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橋梁維修加固的方法有哪些?

作者:admin 發(fā)布日期:2024/3/18 關(guān)注次數(shù): 二維碼分享

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市化進(jìn)程逐年加大,早期修建的城市橋梁或者因為長期使用導(dǎo)致服務(wù)性能下降而面臨大修,或者因為沿線交通量快速增長而需拓寬改建。因此,城市橋梁維修加固與改造施工是發(fā)展的必然結(jié)果。那你知道橋梁維修加固的方法有哪些嗎?


混凝土結(jié)構(gòu)在常規(guī)靜、動荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫,歸納起來主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。主要原因:

1、在設(shè)計外荷載作用下,由于結(jié)構(gòu)物的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算有出入或計算不考慮,從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。例如兩鉸拱橋拱腳設(shè)計時常采用布置“X”形鋼筋、同時削減該處斷面尺寸的辦法設(shè)計鉸,理論計算該處不會存在彎矩,但實際該鉸仍然能夠抗彎,以至出現(xiàn)裂縫而導(dǎo)致鋼筋銹蝕。

2、橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等,在常規(guī)計算中難以用準(zhǔn)確的圖式進(jìn)行模擬計算,一般根據(jù)經(jīng)驗設(shè)置受力鋼筋。研究表明,受力構(gòu)件挖孔后,力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象,在孔洞附近密集,產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。在長跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁中,經(jīng)常在跨內(nèi)根據(jù)截面內(nèi)力需要截斷鋼束,設(shè)置錨頭,而在錨固斷面附近經(jīng)??梢钥吹搅芽p。因此,若處理不當(dāng),在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截斷處容易出現(xiàn)裂縫。

實際工程中,次應(yīng)力裂縫是產(chǎn)生荷載裂縫的常見原因。次應(yīng)力裂縫多屬張拉、劈裂、剪切性質(zhì)。次應(yīng)力裂縫也是由荷載引起,僅是按常規(guī)一般不計算,但隨著現(xiàn)代計算手段的不斷完善,次應(yīng)力裂縫也是可以做到合理驗算的。例如現(xiàn)在對預(yù)應(yīng)力、徐變等產(chǎn)生的二次應(yīng)力,不少平面桿系有限元程序均可正確計算,但在40年前卻比較困難。在設(shè)計上,應(yīng)注意避免結(jié)構(gòu)突變(或斷面突變),當(dāng)不能回避時,應(yīng)做局部處理,如轉(zhuǎn)角處做圓角,突變處做成漸變過渡,同時加強(qiáng)構(gòu)造配筋,轉(zhuǎn)角處增配斜向鋼筋,對于較大孔洞有條件時可在周邊設(shè)置護(hù)邊角鋼。

荷載裂縫特征依荷載不同而異呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)。這類裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)或振動嚴(yán)重部位。但須指出,如果受壓區(qū)出現(xiàn)起皮或有沿受壓方向的短裂縫,往往是結(jié)構(gòu)達(dá)到承載力的標(biāo)志,是結(jié)構(gòu)破壞的前兆,其原因往往是截面尺寸偏小。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同受力方式,產(chǎn)生的裂縫特征如下:

1、中 心受拉。裂縫貫穿構(gòu)件橫截面,間距大體相等,且垂直于受力方向。采用螺紋鋼筋時,裂縫之間出現(xiàn)位于鋼筋附近的次裂縫。

2、中 心受壓。沿構(gòu)件出現(xiàn)平行于受力方向的短而密的平行裂縫。

3、受彎。彎矩截面附近從受拉區(qū)邊沿開始出現(xiàn)與受拉方向垂直的裂縫,并逐漸向中和軸方向發(fā)展。采用螺紋鋼筋時,裂縫間可見較短的次裂縫。當(dāng)結(jié)構(gòu)配筋較少時,裂縫少而寬,結(jié)構(gòu)可能發(fā)生脆性破壞。

4、大偏心受壓。大偏心受壓和受拉區(qū)配筋較少的小偏心受壓構(gòu)件,類似于受彎構(gòu)件。

5、小偏心受壓。小偏心受壓和受拉區(qū)配筋較多的大偏心受壓構(gòu)件,類似于中 心受壓構(gòu)件。

6、受剪。當(dāng)箍筋太密時發(fā)生斜壓破壞,沿梁端腹部出現(xiàn)大于45°方向的斜裂縫 當(dāng)箍筋適當(dāng)時發(fā)生剪壓破壞,沿梁端中下部出現(xiàn)約45°方向相互平行的斜裂縫。

7、受扭。構(gòu)件一側(cè)腹部先出現(xiàn)多條約45°方向斜裂縫,并向相鄰面以螺旋方向展開。

8、受沖切。沿柱頭板內(nèi)四側(cè)發(fā)生約45°方向斜面拉裂,形成沖切面。

9、局部受壓。在局部受壓區(qū)出現(xiàn)與壓力方向大致平行的多條短裂縫。

橋梁結(jié)構(gòu)加固的工作程序為:

橋梁檢定——確定加固方案——施工圖設(shè)計——施工組織設(shè)計——施工一一工程驗收。對橋梁結(jié)構(gòu)加固方案的選擇十分重要,方案的優(yōu)劣不僅影響資金的投人,而且將影響橋梁加固的質(zhì)量。合理的加固方案應(yīng)該達(dá)到加固效果好,對使用性能影響小,技術(shù)可靠,施工簡便和經(jīng)濟(jì)合理。

對于產(chǎn)生裂縫的橋梁,要恢復(fù)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性以及防水性能,就要對混凝土裂縫進(jìn)行填充,所要用到的技術(shù)方法有以下幾種:

(1)表層修補(bǔ)法。當(dāng)出現(xiàn)較小的橋梁裂縫時,可采用對裂縫表層涂抹防水涂料及填料的方法進(jìn)行處置,從而增強(qiáng)裂縫橋梁的耐久性及防水性。如果出現(xiàn)較大的裂縫,且裂縫有不斷擴(kuò)張的趨勢,則要選擇伸縮性強(qiáng)的材料對其進(jìn)行修補(bǔ)。

(2)注漿法。注漿法是指當(dāng)橋梁出現(xiàn)裂縫時,在橋梁裂縫中填充水泥或樹脂類物質(zhì),以此來增強(qiáng)橋梁的耐久性及防水性能。通??蛇x用的首要材料為:環(huán)氧樹脂。在修復(fù)時,應(yīng)選擇低速低壓式注入法。鋼釘與環(huán)氧樹脂注入法一起運(yùn)用的話,可大大增強(qiáng)橋梁裂縫方位的整體性,是一種避免裂縫惡化的好辦法。

(3)填充法。在對橋梁維修加固時,裂縫填充法是適合修復(fù)大裂縫(0.3mm)的辦法,作業(yè)簡單,費(fèi)用低。寬度小于0.3mm,深度較淺的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡易處理。在具體操作中應(yīng)沿著橋梁裂縫鑿出一條深槽,然后在深槽中填充各種粘性材料。例如瀝青、環(huán)氧樹脂、膨脹水泥、水泥砂漿及多種化學(xué)加固劑等。

(4)噴涂法。噴漿修補(bǔ)法是指,在對橋梁裂縫進(jìn)行鑿毛處置后,在其表層涂抹粘度高且密實的水泥砂漿,以維護(hù)裂縫的修補(bǔ)辦法。需要警惕的是,在噴漿之前,要將裂縫表層的剝離物清除,再用干凈水洗清洗,在噴漿前必 須要將基層灑水濕潤然后再噴漿,這樣漿液輕易就能粘附在裂縫表面,起到非常好的防護(hù)作用。

(5)粘結(jié)鋼板法。當(dāng)橋梁的鋼筋構(gòu)建呈現(xiàn)應(yīng)力裂縫時,進(jìn)行橋梁加固和維修時,應(yīng)先對裂縫進(jìn)行處置,再在裂縫處貼上粘結(jié)板,并使用膨脹螺栓對鋼板進(jìn)行加固,這里要強(qiáng)調(diào)的是,鋼板的粘貼方向要與裂縫保持垂直。結(jié)構(gòu)加固技術(shù)對橋梁結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)有:外部粘貼、加大截面、增設(shè)縱梁、改動規(guī)劃以及外部應(yīng)力等加固法。

直接涂膠粘貼鋼板宜使用錨固螺栓,錨固深度不應(yīng)小于6.5倍錨栓直徑。錨栓布置的間距應(yīng)滿足下列要求:錨栓中 心大間距為24倍鋼板厚度;小間距為3倍錨栓孔徑。錨栓中 心距鋼板邊緣大距離為8倍鋼板厚度或120mm中的較小者。小距離為2倍錨栓孔徑。錨栓用于鋼板定位或粘貼加壓,不以上面敘述限制。

對板應(yīng)在延伸長度范圍內(nèi)通常設(shè)置垂直于受力鋼板方向的壓條。壓條應(yīng)在延伸長度范圍內(nèi)均勻布置,且應(yīng)在延伸長度的端部設(shè)置一道。鋼壓條的寬度不應(yīng)小于受彎加固鋼板寬度的3/5 ,鋼壓條的厚度不應(yīng)小于受彎加固鋼板厚度的1/2。

對梁,應(yīng)在延伸長度范圍內(nèi)均勻設(shè)置U形箍(圖9.6.3),且應(yīng)在延伸長度的端部設(shè)置一道加強(qiáng)箍。U形箍的粘貼高度應(yīng)為梁的截面高度;梁有翼緣,應(yīng)伸至其底面。U形箍的寬度,對端箍不應(yīng)小于加固鋼板寬度的2/3,且不應(yīng)小于80mm;對中間箍不應(yīng)小于加固鋼板寬度的1/2,且不應(yīng)小于40mm,U形箍的厚度不應(yīng)小于受彎加固鋼板厚度的1/2,且不應(yīng)小于4mm。U形箍的上端應(yīng)設(shè)置縱向鋼壓條;壓條下面的空隙應(yīng)加膠粘鋼墊塊填平。

(6) 混凝土因堿骨料而開裂的裂縫修補(bǔ)

因堿骨料反應(yīng)產(chǎn)生的裂縫,一般為延伸性的,特別是鋼筋用量較少時,對膨脹的約束較小,于是裂縫寬度顯著變大。

此類裂縫特點(diǎn):

1)如果混凝土不受約束(無筋或少筋)的情況下,堿骨料反應(yīng)裂縫呈網(wǎng)狀(龜背紋),裂縫網(wǎng)接近六邊形,裂縫從網(wǎng)結(jié)點(diǎn)三分岔開,夾角約120°,在較大的六邊形之間還可以再發(fā)展出小裂縫。

2)當(dāng)堿骨料反應(yīng)受到鋼筋或外力的約束時,其膨脹力將垂直于約束力的方向,而膨脹裂縫則平行于約束力的方向,出現(xiàn)順筋裂縫。


3)大體積無筋混凝土的堿骨料反應(yīng)膨脹裂縫的深度可達(dá)數(shù)十厘米。

4)鋼筋混凝土的堿骨料膨脹裂縫的深度一般不會超過保護(hù)層厚度,寬度多為(0.3~0.5)mm。

5)堿骨料反應(yīng)裂縫通常伴隨有滲出物,多為半透明的乳白色或黃褐色,有時也呈茶褐色或黑色。

(6)與收縮產(chǎn)生的網(wǎng)狀裂縫有相似處,但收縮裂縫出現(xiàn)的時間較早,多在施工后若干天內(nèi)。而堿骨料反應(yīng)裂縫則出現(xiàn)較晚,多在施工后數(shù)年甚至10~20年后。

對這種裂縫,可以注入環(huán)氧樹脂或涂抹防水材料,防止水分由外部浸入,從而控制堿骨料反應(yīng)。

在日常養(yǎng)護(hù)工作時,為保證橋梁的安全性,需要經(jīng)常進(jìn)行橋梁維修加固來滿足其使用功能并延長其使用壽命。


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