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提高不同桥梁的构件强度
日期:2015-8-28 10:52:42 作者:佚名 来源:本站原创
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增加覆盖钢板

(1)描述 加固既有桥梁的一个最常用的方法是在既有构件表面覆盖附加钢板,可以用螺栓或焊接来连接覆盖钢板、角钢或其他构件到梁体上,附加钢板常常连接到既有部分的边缘上,以增加截面模量,从而提高构件的柔性能力。在很多情况的加固过程中,构件将被顶起,以释放在既有构件中的恒载应力,然后,新的覆盖钢板就可以在千斤顶移走之后,承受活载和恒载应力,这样就可以保证覆盖钢板所使用的钢材为最少,如果桥梁不被顶起,则覆盖钢板就只能承受活载应力,因此,就需要更多的钢材。

(2)适用性、优点和缺点 本章所述的技术广泛地应用在那些柔性能力不足的钢构件中,这种不足的构件一般包括钢弦杆(组合和非组合)、底层梁、简支梁或连续梁桥中的箱梁,然而应该注意到,对于组合构件,使用覆盖钢板是最为有效的方法。

使用覆盖钢板的方法加固既有桥梁具有很多的优点,如这种方法可以进行快速安装、需要的特殊设备较少、材料和劳动力用量最少,如果是底部边缘的应力控制设计,则甚至可以在不更换桥面板的情况下直接覆盖钢板,在这种情况下,如果是非组合结构,则效果会更好一些,另外,设计过程也是非常简单的,只需很短的时间就能完成设计和施工。

在一些工程实例中,这些优点可能会由于限制交通和顶起桥梁所需的费用而抵消了,因为使用这种方法时,一般桥梁可能会被封闭或隔离交通车道以释放在加固期间的应力。另外,如果为了在梁体顶面增加覆盖钢板而必须拆除部分腹板时,就会带来很大的问题,当覆盖钢板是连接在底部边缘时,就应该检查桥下净空高度是否足够,另外还有一个潜在的问题,即如果在既有构件中使用焊接的方法,则可能会产生和现有的焊接材料不相容的情况。

在覆盖附加钢板的方法中,存在的最大问题是在钢板端部焊缝处的疲劳裂缝问题,建议在覆盖钢板端部使用螺栓,试验表明,在端部使用螺栓将使构件的疲劳等级从E级提高到 B级,并由于允许钢板在理论切割点处进行切割,从而节约了材料。

(3)设计过程 在设计覆盖钢板时,基本的设计步骤如下:

1)计算每片梁的活载弯矩包络图和剪力包络图。

2)确定每片梁所需的截面模量。

3)确定满足加固需求和疲劳要求的最佳钢材用量。

4)按照梁的加固和疲劳要求设计覆盖钢板的连接。

5)确定覆盖钢板的安全切割点。

在以上的设计步骤下,还应该考虑以下的施工方面:

1)碾磨横向焊缝成l:3的坡度或用螺栓连接钢板端部,而尽量不要焊接,以减小在覆盖钢板端部的疲劳裂缝.

2)在许多工程实例中,如果在增加覆盖钢板之前顶起桥梁以释放恒载应力,一般可以节约钢材。

3)覆盖钢板的焊接应该在一个工作日里完成,这样就可以减少在不同温度下的焊接施工,从而降低应力集中的情况。

4)必须用强气流喷射清除既有梁体的焊接表面。

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