增加覆蓋鋼板
(1)描述 加固既有橋梁的一個最常用的方法是在既有構(gòu)件表面覆蓋附加鋼板,可以用螺栓或焊接來連接覆蓋鋼板、角鋼或其他構(gòu)件到梁體上,附加鋼板常常連接到既有部分的邊緣上,以增加截面模量,從而提高構(gòu)件的柔性能力。在很多情況的加固過程中,構(gòu)件將被頂起,以釋放在既有構(gòu)件中的恒載應(yīng)力,然后,新的覆蓋鋼板就可以在千斤頂移走之后,承受活載和恒載應(yīng)力,這樣就可以保證覆蓋鋼板所使用的鋼材為最少,如果橋梁不被頂起,則覆蓋鋼板就只能承受活載應(yīng)力,因此,就需要更多的鋼材。
(2)適用性、優(yōu)點和缺點 本章所述的技術(shù)廣泛地應(yīng)用在那些柔性能力不足的鋼構(gòu)件中,這種不足的構(gòu)件一般包括鋼弦桿(組合和非組合)、底層梁、簡支梁或連續(xù)梁橋中的箱梁,然而應(yīng)該注意到,對于組合構(gòu)件,使用覆蓋鋼板是最為有效的方法。
使用覆蓋鋼板的方法加固既有橋梁具有很多的優(yōu)點,如這種方法可以進行快速安裝、需要的特殊設(shè)備較少、材料和勞動力用量最少,如果是底部邊緣的應(yīng)力控制設(shè)計,則甚至可以在不更換橋面板的情況下直接覆蓋鋼板,在這種情況下,如果是非組合結(jié)構(gòu),則效果會更好一些,另外,設(shè)計過程也是非常簡單的,只需很短的時間就能完成設(shè)計和施工。
在一些工程實例中,這些優(yōu)點可能會由于限制交通和頂起橋梁所需的費用而抵消了,因為使用這種方法時,一般橋梁可能會被封閉或隔離交通車道以釋放在加固期間的應(yīng)力。另外,如果為了在梁體頂面增加覆蓋鋼板而必須拆除部分腹板時,就會帶來很大的問題,當(dāng)覆蓋鋼板是連接在底部邊緣時,就應(yīng)該檢查橋下凈空高度是否足夠,另外還有一個潛在的問題,即如果在既有構(gòu)件中使用焊接的方法,則可能會產(chǎn)生和現(xiàn)有的焊接材料不相容的情況。
在覆蓋附加鋼板的方法中,存在的最大問題是在鋼板端部焊縫處的疲勞裂縫問題,建議在覆蓋鋼板端部使用螺栓,試驗表明,在端部使用螺栓將使構(gòu)件的疲勞等級從E級提高到 B級,并由于允許鋼板在理論切割點處進行切割,從而節(jié)約了材料。
(3)設(shè)計過程 在設(shè)計覆蓋鋼板時,基本的設(shè)計步驟如下:
1)計算每片梁的活載彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖。
2)確定每片梁所需的截面模量。
3)確定滿足加固需求和疲勞要求的最佳鋼材用量。
4)按照梁的加固和疲勞要求設(shè)計覆蓋鋼板的連接。
5)確定覆蓋鋼板的安全切割點。
在以上的設(shè)計步驟下,還應(yīng)該考慮以下的施工方面:
1)碾磨橫向焊縫成l:3的坡度或用螺栓連接鋼板端部,而盡量不要焊接,以減小在覆蓋鋼板端部的疲勞裂縫.
2)在許多工程實例中,如果在增加覆蓋鋼板之前頂起橋梁以釋放恒載應(yīng)力,一般可以節(jié)約鋼材。
3)覆蓋鋼板的焊接應(yīng)該在一個工作日里完成,這樣就可以減少在不同溫度下的焊接施工,從而降低應(yīng)力集中的情況。
4)必須用強氣流噴射清除既有梁體的焊接表面。
中交路橋工程檢測主要檢測業(yè)務(wù):鋼結(jié)構(gòu)檢測、橋梁檢測、隧道檢測