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摘要:随着社会经济的发展,我国交通网络面临的压力逐渐增 大,一些早期修建的桥梁早已不能满足当下行车量和服务水平的要求。为进一步提高通行效率,同时将原有桥梁利用起来,需要对原有桥梁进加固改造。本文先概述了其加固改造的意义,再通过加固法语改造措施为桥梁加固改造提供参考。
关键词:老桥;加固;效益
随着我国经济现代化建设水平的不断进步,高速公路工程建设网络给越来越多地区的人们带来了发展的契机。然而,随着高速公路工程的不断新建,老旧桥梁的耐久性也在受使用年限的考验。相关建设人员应加大对其的研究力度,尤其是桥梁设计方面,其在目前的行业环境中存在受作用力复杂、与原桥梁结构作用不稳定以及拼宽设计易失效的问题。
1桥梁加固改造的意义。
1.1提高桥梁的安全使用。对一些旧桥进行加固后,桥梁的安全性就会得到提高,我们在使用的时候就会相应的放心。
1.2提高桥梁的承载量。交通工具在我们的生活中出现的数量越来越多,我国之前部分桥梁已经不能满足现在的承载量,所以现在对旧桥进行加固设计是一件迫在眉睫的事。
1.3延长新桥寿命。现在的新建桥梁还是很多的,但是新建桥梁的工程工期时间太长,如果我们对新建桥梁进行加固养护,就会增长新建桥梁的使用寿命和减少对交通的影响,并且可以为国家的资源进行合理充分的利用。
1.4控制成本支出。如果我们对旧桥进行加固维修,从经济角度来讲,就会比新建桥梁的成本低,能有效的控制成本的支出。
2梁桥结构常用加固法
2.1 桥面补强层加固法
桥面铺装破损,可采用桥面补强层加固,将原桥面铺装全部消除或凿毛,然后加铺一定厚度的补强层,该方法还可增大主梁有效高度,改善桥梁荷载横向分布能力,从而提高桥梁结构整体承载能力或单梁承载能力。
2.2 粘贴钢板加固法
板梁截面偏小,可用粘贴钢板加固法。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,以达到提高结构承载能力的目的。该方法具有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,且工艺成熟等优点,是近几年应用最多的加固方法。然而,由于粘贴钢板加固后均须进行必要的表面防护,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。
2.3拱上建筑加固法
拱上建筑破损严重的,可全部或部分拆除老桥拱上破损结构,重新在老拱圈上建筑新的结构。该加固方法的优点是最大限度地保留原有构造及受力体系情况下,提高老桥使用寿命。该方法施工时注意对称地进行,不使拱圈因荷载不均衡而失去稳定。
2.4减轻拱上建筑自重法
减轻拱上建筑自重是将原桥梁拱上空腹段普通混凝土构件拆除,改设预应力构件,原实腹段填料清理后换填新型填料。这两种方法尽量不改变原有主拱圈体系内力,通过改变构件尺寸和填料来减轻桥梁上部自重,从而提高桥梁的承载能力。该方法须对原结构的受力状况进行仔细分析,并对改造后的桥梁结构进行可靠的受力分析。
3老桥梁改造措施
3.1断开处理
简单的断开处理做法是新旧桥梁上部结构梁体分离,在纵向加宽缝处桥面铺装间留一条纵缝,用钢板包边或在施工过程中直接用轻质板隔离。钢板包边可以解决啃边的问题,广州北环高速扩建工程就是采用这种方法来处理桥面纵向加宽缝。断开处理法的优点是新旧桥彻底分离,新桥施工时旧桥可以通车。但是,断开处理法处理桥梁纵向加宽缝需用于刚性路面,它不能解决新旧桥间的竖向挠度差问题。除非新旧桥结构一致,且同时通行的活荷载一致,才不存在竖向挠度差问题,这几乎是不可能的。而且断开处理法处理桥梁纵向加宽缝不能解决桥面渗水的问题,桥面雨水等顺着桥梁纵向加宽缝下渗,会导致梁体及下部结构出现水迹污染等病害,久而久之会使桥梁结构钢筋锈胀、混凝土剥落露筋锈蚀。桥面雨水等沿桥梁纵向加宽缝下渗,也会对梁端支座构成一定的威胁。断开处理法存在的桥面渗水问题只能在桥梁养护过程中采用沥青玛蹄脂等材料进行填缝阻水来解决,但效果不理想,需加强日常养护。纵向加宽缝断开处理在运营养护中普遍存在一个问题,即桥面加铺时,易忽略加宽缝,全桥 面加铺,后期桥面纵向开裂非常明显,影响感观视觉。
3.2桥面连续
桥面连续法是新旧桥梁上部结构梁体分离,在纵向加宽缝处新旧桥桥面铺装横向钢筋焊接或搭接,使桥梁纵向加宽缝处桥面铺装连续。俄罗斯许多桥梁拓宽工程采用此方法。桥面连续法在新桥施工过程中旧桥同样可以通车,只是需要在施工桥梁纵向加宽缝处桥面铺装时,稍微控制一下交通,保证该处桥面铺装施工质量即可。桥面连续法解决了断开处理法桥面渗水的问题,但同样不能解决新旧桥间的竖向挠度差问题。由于相比于断开处理法增加了对结构的约束,在运营过程中很容易产生二次病害,在桥梁纵向加宽缝处桥面产生纵向裂缝。如果能在纵向加宽缝处桥面铺装切纵向假缝预 裂,应该能缓解这种病害,但始终治标不治本。
3.3刚性连接
刚性连接法处理桥梁纵向加宽缝,是指桥梁上部结构在纵向加宽缝处通过钢筋、钢板等刚性连接,形成整体,共同受力。前苏联、日本等国在桥梁加宽时,多采用刚性连接法。采用刚性连接法,在新桥施工过程中旧桥可以通车,但需采取措施保证桥梁纵向加宽缝处混凝土的 浇筑质量。例如日本,定量规定施工时,控制通行车辆对新旧桥产生的相对挠度差在0.2mm以下。国内沪杭甬高速公路拓宽工程新旧桥纵缝连接采用刚性连接,这是国内第一条在不中断交通、不对车辆进行分流的情况下,按照“边营运、边施工”方式实施拓宽改造的高速公路。施工时,为减少对交通的影响,采用一种具有一定刚度的夹具,使新老桥梁板之间通过夹具先联成一体,使之与新老桥梁板的连接钢筋共同传递荷载,这样车辆荷载通过时对纵缝浇筑的混凝土不会造成太大的影响,值得借鉴。
3.4设置伸缩缝
用纵向伸缩缝连接,即新旧桥梁上部结构梁体分离,在纵向加宽缝处桥面安装纵向伸缩缝。这种做法同样要求路面为刚性。国内部分工程也尝试采用此方法,但由于是柔性路面,不成功。国内银川黄河大桥拓宽工程纵缝曾提出两个方案,即设置纵向预切缝和设置纵向变形 缝,最终选择了设置纵向变形缝方案,在纵缝上设置法国EMR树脂弹性混凝土伸缩装置形成纵向变形缝。设置纵向伸缩缝法同样有新桥施工时旧桥可以通车的优点,只是需要在纵向伸缩缝施工时稍微控制一下交通,保证纵向伸缩缝施工质量即可。设置纵向伸缩缝法可以解决桥面渗水的问题,但是,如前述,选用较合适的伸缩装置成本会比较高,若选用一般的伸缩装置,则运营中极易损坏进而出现桥面渗水问题。同时,纵向伸缩缝在旧桥侧的锚固问题也会受到限制(如旧桥结构在桥梁纵向加宽缝位置构造尺寸较薄,不宜植锚固钢筋)。
4结语
上述这些加固技术,较好地满足老桥的改造,在老桥改造中发挥了积极的作用。但是由于每一种加固方案都有一定的适用范围,其适用范围主要由桥梁需要加固的原因和结构的特点、结构所处的环境、当地具体条件,尤其是对加固后桥梁的功能要求所决定的,所以很难提出一种能够解决所有问题的统一方法。在实际操作中,应针对不同的桥型、不同的病害,以及所处不同的环境,选择不同的加固方法,使老桥经维修加固后,取得较好的社会效益及经济效益。
参考文献:
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