某特大橋的結(jié)構(gòu)病害檢測(cè)與維修加固方案
2011-06-28 來(lái)源:筑龍網(wǎng)
舊橋加固技術(shù)是一門新的課題。目前,我國(guó)公路、鐵路交通事業(yè)蒸蒸日上,不少高速公路已建成投入運(yùn)營(yíng)中,還有不少正在建設(shè)的高速公路和其它等級(jí)的公路也即將建成投入運(yùn)營(yíng)。但是,由于施工質(zhì)量和橋梁設(shè)計(jì)等方面的原因,使得橋梁的檢測(cè)和加固成為必要,更因?yàn)榻▏?guó)以來(lái)所修建的不少舊橋,由于受到當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)、材料、施工等方面的影響和局限,先天不足,加上不能適應(yīng)目前交通量的迅猛增長(zhǎng),使得舊橋的檢測(cè)和加固技術(shù)顯得非常迫切。近年來(lái),舊橋加固工程越來(lái)越多。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)的公路危橋約有4000余座,但至今未看到專門的橋梁加固規(guī)范。

    一、橋梁加固的任務(wù)和形勢(shì)

    (一)、橋梁加固的原因

    1、 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、交通量增大,載重等級(jí)發(fā)生變化。

    2、 早年設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想注重于材料的節(jié)省,安全度低。一般來(lái)說(shuō)造成斷面單薄、安全儲(chǔ)備低,其中最典型的就是雙曲拱。

    3、 橋梁耐久性差和年久老化,如磚拱橋等。

    4、 近年修建的橋梁,因設(shè)計(jì)失當(dāng)或者施工質(zhì)量差,也存在著加固的問(wèn)題。

    (二)、橋梁加固的難度大

    1、 已通車的橋梁,有現(xiàn)實(shí)的交通需要,因?yàn)橐诓恢袛嘟煌ǖ那闆r下進(jìn)行加固,所以加固時(shí)有交通干擾。

    2、 結(jié)構(gòu)形式的限制:加固的原則一般必須利用原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行,只能在原有結(jié)構(gòu)上做文章,所以受到局限。

    3、 新老結(jié)構(gòu)的結(jié)合是一個(gè)難題:這里包含新老結(jié)構(gòu)體系的變化和過(guò)渡,還包括新老橋體的結(jié)合面。

    4、 風(fēng)險(xiǎn)大:因?yàn)榉彩且庸痰臉蛄?,多半是危橋,結(jié)構(gòu)已處在不利狀態(tài),有的還岌岌可危。對(duì)舊橋有的缺乏原有的設(shè)計(jì)資料和施工記錄,結(jié)構(gòu)內(nèi)部情況不詳;現(xiàn)有的受力情況不一樣,很難確定其結(jié)構(gòu)極限,這給舊橋的加固帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)。

    (三)、加固的技術(shù)要求高

    1、 通常業(yè)主單位更愿意廢棄舊橋另修新橋,除非必要時(shí)才利用舊橋而采用加固措施。

    2、 由于舊橋加固方案的設(shè)計(jì),工作量大,收費(fèi)低,所以一般大的設(shè)計(jì)單位不愿意承擔(dān)這樣的設(shè)計(jì)任務(wù)。

    3、 加固設(shè)計(jì)需要良好的橋梁理論水平和力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。確定加固方案時(shí)要能正確分析和判斷舊橋的安危程度,即其結(jié)構(gòu)狀態(tài)和內(nèi)力大小程度。這就需要一定的力學(xué)試驗(yàn)以作結(jié)構(gòu)分析的支撐。

    4、 加固方案實(shí)施中存在復(fù)雜性。加固方案和處理方法要有一定施工經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)隊(duì)伍。

    (四)、橋梁加固的政治和經(jīng)濟(jì)作用

    橋梁加固后,可以延長(zhǎng)橋梁的使用壽命,用少量的資金投入,使橋梁能滿足交通量的需求,還可以緩和橋梁投資的集中性。

    加固橋梁不是新建項(xiàng)目,一般來(lái)講不是領(lǐng)導(dǎo)人的政績(jī)。但加固橋梁卻可以預(yù)防和避免橋梁的坍塌造成物資和人身的傷亡,能避免主管領(lǐng)導(dǎo)的政治災(zāi)難。

    二、加固的方案

    (一) 加固的思路

    1、 加固和維修養(yǎng)護(hù)所起的作用是不同的,維修養(yǎng)護(hù)是橋梁保持正常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的保護(hù)性和預(yù)防性的工作,而加固卻是從承載受力的角度來(lái)處理的。

    2、 第一類加固需求,橋梁不能承受原設(shè)計(jì)荷重要求,應(yīng)該通過(guò)加固恢復(fù)其原有的承載力。

    3、 原設(shè)計(jì)的荷載標(biāo)準(zhǔn)不能滿足現(xiàn)在的交通要求,要求提高到一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)。

    4、 橋梁要通過(guò)一次性的特重荷載,要求采用臨時(shí)性措施通過(guò)特重荷載而不使原結(jié)構(gòu)受到破壞,過(guò)后恢復(fù)正常。

    一般來(lái)說(shuō)加固方案可以考慮減少內(nèi)力或增大斷面,也可以應(yīng)用加固新材料。

    (二) 加固方案和方法

    目前,關(guān)于混凝土橋梁加固方法主要有:1、結(jié)構(gòu)性加固,如采用體外預(yù)應(yīng)力、在結(jié)構(gòu)的受拉區(qū)粘貼鋼板或增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)支撐;2、非結(jié)構(gòu)性加固,如對(duì)裂縫進(jìn)行封閉或壓漿處理;3、最近幾年國(guó)外采用碳纖維復(fù)合材料(CFRP)取代鋼板,使加固技術(shù)發(fā)生了根本的變化。

    三、 加固的材料和工藝

    碳纖維復(fù)合材料是一種新型的材料,可以取代鋼板應(yīng)用在橋梁的加固工程中,因此受到人們的廣泛重視。這種材料在日本最受重視,應(yīng)用也最為廣泛。我國(guó)對(duì)這種新型的材料是在98年開始實(shí)際應(yīng)用的,目前對(duì)它的應(yīng)用和研究正在深化和發(fā)展。

    碳纖維復(fù)合材料(CFRP)的特點(diǎn)

    1、 不增加恒載及斷面尺寸;2、不減少橋下凈空;3、施工方便,成型方便,可適應(yīng)不同構(gòu)件形狀。4、環(huán)氧樹脂黏結(jié),不需要錨固螺栓,對(duì)原結(jié)構(gòu)無(wú)新的損傷。5、可根據(jù)受力需要粘貼若干層。

    2、 碳纖維復(fù)合材料(CFRP)主要有三種,即碳素纖維、高分子聚合纖維、和玻璃纖維。

    四、 加固方案的實(shí)施

    加固方案的實(shí)施需要有一定經(jīng)驗(yàn)的熟練工人和施工隊(duì)伍來(lái)完成。對(duì)于工藝上也應(yīng)有比較高的要求。

    五、 橋梁加固后的觀測(cè)和檢查驗(yàn)證

    加固后需要對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)和觀察,以確定加固的效果。

    六、 橋梁加固應(yīng)形成專門的規(guī)范

    在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上應(yīng)形成橋梁加固的專門規(guī)范。

    
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