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桥梁加固设计以及桥梁维修加固方法介绍
日期:2017-9-28 8:59:32 作者:佚名 来源:本站原创
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      桥梁加固设计是一个涉及到病害诊断、改造决策分析、加固材料与方法选择、加固构件设计与计算和养护管理与施工等多学科的系统问题。
      桥梁加固设计应充分考虑在役桥梁结构的实际情况和加固受力特点。桥梁结构自重和恒载大,一般均采用带载加固,即在不卸除结构自重和恒载的情况下对结构进行加固补强,待后加补强材料与原结构粘结为整体后,开放交通允许车辆通行。 
      桥梁加固薄弱构件的承载力计算,必须考虑分阶段受力特点。构件自重和不拆除的恒载由原梁承担,车辆荷载及后加恒载由加固后的组合截面承担。与原梁钢筋相比,后加补强材料应变(应力)相对滞后,一般情况下,在极限状态时其应力是达不到抗拉强度设计值。计算结果表明,考虑分阶段受力的影响,加固构件以原梁钢筋的拉应力控制设计,后加补强材料拉应力较小,不能充分发挥作用。特别是采用的直接粘贴高强碳纤维布(板片)的被动加固方案,后加补强材料的高抗拉性能是很难发挥作用,“大马拉小车”是一种极大的浪费。桥梁加固构件的设计与计算,应考虑带载加固分阶受力特点,这是桥梁加固设计与新建桥梁设计的最大区别,与一般房屋结构加固设计相比,桥梁加固构件受分阶段受力的影响程度更为突出。
      从技术角度分析,目前我国桥梁加固设计存在有两方面主要问题:
      1、担负大量的中、小桥养护、维修、管理和加固任务的基层单位,桥梁病害诊断技术力量薄弱,桥梁检测设备落后。桥梁病害诊断是进行桥梁加固设计的前提和基础,只有诊断清楚,才能对症下药。桥梁检测是病害诊断与分析的重要手段,混凝土结构裂缝是反映病害的晴雨表,裂缝分析是桥梁检测的主要内容。
面对目前我国从事桥梁养护、维修与管理的基层单位的现状,普及桥梁病害诊断知识,提高裂缝分析能力是十分必要和紧要的。
      2、桥梁加固设计存在的另一个问题是对桥梁加固设计的特殊性认识不足,加固设计理念不清,加固设计思想不明确。有些桥梁加固设计机械地套用新建桥梁的设计方法 ,忽略了桥梁加固分阶段受力特点和结构损伤的影响;个别加固设计只做宏观定性分析,缺少科学地定量分析,设计带有很大的随意性。
      下面介绍一下桥梁加固常用的主要方法
      1.加大截面加固法。加大截面法,人们又把其称为外包混凝土加固法。其定义是指采取增大混凝土结构或构筑物的截面面积,目的是用来提高其承重力和满足正常使用一种有效的加固方法。当钢筋混凝土受到弯构件受压区加混凝土现浇层时,可以增加截面有效高度,扩大截面面积,最终实现提高构件的正截面抗弯,并且其斜截面也抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。这种加固的方法可以广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件,以及一般的构筑物加固。一般条件下,主要是采取加厚桥面板或加大主梁的梁肋宽度为主要方式方法。
      2.体外预应力加固法。体外预应力加固法适用于高应力状态下的结构,尤其更加适用于大型结构的加固等。并且能够提高承载力、刚度和抗裂性,而且在加固后所占桥梁的空间小。体外预应力法的加固原理是施工方在梁的下缘初的受拉区地点设置预应力材料,并且通过张拉的方式对梁体产生偏心预应力,使梁体发生上拱,抵消部分自重应力,从而减小了结构变形和裂缝宽度、改善了结构受力,提高承载力、刚度和抗裂性及加固后所占用空间小的桥梁。但是这种方法的缺点是局部布索效果明显,锚头增多,节点构造复杂,施工作业面要求高等原因使加固钢桁架整体经济效益不高。该方法主要适用情况是高应力状态下的结构,或者是大型结构的加固等情况,也或者是用于控制梁体裂缝及钢筋疲劳应力幅等情况。
      3.体系转换加固法。体系转换法是改变桥梁结构体系达到减少梁内应力,并且能够提高承载能力的一种加固方法,这是一种平时所说的把被动加固为主动加固的一种有效方法。改变结构体系加固法是指能够增设附加构件或能够进行技术改造,达到使桥梁的受力体系和受力状况发生根本性的改变,并能够起到减小其承重构件的应力作用,最终达到提高承载能力的目的效果。目前最常用的体系转换方式有:梁桥转换为梁拱组合体系法,增加辅助墩法,多跨简支梁转为先简支后桥面连续体系法等。
      4.粘贴钢板加固法。粘贴钢板加固法是以粘贴钢板加固应用。采用粘结剂和锚栓并且把钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其它的薄弱部位,达到使钢板与加固混凝土结构形成整体,最终实现提高结构承载能力的目的。但是该粘贴钢板加固法有自身的一些缺点,如在粘贴钢板加固后还需进行必要的表面防护工作,如环氧砂浆或水泥砂浆保护层,钢板的锈蚀程度较难估计,降低了加固构件的可靠性,增加了加固桥梁的后期养护费用。但是该方法也经常使用在桥梁的加固中,而这样的方法还是表现出一些不错的优点。如施工简单、技术可靠、短期加固效果较好且工艺成熟并且基本不改变原结构的尺寸。
      5.复合材料加固技术(FRP)。由纤维及网型树脂两部分构成。目前常用的复合材料有E一玻璃纤维、碳纤维、芳伦纤三种,其中又以碳纤维(CFRP)材料应用的最为广泛。采用碳纤维布加固修补桥梁和建筑结构技术是一种新型的结构加固技术,它是以树脂类胶结材料为基体,将碳纤维布粘贴固化于混凝土结构表面,利用碳纤维的高强度高弹性模量来达到对混凝土结构物进行补强和加固,并改善结构受力状况的目的。
      6.绕丝加固法。绕丝加固法是在被加固构件表面缠绕退火钢丝使被加固的受压构件混凝土受到约束作用,从而提高其承载能力和延性的一种直接加固方法。该种绕丝加固法具有如下优点:一是提高钢筋混凝土构件的斜截面承载力;二是提高轴心受压构件的正截面承载力。
      7.SRAP加固方法。SRAP加固方法是一种新的导入预应力概念的桥梁加固方法。其利用SR增强材料的高强特性和AP树脂砂浆防腐防水,粘合力强的特点,通过特殊的方法施加对SR高强材料施加预应力,从而达到对桥梁的加固。预应力的施加,把膨胀螺栓锚固于梁底两端,软钢丝的两端用螺旋扣环固定于膨胀螺栓上,通过把丝扣反向的螺旋扣环旋紧施加预应力。 

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