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【摘 要】随着我国经济的发展,交通运输量大幅度增长,为了满足交通运输的发展需要,对老、旧桥梁进行加固势在必行。本文指出了桥梁加固时需考虑的几个因素。
【关键词】桥梁;加固;方案;因素
Shallow talk reinforce of bridge
Su He
(Inner Mongolia Transportation construction superintendency consultation company Hulunbeier Inner Mongolia 021008)
【Abstract】Along with our country economy of development, the amount of transportation be significant growth, for the sake of satisfy transportation of development demand, to the old and old bridge carry on reinforce power at necessarily line.This text need consideration when this text pointed out bridge to reinforce of a few factor.
【Key words】Bridge;Reinforce;Project;Factor
随着我国经济的发展,交通运输量大幅度增长,行车密度及车辆载重量越来越大,重型车辆日益增多,造成为数众多的公路桥梁以及城市桥梁,产生了各种多样的病害,如承载力不足、桥面铺装的破坏、伸缩缝损坏、梁板或拱体裂缝、墩台断裂位移、挡墙倾斜错位、锥坡下挫坍塌、墩台基底冲空、桥头路基冲塌、河床护底冲翻以及河道冲刷严重变迁而危及桥头路基等,已经带来严重的安全隐患。而旧桥改造又受限于资金的短缺,只能采取投资较少,施工期短,又能缓解当前运输紧张状况的维修与加固技术措施。
1. 桥梁病害产生的原因
旧桥加固一般来说是原桥的承载能力不够,或结构病害影响使用功能而进行修复。加固方案的提出,首先应根据《公路养护规范》中《桥梁技术状况评定标准》对公路桥梁进行检查,看它属几类危桥,并在改建或加固前进行定期的观测,通过对桥的检测了解桥的技术状况,对缺陷和损伤进行全面细致的调查,查明病害的性质,所在部位、严重程度及发展趋势,弄清产生病害的原因,以便分析评估缺陷和损伤对桥梁质量及承载能力产生的影响,为桥梁是否有加固维修的可能性提供经济分析资料。
一般情况下造成桥梁的病害原因主要在以下几方面:
(1)以前设计荷载等级和标准偏低。
(2)使用环境的作用,大交通量和超重车辆的行驶,经有关机构检测统计是公路桥梁损害的主要因素。
(3)地质、自然环境条件的变化,包含大气腐蚀、温度、湿度的变化,水流的冲刷、淤积等。
(4)材料的疲劳及局限,这和当时社会建材工业水平紧密相关,例如钢材紧缺,力学性能标准低;水泥的标号低而引起砼标号相应低等。
(5)施工中存在不足,施工技术装备的简陋以及施工工艺简单。
通过以上五个原因,分析要加固的桥梁是由哪一个原因造成的。
2. 旧桥加固前的准备工作
2.1 查找旧桥的设计施工图纸,地质钻探资料,施工原始记录,调查原设计荷载标准,桥面净空、基础埋置深度等。
2.2 现场勘查旧桥各部构造完整程度,平面几何尺寸的变形,桥面高程的沉降量,上部结构挠曲变化情况,裂缝产生部位及裂缝的宽度和长度。
2.3 条件许可时,进行桥梁荷载试验,以检测结构的变位情况,对桥梁的现有承载能力做出评价,对大中型桥更有必要。
3. 桥梁维修加固的主要方法
桥梁加固一般是通过对构件的增强和结构性能的改善来恢复和提高现有桥梁的承载能力,以延长其使用年限,适应交通量发展的要求,目前对桥梁进行加固修复的技术主要有下列五种:
3.1 采用新材料,新工艺,增大主截面;使用高标号水泥砂浆或环氧树脂水泥砂浆封填裂缝;增设外部后张预应力筋施加外部预应力;用化学黏合剂粘贴附加构件等办法进行加固。
3.2 在原有结构上增加新的受力构件,如增设纵梁、横梁或拱肋等,也用新的预制构件替换原有构件。
3.3 改变结构的受力体系,改变结构的受力状况。利用辅助墩、八字撑等将单跨梁变成多跨结构,将拱式体系转换为梁式体系,以达到梁板组合或拱、梁组合,以提高桥梁的承受活载能力。
3.4 桥梁基础承载力受到限制,加固上部构造时,基础承载力不能满足活载增加的要求,需要减轻桥梁的恒载以实现其目的。通常将桥梁的实腹拱改建为空心拱,更换拱上填料等办法,减少恒载,提高活载的承受能力。
3.5 对基础、墩台承载力不足的桥梁,采用钢筋混凝土箍套;钢筋混凝土栏杆和钢筋栏杆施加预应力,增加桩基础等措施,改善墩台和基础的受力状况,提高桥梁的承载能力。
4. 桥梁改造加固方案的原则
根据桥梁的现有技术状况,存在的病害,车辆通行的要求以及将来发展的趋势,对方案做出必要性和可行性的分析判断,之后对各种加固的方法进行技术经济比较,制定出合理的加固改造方案,一般加固改变方案应满足下列要求:
4.1 节约大量的投资,具有明显的经济效益,改造加固费为新建桥梁的10%~20%;不超过新建费用的30%。
4.2 加固改造后,承载力的结构性能,耐久性等方面达到使用上的要求。
4.3 桥梁下部结构具有足够的潜力满足上部构造增加后的恒载和活载的要求。
4.4 加固改造方案的经济效益比较,必须满足结构改善系数和成本改善系数这两个指标。
(1)结构改善系数
η=P2-P1P1×100%
η—承载力提高百分数
p1—加固前桥梁承受活载的能力
p2—加固后桥梁承载的能力
η百分数越大,则表示加固改造的效果越好
(2)成本效益系数
K=ηQ
式中K——成本效益系数
Q——每平方米桥面所需的加固费用。
在满足上述条件中,制定加固改造施工方案时,还应考虑以下4个因素,(1)加固设施的养护费用;(2)加固时交通堵塞引起的运输效益上的损失;(3)加固技术的耐久性;(4)施工安全和对环境的影响等因素。
5. 桥梁加固改造方案的基本要求
桥梁加固改造涉及因素诸多,需要加固的桥梁往往地处交通要道,通行密度大,载荷等级高和一些年代较远荷载等级低,有不同程度的缺陷和病害的桥梁,因此,加固要满足以下基本要求:
(1)费用省,经济效益高;
(2)技术可靠,耐久性满足使用要求;
(3)设备简单,施工方便;
(4)尽量不造成交通中断;
(5)减少对原有构件的损伤。
6. 加固改造方案的确定
6.1 方案确定前的准备工作。
对桥梁进行反复的检查,搜集有关资料,进行理论计算分析或静荷载试验,对桥梁承载能力做出分析评定的基础上确定加固改造方案。一般进行加固改造方案时进行以下几项准备工作:
(1)对桥梁存在的缺陷和病害产生的原因进行典型的分析,找出一个切实可行、经济、合理的加固改造方案。
(2)调查了解该地区的国民经济发展状况和交通量的发展要求,做好短期和长期效益的经济比较,对加固改造方案的必要性进行研究。
(3)在制定加固改造方案前,对施工工艺、施工技术、施工力量及材料来源、资金金额及来源、经济效益、交通量影响等因素进行可行性研究,以便制定出切实可行的加固改造方案。
6.2 加固改造方案的确定。
在完成了上述工作的基础上按以下步骤进行加固方案的确定:
(1)选定加固改造方案;
(2)选定技术上和施工上可行的方案和可行性研究;
(3)经济效益比较;
(4)组织编写加固改造方案的施工组织设计。
综上所述,近年来,桥梁加固技术的研究和运用方案等层出不穷,桥梁维修加固的前景十分广阔,积累了很多丰富的经验。然而这项工作在东部公路方面起步较晚,截至目前,还没有桥梁方面的专职养护队伍,一些旗县桥梁的技术资料归档不完善,桥梁没有定期养护和养护记录,如何提高桥梁养护质量,提高桥梁的使用功能,是我们广大工程技术人员今后思考和发展的目标。
参考文献
[1] [公路工程质量检验评定标准](JTG 80/1 -2004)人民交通出版社
[2] [桥梁维修与加固]杨文渊 :人民交通出版社
[3] [公路养护规范](JTG H10-2009 )人民交通出版社
[文章编号]1006-7619(2010)06-04-510
【关键词】桥梁;加固;方案;因素
Shallow talk reinforce of bridge
Su He
(Inner Mongolia Transportation construction superintendency consultation company Hulunbeier Inner Mongolia 021008)
【Abstract】Along with our country economy of development, the amount of transportation be significant growth, for the sake of satisfy transportation of development demand, to the old and old bridge carry on reinforce power at necessarily line.This text need consideration when this text pointed out bridge to reinforce of a few factor.
【Key words】Bridge;Reinforce;Project;Factor
随着我国经济的发展,交通运输量大幅度增长,行车密度及车辆载重量越来越大,重型车辆日益增多,造成为数众多的公路桥梁以及城市桥梁,产生了各种多样的病害,如承载力不足、桥面铺装的破坏、伸缩缝损坏、梁板或拱体裂缝、墩台断裂位移、挡墙倾斜错位、锥坡下挫坍塌、墩台基底冲空、桥头路基冲塌、河床护底冲翻以及河道冲刷严重变迁而危及桥头路基等,已经带来严重的安全隐患。而旧桥改造又受限于资金的短缺,只能采取投资较少,施工期短,又能缓解当前运输紧张状况的维修与加固技术措施。
1. 桥梁病害产生的原因
旧桥加固一般来说是原桥的承载能力不够,或结构病害影响使用功能而进行修复。加固方案的提出,首先应根据《公路养护规范》中《桥梁技术状况评定标准》对公路桥梁进行检查,看它属几类危桥,并在改建或加固前进行定期的观测,通过对桥的检测了解桥的技术状况,对缺陷和损伤进行全面细致的调查,查明病害的性质,所在部位、严重程度及发展趋势,弄清产生病害的原因,以便分析评估缺陷和损伤对桥梁质量及承载能力产生的影响,为桥梁是否有加固维修的可能性提供经济分析资料。
一般情况下造成桥梁的病害原因主要在以下几方面:
(1)以前设计荷载等级和标准偏低。
(2)使用环境的作用,大交通量和超重车辆的行驶,经有关机构检测统计是公路桥梁损害的主要因素。
(3)地质、自然环境条件的变化,包含大气腐蚀、温度、湿度的变化,水流的冲刷、淤积等。
(4)材料的疲劳及局限,这和当时社会建材工业水平紧密相关,例如钢材紧缺,力学性能标准低;水泥的标号低而引起砼标号相应低等。
(5)施工中存在不足,施工技术装备的简陋以及施工工艺简单。
通过以上五个原因,分析要加固的桥梁是由哪一个原因造成的。
2. 旧桥加固前的准备工作
2.1 查找旧桥的设计施工图纸,地质钻探资料,施工原始记录,调查原设计荷载标准,桥面净空、基础埋置深度等。
2.2 现场勘查旧桥各部构造完整程度,平面几何尺寸的变形,桥面高程的沉降量,上部结构挠曲变化情况,裂缝产生部位及裂缝的宽度和长度。
2.3 条件许可时,进行桥梁荷载试验,以检测结构的变位情况,对桥梁的现有承载能力做出评价,对大中型桥更有必要。
3. 桥梁维修加固的主要方法
桥梁加固一般是通过对构件的增强和结构性能的改善来恢复和提高现有桥梁的承载能力,以延长其使用年限,适应交通量发展的要求,目前对桥梁进行加固修复的技术主要有下列五种:
3.1 采用新材料,新工艺,增大主截面;使用高标号水泥砂浆或环氧树脂水泥砂浆封填裂缝;增设外部后张预应力筋施加外部预应力;用化学黏合剂粘贴附加构件等办法进行加固。
3.2 在原有结构上增加新的受力构件,如增设纵梁、横梁或拱肋等,也用新的预制构件替换原有构件。
3.3 改变结构的受力体系,改变结构的受力状况。利用辅助墩、八字撑等将单跨梁变成多跨结构,将拱式体系转换为梁式体系,以达到梁板组合或拱、梁组合,以提高桥梁的承受活载能力。
3.4 桥梁基础承载力受到限制,加固上部构造时,基础承载力不能满足活载增加的要求,需要减轻桥梁的恒载以实现其目的。通常将桥梁的实腹拱改建为空心拱,更换拱上填料等办法,减少恒载,提高活载的承受能力。
3.5 对基础、墩台承载力不足的桥梁,采用钢筋混凝土箍套;钢筋混凝土栏杆和钢筋栏杆施加预应力,增加桩基础等措施,改善墩台和基础的受力状况,提高桥梁的承载能力。
4. 桥梁改造加固方案的原则
根据桥梁的现有技术状况,存在的病害,车辆通行的要求以及将来发展的趋势,对方案做出必要性和可行性的分析判断,之后对各种加固的方法进行技术经济比较,制定出合理的加固改造方案,一般加固改变方案应满足下列要求:
4.1 节约大量的投资,具有明显的经济效益,改造加固费为新建桥梁的10%~20%;不超过新建费用的30%。
4.2 加固改造后,承载力的结构性能,耐久性等方面达到使用上的要求。
4.3 桥梁下部结构具有足够的潜力满足上部构造增加后的恒载和活载的要求。
4.4 加固改造方案的经济效益比较,必须满足结构改善系数和成本改善系数这两个指标。
(1)结构改善系数
η=P2-P1P1×100%
η—承载力提高百分数
p1—加固前桥梁承受活载的能力
p2—加固后桥梁承载的能力
η百分数越大,则表示加固改造的效果越好
(2)成本效益系数
K=ηQ
式中K——成本效益系数
Q——每平方米桥面所需的加固费用。
在满足上述条件中,制定加固改造施工方案时,还应考虑以下4个因素,(1)加固设施的养护费用;(2)加固时交通堵塞引起的运输效益上的损失;(3)加固技术的耐久性;(4)施工安全和对环境的影响等因素。
5. 桥梁加固改造方案的基本要求
桥梁加固改造涉及因素诸多,需要加固的桥梁往往地处交通要道,通行密度大,载荷等级高和一些年代较远荷载等级低,有不同程度的缺陷和病害的桥梁,因此,加固要满足以下基本要求:
(1)费用省,经济效益高;
(2)技术可靠,耐久性满足使用要求;
(3)设备简单,施工方便;
(4)尽量不造成交通中断;
(5)减少对原有构件的损伤。
6. 加固改造方案的确定
6.1 方案确定前的准备工作。
对桥梁进行反复的检查,搜集有关资料,进行理论计算分析或静荷载试验,对桥梁承载能力做出分析评定的基础上确定加固改造方案。一般进行加固改造方案时进行以下几项准备工作:
(1)对桥梁存在的缺陷和病害产生的原因进行典型的分析,找出一个切实可行、经济、合理的加固改造方案。
(2)调查了解该地区的国民经济发展状况和交通量的发展要求,做好短期和长期效益的经济比较,对加固改造方案的必要性进行研究。
(3)在制定加固改造方案前,对施工工艺、施工技术、施工力量及材料来源、资金金额及来源、经济效益、交通量影响等因素进行可行性研究,以便制定出切实可行的加固改造方案。
6.2 加固改造方案的确定。
在完成了上述工作的基础上按以下步骤进行加固方案的确定:
(1)选定加固改造方案;
(2)选定技术上和施工上可行的方案和可行性研究;
(3)经济效益比较;
(4)组织编写加固改造方案的施工组织设计。
综上所述,近年来,桥梁加固技术的研究和运用方案等层出不穷,桥梁维修加固的前景十分广阔,积累了很多丰富的经验。然而这项工作在东部公路方面起步较晚,截至目前,还没有桥梁方面的专职养护队伍,一些旗县桥梁的技术资料归档不完善,桥梁没有定期养护和养护记录,如何提高桥梁养护质量,提高桥梁的使用功能,是我们广大工程技术人员今后思考和发展的目标。
参考文献
[1] [公路工程质量检验评定标准](JTG 80/1 -2004)人民交通出版社
[2] [桥梁维修与加固]杨文渊 :人民交通出版社
[3] [公路养护规范](JTG H10-2009 )人民交通出版社
[文章编号]1006-7619(2010)06-04-510