论文部分内容阅读
摘要:随着我国社会经济和交通运输事业的飞速发展,车辆载重量、车速和交通量已大为提高,在过去三、四十年所建造的低标准的、长期失养的桥梁能否继续服役并安全运营,已成为公路和城市建设决策部门的一件大事。本文就公路桥梁加固处治相关技术进行了分析。
关键词:公路桥梁;加固;施工工艺
中图分类号:U445 文献标识码:A
引言
随着中国社会整体经济水平的不断发展和提高,各地的道路交通基础设施正处于建设的黄金时期。在这些工程中,公路桥梁占据了很大的比例。这个比例的增大从另外角度来分析,也带来了整体病害比例增大的结果。公路桥梁病害的出现,和当前高负载的交通运输情况带来的巨大压力相结合,将大力降低公路桥梁的使用性能和寿命。
一、公路桥梁加固的必要性
许多公路桥梁在修建时,社会发展缓慢,缺乏前瞻和预见,桥梁投入运营使用后在管理上又长期滞后,管养制度建设和队伍建设长期被忽视,管养费用被挤占、挪用,运营车辆长期普遍超载和严重超载未能得以遏制,桥梁的技术状态未能得到及时、细致的观测掌握。寒来暑往,在暴雨烈日、洪水冲刷、车船撞击等影响下,为数众多的农用、公路、城市桥梁都曾发生过各种病害,诸如桥面破损、栏杆断裂、伸缩缝损坏、桥头跳车、梁板或拱体裂缝、钢筋钢索锈蚀、钢结构裂纹锈烂、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、河道被冲刷严重变迁而危及桥头路基等。桥梁自身存在的诸多不良状态,不仅大大缩短桥梁的使用寿命,也严重威胁着过往人车的安全,更成为政府、管理部门和人民群众关注、担心的大事。
二、公路桥梁加固原则
我国现在通用的公路桥梁设计标准的颁布时间是上世纪九十年代。限于当时比较低的技术水平以及落后的交通运输行业,使得在该标准下建设的公路桥梁已经不能完全适用于现阶段的车辆通行要求。尤其是在某些城镇公路上,重型货车超载现象十分严重,这就严重的考验着公路桥梁的承载力,为人民的生命安全埋下众多隐患。具不完全统计,至少百分之二十的城镇道路桥梁存在安全隐患,如果不能及时的予以加固,所产生的后果将不堪设想。因此,对于公路桥梁的加固已经越来越引起人们的重视。相对于发达国家,我国的各项基础设施还不是很完善。为了完善这些基础设施,国家每年都会投入大量的资金,但是公路桥梁加固在资金的占用率上相对较少。如何用较少的资金投入,修复或者加固更多的公路桥梁就显得尤为重要。现阶段对公路桥梁进行加固时,要遵循以下两个原则。
1、做好维修前的检测工作
在对公路桥梁进行加固前,质量检测人员对所要加固的桥梁进行详细的检测,分析桥梁的损坏程度,并制作成一目了然的数据表格。根据检测结果计算所要加固桥梁的实际运输能力,分析桥梁的损坏程度对于桥梁的承载力以及耐久性所造成的影响。所谓的承载力即在设计桥梁的初期,保证桥梁应该达到的荷载能力;耐久性即桥梁的寿命。
2、是合理选用加固方式
加固方式的选择要考虑施工成本的经济性。不能无限制的耗费原材料,而且要保证施工进度,避免交通中断时间过长。在对公路桥梁进行加固时,通常不采用改变原先结构的方式。一方面是考虑施工成本,另一方面是改变桥梁原先的结构会长时间中断交通,所带来的经济损失会更为巨大。对公路桥梁的加固要具体问题具体分析,当桥梁老化严重、加固修护难度过大时,也会考虑更改桥梁原有的设计结构,但要保证公路桥梁的承载力以及耐久性。即使改变桥梁原有的设计结构,也尽量采用局部更改的形式。
三、公路桥梁加固施工工艺
桥梁作为交通运输的枢纽,直接影响着交通的流量和荷载。当它投入使用一定时间后,往往由于设计的局限和施工的欠缺,使其难以适应日益繁重的交通量,而且随着运输设备的高速发展和车轮负载的不断增长,使桥梁常常处于超负荷运行的状态,从而逐步成为交通运输线上的“瓶颈”。如果不及时采取有效的维修加固措施,轻则要限速减载,影响通行能力,重则造成运输中断,因此成为困扰市政、公路、铁路等有关部门的一大难题。
1、常用被动加固技术的特点及应用范围
(1)增大梁截面加固技术
当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时,通常采用增大构件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。该加固方法是在构件表面加大混凝土尺寸,增加受力钢筋,使其与原结构形成整体,从而增大构件有效高度和受力钢筋面
积,增加构件的刚度,提高桥梁整体承载力。增大构件截面的途径有:增加受力钢筋主筋截面、加大主梁混凝土截面、加厚原桥面板和喷锚四种方法。这种加固方法广泛应用于梁(板)桥及拱肋的加固。
(2)增加辅助构件加固技术
在墩台地基安全性能好,并具有足够承载能力,上部结构也基本完好,但其承载能力不能满足要求,或要求加宽桥面的情况下,可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁,这些新梁與旧梁相连接,共同受力。由于荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布,使原有梁中所受荷载得以减少,由此使加固后的桥梁承载能力和刚度得到提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时,则兼有加宽的作用。
(3)改变结构体系加固技术
改变结构加固体系,实际就是通过改变桥梁结构体系以减少梁内应力,达到提高桥梁承载能力的目的。例如在简支梁下增设支架或桥墩;或把简支梁与简支梁加以连接,从而由简支梁变为连续梁;或在梁下增设钢桁架等的加劲梁或叠合梁;或者改小桥为涵洞等,以提高桥梁的承载能力。
2、常用主动加固技术的特点及应用范围
(1)体外预应力加固技术
采用布置在梁体外部(或箱内)具有防腐蚀保护的预应力筋(钢绞线或高强度粗钢筋),对梁体施加预应力,构成体外预应力加固体系。体外预应力加固是一种成熟技术,具有许多优点,如加固效果好,能够较大幅度地提高旧桥承载能力,一般可将承载力提高30%—40%;可以减少或限制结构的裂缝和其他变形;对桥梁营运使用的影响较小,可在不限制通行的条件下完成加固施工;对原桥结构损伤较小,可以做到不影响桥下净空;在人力、物力和资金消耗方面也具有明显的经济合理性。因此,预应力加固法既可作为桥梁通过重车的临时加固手段,又可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施。
(2)有粘结预应力加固技术
采用锚固于梁体上的2股至3股钢绞线或小直径粗钢筋,对梁施加预应力,然后喷注具有一定抗拉性能的复合砂浆,将预应力钢筋与被加固梁体粘结为一体,构成有粘结预应力加固体系。有粘结预应力加固体系,依靠喷注的高性能复合砂浆,将预应力筋与被加固梁体粘结为一体,复合砂浆的高粘结强度是保证两者共同工作的基础,复合砂浆的高抗拉性能是控制结构抗裂性、保护后加预应力钢筋免于锈蚀的前提。有粘结预应力加固体系以其预应力筋张拉方便、锚固构造简单和结构耐久性高的技术优势受到工程界的重视。这种加固方法特别适于中小跨径桥梁,尤其是公路和城市立交工程中大量采用的中等跨径的钢筋混凝土及预应力混凝土连续箱梁。由于箱梁高度较矮,在箱内布置体外预应力筋施工困难,采用在梁底增设小直径预应力筋,然后喷注高性能抗拉复合砂的有粘结预应力加固方案是较为理想的方案之一。
结束语
公路桥梁加固技术是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术。然而加固施工工艺相对较复杂,要求桥梁加固工程取长补短,不仅延长了原桥的使用寿命,同时还增强了原桥的承载能力。因此,加速我国旧桥加固或改造技术的研究,不仅能更好地、及时地为现代交通运输服务,而且能为国家带来巨大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]董劲松,刘以团.高等级公路桥梁加固处治方案及施工工艺方案分析[J].价值工程,2010.
[2]郑继光,王兴,刘忠固,赵红梅.公路桥梁常用预应力加固技术及其特点[J].吉林交通科技,2011.
[3]肖斌,彭明佶.某高速公路桥梁加固设计及施工工艺分析[J].中国水运(下半月),2012.
关键词:公路桥梁;加固;施工工艺
中图分类号:U445 文献标识码:A
引言
随着中国社会整体经济水平的不断发展和提高,各地的道路交通基础设施正处于建设的黄金时期。在这些工程中,公路桥梁占据了很大的比例。这个比例的增大从另外角度来分析,也带来了整体病害比例增大的结果。公路桥梁病害的出现,和当前高负载的交通运输情况带来的巨大压力相结合,将大力降低公路桥梁的使用性能和寿命。
一、公路桥梁加固的必要性
许多公路桥梁在修建时,社会发展缓慢,缺乏前瞻和预见,桥梁投入运营使用后在管理上又长期滞后,管养制度建设和队伍建设长期被忽视,管养费用被挤占、挪用,运营车辆长期普遍超载和严重超载未能得以遏制,桥梁的技术状态未能得到及时、细致的观测掌握。寒来暑往,在暴雨烈日、洪水冲刷、车船撞击等影响下,为数众多的农用、公路、城市桥梁都曾发生过各种病害,诸如桥面破损、栏杆断裂、伸缩缝损坏、桥头跳车、梁板或拱体裂缝、钢筋钢索锈蚀、钢结构裂纹锈烂、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、河道被冲刷严重变迁而危及桥头路基等。桥梁自身存在的诸多不良状态,不仅大大缩短桥梁的使用寿命,也严重威胁着过往人车的安全,更成为政府、管理部门和人民群众关注、担心的大事。
二、公路桥梁加固原则
我国现在通用的公路桥梁设计标准的颁布时间是上世纪九十年代。限于当时比较低的技术水平以及落后的交通运输行业,使得在该标准下建设的公路桥梁已经不能完全适用于现阶段的车辆通行要求。尤其是在某些城镇公路上,重型货车超载现象十分严重,这就严重的考验着公路桥梁的承载力,为人民的生命安全埋下众多隐患。具不完全统计,至少百分之二十的城镇道路桥梁存在安全隐患,如果不能及时的予以加固,所产生的后果将不堪设想。因此,对于公路桥梁的加固已经越来越引起人们的重视。相对于发达国家,我国的各项基础设施还不是很完善。为了完善这些基础设施,国家每年都会投入大量的资金,但是公路桥梁加固在资金的占用率上相对较少。如何用较少的资金投入,修复或者加固更多的公路桥梁就显得尤为重要。现阶段对公路桥梁进行加固时,要遵循以下两个原则。
1、做好维修前的检测工作
在对公路桥梁进行加固前,质量检测人员对所要加固的桥梁进行详细的检测,分析桥梁的损坏程度,并制作成一目了然的数据表格。根据检测结果计算所要加固桥梁的实际运输能力,分析桥梁的损坏程度对于桥梁的承载力以及耐久性所造成的影响。所谓的承载力即在设计桥梁的初期,保证桥梁应该达到的荷载能力;耐久性即桥梁的寿命。
2、是合理选用加固方式
加固方式的选择要考虑施工成本的经济性。不能无限制的耗费原材料,而且要保证施工进度,避免交通中断时间过长。在对公路桥梁进行加固时,通常不采用改变原先结构的方式。一方面是考虑施工成本,另一方面是改变桥梁原先的结构会长时间中断交通,所带来的经济损失会更为巨大。对公路桥梁的加固要具体问题具体分析,当桥梁老化严重、加固修护难度过大时,也会考虑更改桥梁原有的设计结构,但要保证公路桥梁的承载力以及耐久性。即使改变桥梁原有的设计结构,也尽量采用局部更改的形式。
三、公路桥梁加固施工工艺
桥梁作为交通运输的枢纽,直接影响着交通的流量和荷载。当它投入使用一定时间后,往往由于设计的局限和施工的欠缺,使其难以适应日益繁重的交通量,而且随着运输设备的高速发展和车轮负载的不断增长,使桥梁常常处于超负荷运行的状态,从而逐步成为交通运输线上的“瓶颈”。如果不及时采取有效的维修加固措施,轻则要限速减载,影响通行能力,重则造成运输中断,因此成为困扰市政、公路、铁路等有关部门的一大难题。
1、常用被动加固技术的特点及应用范围
(1)增大梁截面加固技术
当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时,通常采用增大构件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。该加固方法是在构件表面加大混凝土尺寸,增加受力钢筋,使其与原结构形成整体,从而增大构件有效高度和受力钢筋面
积,增加构件的刚度,提高桥梁整体承载力。增大构件截面的途径有:增加受力钢筋主筋截面、加大主梁混凝土截面、加厚原桥面板和喷锚四种方法。这种加固方法广泛应用于梁(板)桥及拱肋的加固。
(2)增加辅助构件加固技术
在墩台地基安全性能好,并具有足够承载能力,上部结构也基本完好,但其承载能力不能满足要求,或要求加宽桥面的情况下,可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁,这些新梁與旧梁相连接,共同受力。由于荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布,使原有梁中所受荷载得以减少,由此使加固后的桥梁承载能力和刚度得到提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时,则兼有加宽的作用。
(3)改变结构体系加固技术
改变结构加固体系,实际就是通过改变桥梁结构体系以减少梁内应力,达到提高桥梁承载能力的目的。例如在简支梁下增设支架或桥墩;或把简支梁与简支梁加以连接,从而由简支梁变为连续梁;或在梁下增设钢桁架等的加劲梁或叠合梁;或者改小桥为涵洞等,以提高桥梁的承载能力。
2、常用主动加固技术的特点及应用范围
(1)体外预应力加固技术
采用布置在梁体外部(或箱内)具有防腐蚀保护的预应力筋(钢绞线或高强度粗钢筋),对梁体施加预应力,构成体外预应力加固体系。体外预应力加固是一种成熟技术,具有许多优点,如加固效果好,能够较大幅度地提高旧桥承载能力,一般可将承载力提高30%—40%;可以减少或限制结构的裂缝和其他变形;对桥梁营运使用的影响较小,可在不限制通行的条件下完成加固施工;对原桥结构损伤较小,可以做到不影响桥下净空;在人力、物力和资金消耗方面也具有明显的经济合理性。因此,预应力加固法既可作为桥梁通过重车的临时加固手段,又可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施。
(2)有粘结预应力加固技术
采用锚固于梁体上的2股至3股钢绞线或小直径粗钢筋,对梁施加预应力,然后喷注具有一定抗拉性能的复合砂浆,将预应力钢筋与被加固梁体粘结为一体,构成有粘结预应力加固体系。有粘结预应力加固体系,依靠喷注的高性能复合砂浆,将预应力筋与被加固梁体粘结为一体,复合砂浆的高粘结强度是保证两者共同工作的基础,复合砂浆的高抗拉性能是控制结构抗裂性、保护后加预应力钢筋免于锈蚀的前提。有粘结预应力加固体系以其预应力筋张拉方便、锚固构造简单和结构耐久性高的技术优势受到工程界的重视。这种加固方法特别适于中小跨径桥梁,尤其是公路和城市立交工程中大量采用的中等跨径的钢筋混凝土及预应力混凝土连续箱梁。由于箱梁高度较矮,在箱内布置体外预应力筋施工困难,采用在梁底增设小直径预应力筋,然后喷注高性能抗拉复合砂的有粘结预应力加固方案是较为理想的方案之一。
结束语
公路桥梁加固技术是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术。然而加固施工工艺相对较复杂,要求桥梁加固工程取长补短,不仅延长了原桥的使用寿命,同时还增强了原桥的承载能力。因此,加速我国旧桥加固或改造技术的研究,不仅能更好地、及时地为现代交通运输服务,而且能为国家带来巨大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]董劲松,刘以团.高等级公路桥梁加固处治方案及施工工艺方案分析[J].价值工程,2010.
[2]郑继光,王兴,刘忠固,赵红梅.公路桥梁常用预应力加固技术及其特点[J].吉林交通科技,2011.
[3]肖斌,彭明佶.某高速公路桥梁加固设计及施工工艺分析[J].中国水运(下半月),2012.