顯的效果。

(2)改變結(jié)構(gòu)體系,變實(shí)腹式拱上建筑為梁板式拱上建筑,或變拱式拱上建筑為梁拱式拱上建筑等,以減輕拱上建筑的恒載重量,提高橋梁的承載力。

應(yīng)當(dāng)指出,用上述方法減輕拱上建筑的重量時(shí),應(yīng)當(dāng)注意拱中軸向力減小而恒載彎矩增加造成偏心力矩過大的問題,重視在施工時(shí)拱中彎矩的變化,切忌在施工過程中因某些截面受力過大甚至造成橋梁在施工中垮塌。

3)粘鋼加固法

粘貼鋼板加固法一般是用環(huán)氧樹脂或建筑結(jié)構(gòu)膠將鋼板、型鋼等抗拉強(qiáng)度高的材料粘貼在鋼筋混凝土等構(gòu)件的表面并用對(duì)穿螺栓固定,使之與結(jié)構(gòu)形成整體,使薄鋼板與混凝土整體協(xié)同工作、共同受力,修補(bǔ)既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的缺陷和改善構(gòu)件的薄弱部位,從而提高構(gòu)件的抗彎、抗剪能力,同時(shí)也抑制構(gòu)件裂縫擴(kuò)展。

4)粘貼復(fù)合材料

隨著應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料的應(yīng)用越來越多,石拱橋加固也將纖維復(fù)合材料特別是碳纖維復(fù)合材料(CFRP)應(yīng)用于石拱橋的主要受力構(gòu)件(主拱圈、橋墩)上。因其抗拉性能好,重量輕,且加固后與原結(jié)構(gòu)共同受力的效果較好而得到廣泛的使用。

5)橫向拉桿法

拱圈產(chǎn)生縱向裂縫時(shí),在跨中、1/4跨度處和拱腳附近設(shè)置橫向拉桿加固能有效地防止裂縫繼續(xù)發(fā)展。

6)配重加固法

配重法加固拱橋一般適用于原設(shè)計(jì)的壓力線與拱軸線有一定偏差或者橋梁經(jīng)過多年運(yùn)營(yíng)后壓力線與拱軸線偏離的情況。

對(duì)于主拱圈變形過大的公路石拱橋,實(shí)際拱軸線與壓力線的偏離較大,此時(shí)如果僅僅是采用對(duì)拱圈截面進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固,已不能有效地改善主拱圈的受力狀況,這就需要對(duì)拱軸線和壓力線進(jìn)行調(diào)整,使之盡量吻合以改善主拱圈的受力。一般通過采用不同單位重的拱上填料、改變拱上填料厚度或者在主拱拱背上增加配重等措施,改變實(shí)際壓力線的位置,使其與拱軸線吻合。

中交路橋工程檢測(cè)主要檢測(cè)業(yè)務(wù):鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)、橋梁檢測(cè)隧道檢測(cè)

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