由于橋梁加固設(shè)計具有復(fù)雜性、加固目標多樣性的特點,無法采用固定的模式進行加固設(shè)計,因此要求設(shè)計人員充分熟悉和掌握《規(guī)程》CJ J/T 239中構(gòu)件加固的基本原理與基本方法,根據(jù)需加固橋梁的實際情況,選擇合適的加固設(shè)計方法。在選擇加固設(shè)計方法時需注意如下幾點:
(1)體系加固與構(gòu)件加固并存時,應(yīng)優(yōu)先考慮體系,其次才是構(gòu)件。
(2)不同類型構(gòu)件加固時,應(yīng)優(yōu)先考慮重要結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵構(gòu)件;單一方法有效性較差時,應(yīng)優(yōu)先考慮綜合法。
(3)應(yīng)根據(jù)當?shù)貤l件,進行多方案比較,按技術(shù)先進可靠、經(jīng)濟合理原則,擇優(yōu)選用。
(4)避免只對橋梁病害進行宏觀的定性分析,缺少科學(xué)的定量計算分析,隨意進行參數(shù)折減的設(shè)計方法。
在開展加固設(shè)計工作前,應(yīng)收集橋梁的歷史資料,對橋梁進行全面的檢查、檢測,在此基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀和存在的病害進行系統(tǒng)的分析,根據(jù)加固設(shè)計的目標,采用合適的加固方法。
直接加固法一一又稱構(gòu)件加固法,是直接針對結(jié)構(gòu)構(gòu)件或節(jié)點承載力提高的加固。對于簡單結(jié)構(gòu)(如簡支梁)、病害輕微(如表面裂縫)、原因明確(如經(jīng)分析屬原設(shè)計缺陷導(dǎo)致局部損壞)、目標明確(如部分構(gòu)件需提高耐久性或安全性或承載力)的加固,是直接針對結(jié)構(gòu)構(gòu)件或節(jié)點承載力提高的加固,可采用通常的“構(gòu)件加固”設(shè)計方法進行,主要有增大截面法、置換混凝土法、外包型鋼法、粘貼鋼板法、粘貼纖維復(fù)合材料法等,直接加固薄弱區(qū)域。
由于橋梁的技術(shù)狀況往往是由多種病害共同影響的,在設(shè)計中應(yīng)避免不加區(qū)別建立在一種病害單獨成因基礎(chǔ)上的分析,并要考慮加固后對橋梁的整體影響效果。
加固設(shè)計面臨的第一個難點就是要對已經(jīng)出現(xiàn)缺陷(裂縫、缺損、較大變形、剛度低等)的橋梁的實際承載能力進行較準確的評估,雖然可以借助于橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件進行評估,但要精確描述橋梁的缺損狀態(tài)、構(gòu)建缺損橋梁的有限元模型十分困難,工作量也很龐大,不太容易實現(xiàn)。因此通常的處理方法就是采用定性結(jié)合定量的辦法,即在常規(guī)計算分析的基礎(chǔ)上,對病害的原因進行定性判別,再根據(jù)現(xiàn)場檢測所提供的橋梁技術(shù)狀況數(shù)據(jù),結(jié)合荷載試驗結(jié)果,對一些系數(shù)(剛度修正系數(shù)、材料劣化系數(shù)、荷載變異系數(shù)等)進行修正,使修正后的計算結(jié)果盡可能地反映所加固橋梁的實際受力狀態(tài)。
通過計算分析確定上述幾個系數(shù)有相當?shù)碾y度,要求加固設(shè)計者不但要有橋梁結(jié)構(gòu)分析經(jīng)驗,更重要的是要具有豐富的橋梁檢測與評估經(jīng)驗。因此采用折減系數(shù)法一般要求有的橋梁檢查、檢測資料以及動靜載試驗數(shù)據(jù),并由經(jīng)驗豐富的檢測單位完成承載力評定報告,設(shè)計人員則根據(jù)評定報告提供的折減系數(shù),經(jīng)計算分析進行加固設(shè)計。
在采用折減系數(shù)法進行設(shè)計時,應(yīng)檢查計算結(jié)果與實際病害情況是否吻合,如差異較查明原因。
在實際操作過程中,往往存在設(shè)計人員僅靠外觀檢查的評定結(jié)果,草率對設(shè)計參數(shù)進行隨意調(diào)整,并進行加固設(shè)計的情況,導(dǎo)致加固方案缺乏針對性,加固效果不理想,帶來安全隱患。
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