這種技術(shù)起初是用于加固圓形截面橋墩,通常采用兩個(gè)半圓形的鋼套卷成筒狀,直徑為橋墩截面直徑加上13~25mm的間隙,將其安置在橋墩需要加固的部位,并將豎向的縫隙進(jìn)行焊接,鋼套與橋墩之間的間隙用水沖刷后灌注純水泥漿。
在較大偏移角處,為了避免鋼套支承在支撐構(gòu)件上而作為受壓構(gòu)件,鋼套的端部與其他任何支撐構(gòu)件(如承臺或蓋梁)之間應(yīng)設(shè)約為50mm的豎向間距,由此可能造成彎曲強(qiáng)度大幅度增加,同時(shí)導(dǎo)致相鄰構(gòu)件產(chǎn)生不期望的超負(fù)荷。同時(shí)鋼套的制作和安裝方法限制了鋼套管的設(shè)計(jì),要求最小鋼套壁厚10mm以滿足工作應(yīng)力限值,并且滿足彎曲厚板的最小厚度25mm的要求。
鋼套可以提供有效的被動約束,但是只有在混凝土橋墩發(fā)生的徑向膨脹引起鋼套環(huán)向應(yīng)力時(shí)才能提供被動約束。這種徑向膨脹發(fā)生的原因是:混凝土中較高的軸向壓應(yīng)力引起的膨脹以及鋼筋搭接附近豎向裂縫在縱向鋼筋周圍引起的擴(kuò)張,隨著橋墩剪切斜裂縫的發(fā)展也會引起相似的徑向膨脹。
對于矩形橋墩,建議采用橢圓形鋼套,這樣可以像圓形截面橋墩那樣提供連續(xù)的約束(見圖7-8)。由于鋼套與既有橋墩之間間距的增加,可在水泥漿中摻人細(xì)集料。采用這種方法加固矩形橋墩在受彎和受剪方面具有良好的性能。
即使在鋼套剛度足夠大的情況下,采用矩形鋼套加固矩形截面橋墩很少能夠成功,這主要是因?yàn)椋号c橢圓形或圓形鋼套的約束薄殼效應(yīng)相比,矩形鋼套只能在鋼套各邊發(fā)生側(cè)向彎曲時(shí)才能產(chǎn)生約束作用,這是一種很弱的作用。但如果橢圓的軸較長,可能必須得用系桿加強(qiáng),或是在中央位置用1鉆穿橋墩的栓筋來支撐它,這樣將有助于獲得所需要的約束作用。
出于美觀方面的考慮,有些情況下更希望采用平板加固較寬(或建筑拓寬)的橋墩。這種情況下,將由平板的彎曲提供所需的側(cè)限壓力。較薄的鋼板或加勁鋼板與橋墩鉆孔連接的螺栓協(xié)同工作或許能夠達(dá)到這一要求。非正方形的矩形橋墩通常有較高的剛度,因此沿長邊方向上(通常為橫橋向)需要具有更高的延性要求。正方形或近似正方形截面的橋墩可以采用圓形鋼套進(jìn)行加固,但那些具有較大平面長寬比的截面橋墩則更適合采用橢圓形鋼套。
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