论文部分内容阅读
【摘 要】 随着公路交通运输量不断增加,公路桥梁负荷日趋加重,加之旧桥部分老化、破损或受原设计标准的限制,己不能适应现代交通运输的要求,迫切需要对其进行技术改造,尤其是采用加固补强等方法来恢复、提高其承载力。作者针对桥梁施工加固技术做了一些理论和实践的探讨,内容主要包括公路桥梁加固的必要性,并对公路桥梁施工加固的措施进行了介绍。
【关键词】 公路桥梁;加固技术;施工
一、公路桥梁加固的重要性
1、实施公路桥梁加固是保证运输安全的客观要求
伴随着运输业的发展,各种超重型车辆不断投产使用,跨区域物资运输,跨区域的经济文化交流,旅游业的兴起等一系列产业的发展都严重使得公路桥梁出现了一定超负荷现象,使得公路橋梁的承载力不断得到加重,加上公路桥梁受到风雨霜冻等各种自然因素的侵蚀,已经出现了一定的损害现象,存在着一定的安全隐患,因此,实施路桥加固,是保证运输安全的客观要求。
2、是保证路桥的功能正常发挥,实现社会经济效益的必然选择
交通运输业是关系到我国经济命脉的关键领域,不断实现交通运输业服务质量的提升,就必须时刻保证公路桥梁等基础设施的功能正常,可以随时发挥出这些基础设施的正常效率,因此,加强对路桥的维护管理,加大路桥的加固护理,是提升整个交通运输网络服务水平,提高整个网络的经济效益的必然选择。
二、桥梁加固改造的特点分析
桥梁加固是建立在桥梁结构安全性评价的基础上的,主要考察桥梁结构的承载能力、耐久性和稳定性等指标。因此按照桥梁加固的部位和技术类型来划分主要有以下三大类。
1、对薄弱部位的加固。这类桥梁加固主要是采用新型建筑材料,通过加大构件的截面尺寸,增设预应力钢筋等措施对不能满足承载力要求的桥梁部位进行加固,也包括对原构件的更换等措施,目的在于提高桥梁特定部位构件的承载力。
2、改变桥梁的受力结构。这类加固措施主要应用在需要大幅度增加桥梁承载力的情况或针对原桥梁的设计缺陷所进行的补救。其途径为通过增加附属结构等措施来改变原桥梁的结构体系,改变原桥梁的受力状况,提高或改善原桥梁的承载能力。
3、对桥梁特定部位的加固或改造。如对桥墩、桥台的加固和对桥面的加宽等。
桥梁的加固改造施工中的一个重要特点是通常情况下都要求在不影响正常交通的前提下进行。因此对桥梁的加固改造就涉及到如何合理安排施工方案的问题,需要对现有桥梁的实际情况做出判断,制定出经济且便于施工的改造方案。桥梁改造中应遵循的原则主要有以下几个方面:(1)尽量避免对原桥梁承重结构的扰动,避免施工过程中出现桥体的整体失稳;(2)施工方案应易于操作,尽量减小对正常交通造成的干扰;(3)对加固改造方案中的新构件的受力计算应偏于安全考虑,尤其是采用混凝土加固的部分,应充分考虑到新老结构间的强度差异。
三、公路桥梁加固技术主要措施
与其它类型建筑物一样,桥梁的“生命周期”需要经历动工建造、使用运营和寿命老化三个阶段。大桥是建造于土基之上造型特殊的建筑物,除了一般建筑物都要遭受到的风雨侵蚀、热胀冷缩等自然的环境破坏作用,还会受桥梁使用环境的不利影响,不可避免地产生各种形式的破坏。当破坏影响积累到一定程度,就会对桥梁结构带来威胁。因此,针对桥梁受损部位的各类维修、加固和改造施工,成为桥梁养护的必需内容。
当公路桥梁通行能力超出设计标准以及岁月的侵蚀,桥梁的承载能力将有所降低,而在车辆重载作用过程中,进一步破坏了桥梁结构。因此,公路桥梁应定期检测,一旦发现隐患迅速着手采取限制措施,通过施工技术手段增加桥梁的承载能力。
1.加固旧桥主梁技术。第一,充分利用墩顶上方两孔梁端的多余空间设置挑梁。挑梁为现浇的横向式悬臂挑梁,并在上面安装妥当预制的微弯板;第二,悬臂部分立设“π”形人行道上梁。桥梁两侧的人行道梁应比主梁长,人行道梁的支承点分别在边墩挑梁和路堤特设的支墩上。这种做法主要是为了减少加宽桥台的工程量。第三,在人行道翼缘与旧桥面之间现浇桥面拓宽部分,并于铺装桥面层时现浇行车道。施工中,桥面的拓宽部分和铺装层需加入钢筋网,以加强桥梁整体性。第四,桥梁伸缩缝应当设置在挑梁顶的中心部位,行车道路面延伸形成于挑梁上。
2.桥面整治技术。公路桥梁安全运营需要稳定和坚实的基层。在桥梁加固时,为了提高桥梁整体质量,应将原来的桥面基层清除干净,包括一部分砂石垫层(如果桥面用的不是砂石填料,应将其完全清除,然后再换成砂石填料,并碾压夯实),摊铺水泥稳定砂石基层,浇注钢筋混凝土桥面。
3.拓宽加固技术。为了不影响正常通车,应适当实行交通管制,一边通车一边施工的情况下进行拓宽加固。加固时利用旧桥原本就有的墩台,所有拓宽加固施工都在桥梁的上部开展,可以为国家节省更多的建设资金。当然,这种加固技术有一定的局限性,但如果设计施工方案考虑周全,还是能够满足设计荷载要求的。
4.加固桥台后座技术。将桥台后座上路面除去,改成38#钢筋混凝土单向简支预制板,支承于两侧墙上。用直径25mm的锚固钢筋使之与侧墙相接,其上铺装混凝土桥面,钢筋混凝土板与后座填料间留有空隙,以使活载压力直接作用在侧墙上,从而减去了活载引起的对侧墙的土压力,并增加侧墙抗剪能力和基底摩阻力。
5.加固主梁负弯矩技术。主梁负弯矩区在一般荷载下即产生大量裂缝,其上桥面铺装层亦产生大量网裂。此种裂缝不仅不美观,在实际上也会因雨水渗入主梁和翼缘板中,导致锈蚀受力钢筋,影响桥梁使用寿命。在考虑加固方案时,根据计算资料增加纵向受拉钢筋,置于原铺装层范围内,由于新设计标准的荷载负弯矩作用,桥面混凝土的拉应力将达到3.96MPa,采用钢纤维混凝土,其抗拉设计强度有可能大于此拉应力,从而保证桥面不出现裂缝。在加固中应对负弯矩区桥面铺装层采用浇筑钢纤维混凝土,要求其与梁顶翼缘板真正牢固连成整体。
6.主粱及挂梁正弯矩区加固。措施是在凿去原桥面铺装层及油毛毡后,将原桥面打毛,用锚杆在原铺装层厚度范围内加一层钢筋网,然后浇筑补偿收缩防水混凝土。使结构达到抗裂防渗的目的,即解决防水问题。
7.有粘结预应力加固技术。粘贴钢板加固混凝土技术基本不改变原结构的尺寸,施工简单、技术可靠、短期加固效果较好且工艺成熟。粘贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其他薄弱部位,使钢板与加固混凝土结构形成整体,以提高构件的抗弯、抗剪能力,提高原结构的刚度,限制裂缝的开展,改善钢筋与混凝土的应力状态。当粘贴钢板拟提高梁的抗弯强度时,钢板粘贴在梁的底面。此时将钢板和混凝土作为整体考虑,对钢板与混凝土的局部剪切强度进行控制设计;当拟提高梁的抗剪强度时,钢板可粘贴在构件侧面,并与原构件内抗剪钢筋方向一致。粘贴钢板补强加固的合理设计应控制在钢板发生屈服之前,以保证混凝土不出现剪切破坏。
四、结束语
公路桥梁的加固是一项系统而又复杂的工作,具有很强的技术性,因而在公路桥梁的加固施工过程中,作为施工企业应坚持经济适用外观美的基本原则。在对桥梁进行加固处理时,必须充分考虑到加固措施的可行性、经济性和实用性。从技术上采取有效的措施,提高桥梁承载能力,保证交通畅通无阻。
参考文献:
[1]任旭东,张晓诚.浅谈公路桥梁的养护与维修加固[J].山西建筑,2009-04-10.
[2]赵汐权.桥梁养护与加固[J].交通世界(建养.机械),2008-07-08.
[3]谌润水,胡钊芳,帅长斌.公路旧桥加固技术与实例[M].人民交通出版社,2001.
【关键词】 公路桥梁;加固技术;施工
一、公路桥梁加固的重要性
1、实施公路桥梁加固是保证运输安全的客观要求
伴随着运输业的发展,各种超重型车辆不断投产使用,跨区域物资运输,跨区域的经济文化交流,旅游业的兴起等一系列产业的发展都严重使得公路桥梁出现了一定超负荷现象,使得公路橋梁的承载力不断得到加重,加上公路桥梁受到风雨霜冻等各种自然因素的侵蚀,已经出现了一定的损害现象,存在着一定的安全隐患,因此,实施路桥加固,是保证运输安全的客观要求。
2、是保证路桥的功能正常发挥,实现社会经济效益的必然选择
交通运输业是关系到我国经济命脉的关键领域,不断实现交通运输业服务质量的提升,就必须时刻保证公路桥梁等基础设施的功能正常,可以随时发挥出这些基础设施的正常效率,因此,加强对路桥的维护管理,加大路桥的加固护理,是提升整个交通运输网络服务水平,提高整个网络的经济效益的必然选择。
二、桥梁加固改造的特点分析
桥梁加固是建立在桥梁结构安全性评价的基础上的,主要考察桥梁结构的承载能力、耐久性和稳定性等指标。因此按照桥梁加固的部位和技术类型来划分主要有以下三大类。
1、对薄弱部位的加固。这类桥梁加固主要是采用新型建筑材料,通过加大构件的截面尺寸,增设预应力钢筋等措施对不能满足承载力要求的桥梁部位进行加固,也包括对原构件的更换等措施,目的在于提高桥梁特定部位构件的承载力。
2、改变桥梁的受力结构。这类加固措施主要应用在需要大幅度增加桥梁承载力的情况或针对原桥梁的设计缺陷所进行的补救。其途径为通过增加附属结构等措施来改变原桥梁的结构体系,改变原桥梁的受力状况,提高或改善原桥梁的承载能力。
3、对桥梁特定部位的加固或改造。如对桥墩、桥台的加固和对桥面的加宽等。
桥梁的加固改造施工中的一个重要特点是通常情况下都要求在不影响正常交通的前提下进行。因此对桥梁的加固改造就涉及到如何合理安排施工方案的问题,需要对现有桥梁的实际情况做出判断,制定出经济且便于施工的改造方案。桥梁改造中应遵循的原则主要有以下几个方面:(1)尽量避免对原桥梁承重结构的扰动,避免施工过程中出现桥体的整体失稳;(2)施工方案应易于操作,尽量减小对正常交通造成的干扰;(3)对加固改造方案中的新构件的受力计算应偏于安全考虑,尤其是采用混凝土加固的部分,应充分考虑到新老结构间的强度差异。
三、公路桥梁加固技术主要措施
与其它类型建筑物一样,桥梁的“生命周期”需要经历动工建造、使用运营和寿命老化三个阶段。大桥是建造于土基之上造型特殊的建筑物,除了一般建筑物都要遭受到的风雨侵蚀、热胀冷缩等自然的环境破坏作用,还会受桥梁使用环境的不利影响,不可避免地产生各种形式的破坏。当破坏影响积累到一定程度,就会对桥梁结构带来威胁。因此,针对桥梁受损部位的各类维修、加固和改造施工,成为桥梁养护的必需内容。
当公路桥梁通行能力超出设计标准以及岁月的侵蚀,桥梁的承载能力将有所降低,而在车辆重载作用过程中,进一步破坏了桥梁结构。因此,公路桥梁应定期检测,一旦发现隐患迅速着手采取限制措施,通过施工技术手段增加桥梁的承载能力。
1.加固旧桥主梁技术。第一,充分利用墩顶上方两孔梁端的多余空间设置挑梁。挑梁为现浇的横向式悬臂挑梁,并在上面安装妥当预制的微弯板;第二,悬臂部分立设“π”形人行道上梁。桥梁两侧的人行道梁应比主梁长,人行道梁的支承点分别在边墩挑梁和路堤特设的支墩上。这种做法主要是为了减少加宽桥台的工程量。第三,在人行道翼缘与旧桥面之间现浇桥面拓宽部分,并于铺装桥面层时现浇行车道。施工中,桥面的拓宽部分和铺装层需加入钢筋网,以加强桥梁整体性。第四,桥梁伸缩缝应当设置在挑梁顶的中心部位,行车道路面延伸形成于挑梁上。
2.桥面整治技术。公路桥梁安全运营需要稳定和坚实的基层。在桥梁加固时,为了提高桥梁整体质量,应将原来的桥面基层清除干净,包括一部分砂石垫层(如果桥面用的不是砂石填料,应将其完全清除,然后再换成砂石填料,并碾压夯实),摊铺水泥稳定砂石基层,浇注钢筋混凝土桥面。
3.拓宽加固技术。为了不影响正常通车,应适当实行交通管制,一边通车一边施工的情况下进行拓宽加固。加固时利用旧桥原本就有的墩台,所有拓宽加固施工都在桥梁的上部开展,可以为国家节省更多的建设资金。当然,这种加固技术有一定的局限性,但如果设计施工方案考虑周全,还是能够满足设计荷载要求的。
4.加固桥台后座技术。将桥台后座上路面除去,改成38#钢筋混凝土单向简支预制板,支承于两侧墙上。用直径25mm的锚固钢筋使之与侧墙相接,其上铺装混凝土桥面,钢筋混凝土板与后座填料间留有空隙,以使活载压力直接作用在侧墙上,从而减去了活载引起的对侧墙的土压力,并增加侧墙抗剪能力和基底摩阻力。
5.加固主梁负弯矩技术。主梁负弯矩区在一般荷载下即产生大量裂缝,其上桥面铺装层亦产生大量网裂。此种裂缝不仅不美观,在实际上也会因雨水渗入主梁和翼缘板中,导致锈蚀受力钢筋,影响桥梁使用寿命。在考虑加固方案时,根据计算资料增加纵向受拉钢筋,置于原铺装层范围内,由于新设计标准的荷载负弯矩作用,桥面混凝土的拉应力将达到3.96MPa,采用钢纤维混凝土,其抗拉设计强度有可能大于此拉应力,从而保证桥面不出现裂缝。在加固中应对负弯矩区桥面铺装层采用浇筑钢纤维混凝土,要求其与梁顶翼缘板真正牢固连成整体。
6.主粱及挂梁正弯矩区加固。措施是在凿去原桥面铺装层及油毛毡后,将原桥面打毛,用锚杆在原铺装层厚度范围内加一层钢筋网,然后浇筑补偿收缩防水混凝土。使结构达到抗裂防渗的目的,即解决防水问题。
7.有粘结预应力加固技术。粘贴钢板加固混凝土技术基本不改变原结构的尺寸,施工简单、技术可靠、短期加固效果较好且工艺成熟。粘贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其他薄弱部位,使钢板与加固混凝土结构形成整体,以提高构件的抗弯、抗剪能力,提高原结构的刚度,限制裂缝的开展,改善钢筋与混凝土的应力状态。当粘贴钢板拟提高梁的抗弯强度时,钢板粘贴在梁的底面。此时将钢板和混凝土作为整体考虑,对钢板与混凝土的局部剪切强度进行控制设计;当拟提高梁的抗剪强度时,钢板可粘贴在构件侧面,并与原构件内抗剪钢筋方向一致。粘贴钢板补强加固的合理设计应控制在钢板发生屈服之前,以保证混凝土不出现剪切破坏。
四、结束语
公路桥梁的加固是一项系统而又复杂的工作,具有很强的技术性,因而在公路桥梁的加固施工过程中,作为施工企业应坚持经济适用外观美的基本原则。在对桥梁进行加固处理时,必须充分考虑到加固措施的可行性、经济性和实用性。从技术上采取有效的措施,提高桥梁承载能力,保证交通畅通无阻。
参考文献:
[1]任旭东,张晓诚.浅谈公路桥梁的养护与维修加固[J].山西建筑,2009-04-10.
[2]赵汐权.桥梁养护与加固[J].交通世界(建养.机械),2008-07-08.
[3]谌润水,胡钊芳,帅长斌.公路旧桥加固技术与实例[M].人民交通出版社,2001.