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杭州杭固建筑特種工程有限公司是一家融工程加固技術(shù)研究、設(shè)計、咨詢、優(yōu)化與施工于一體的高新技術(shù)企業(yè)。
國內(nèi)外對橋梁進(jìn)行加固改造的技術(shù)途徑主要有下列5種。
1)加強(qiáng)薄弱構(gòu)件
對于橋梁上有嚴(yán)重缺陷或因通行重型車輛而不能滿足安全承載要求的薄弱構(gòu)件,通常是采取以新材料(噴射混凝土、混凝土、鋼板、玻璃鋼、鋼筋或碳纖維)增大主梁或主拱圈截面,用高標(biāo)號水泥砂漿或環(huán)氧樹脂水泥砂漿封填裂縫,增設(shè)外部后張預(yù)應(yīng)力筋,施加外部預(yù)應(yīng)力,或用化學(xué)粘結(jié)劑粘貼附加構(gòu)件的方法進(jìn)行加固。施工工序如下:①鑿除現(xiàn)狀橋面的橋面鋪裝、現(xiàn)澆層及防撞護(hù)欄,拆除原橋伸縮縫。
2)增加輔助構(gòu)件
當(dāng)橋梁承載能力不足或因種種原因使橋梁遭到破損時,可以在原結(jié)構(gòu)上增加新的受力構(gòu)件,如增設(shè)縱梁、橫梁或拱肋等;在施工過程中對混凝土的配合比沒有達(dá)到規(guī)范要求,只憑個人經(jīng)驗不按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定隨意配比。也可以用新的預(yù)制構(gòu)件替換原有結(jié)構(gòu)上有嚴(yán)重缺陷面又不易修復(fù)的構(gòu)件。替換構(gòu)件時,必須設(shè)置足夠的臨時支撐,采取可靠的技術(shù)措施,以保證整個結(jié)構(gòu)在施工中的安全。
3)改變結(jié)構(gòu)體系
改變結(jié)構(gòu)體系主要是利用梁的連續(xù)作用或梁、板組合作用及拱梁組合作用改變結(jié)構(gòu)的受力體系,改善結(jié)構(gòu)的受力狀況,以提高橋梁承受活載的能力。如將簡支梁變?yōu)檫B續(xù)梁,將鉸接改為剛接,利用輔助墩、八字撐等將單跨梁變成多跨結(jié)構(gòu),以及在拱橋橋面上現(xiàn)澆一層鋼筋混凝土板,將拱式體系轉(zhuǎn)換為梁式體系等。因此,道路交通管理工作是城市總體規(guī)劃中重要的環(huán)節(jié),制定城市道路交通管理規(guī)劃也就顯得十分必要而迫切。
4)減輕恒載
減輕原橋上部構(gòu)造的恒載,可以改善原橋的受力狀況,提高承受活載的能力。特別是在橋梁基礎(chǔ)承載力受到限制,不能滿足加固上部構(gòu)造和提高活載所增加的承載力要求時,以減輕橋梁恒載的辦法來提高承受活載的能力是一種經(jīng)濟(jì)有效的措施。如將實腹式拱橋改建為空腹式拱橋,更換拱上填料等。5)加固設(shè)計及施工應(yīng)盡量不損壞原結(jié)構(gòu),保留具有利用價值的構(gòu)件,避免不必要的拆除或更換。
5)加固墩臺及基礎(chǔ)
有相當(dāng)一部分橋梁的缺陷和病害是因墩臺或基礎(chǔ)問題引起的。對這類橋梁通常是采取用鋼筋混凝土箍套、用鋼筋混凝土拉桿和鋼拉桿施加外加預(yù)應(yīng)力、增加樁基及頂推法等措施加固橋梁墩臺和基礎(chǔ),改善墩臺和基礎(chǔ)的受力狀況,提高橋梁的承載能力。
橋梁上部結(jié)構(gòu)改建
在實踐中,好多舊橋拆除重建得不償失,通過技術(shù)研究,經(jīng)濟(jì)比較,利用原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改建不失為上策,若通行量不夠,可拼接加寬,若荷載不夠,可改為板梁結(jié)構(gòu),具體做法:
1.拱式結(jié)構(gòu)改建為板式結(jié)構(gòu):
對于小跨石拱橋,由于拱圈厚度不能滿足超限運輸要求或地基較差發(fā)生不均勻沉降而導(dǎo)致拱圈開裂,可改用板式結(jié)構(gòu)。在拱上填土厚度滿足的情況下,采取拆除橋面鋪裝、拱圈,同時將原橋臺起拱線以上的填土、側(cè)墻拆除,加高橋臺至新設(shè)計標(biāo)高,按超限荷載設(shè)計鋼筋混凝土板,重新筑修。在準(zhǔn)確分析和判斷舊橋的安危程度的基礎(chǔ)上,確定加固方案,這要求相關(guān)人員必須進(jìn)行大量的力學(xué)試驗,確保設(shè)計的加固方案科學(xué)合理。當(dāng)然,假如拱上厚度夠,可不拆除拱圈,直接在上面施工混凝土梁板,
2. 舊橋拼寬:
對驗算滿足超限運輸?shù)呐f橋,按實際通行量設(shè)計拼寬舊橋,以保證通行車輛安全。例如:312國道丹鳳段老君橋,左邊系上世紀(jì)七十年代初修建的多孔石拱橋,僅可以單向通行,在1998年312 國道改造時,將其拼寬,下部橋臺橋墩重1生,上部車輛分行,以滿足國道車流量要求。拼接時綜合考慮了與原橋臺高度、跨徑、矢跨比等因素,基礎(chǔ)置基巖及荷載超重問題,建成后與周邊環(huán)境非常協(xié)調(diào),經(jīng)十余年使用,效果良好。橋梁加固的原則都是要按照原有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固,這樣就會使加固受到了限制。
下部結(jié)構(gòu)損壞的原因及表現(xiàn)情況
橋梁下部結(jié)構(gòu)的損壞主要由軟土地基的沉陷、位移、、洪水及船舶等的沖擊碰撞,建筑材料長年累月之后的變化或損壞,長期超負(fù)荷運輸引起結(jié)構(gòu)變形等原因引起。一般有以下幾種情況:
1、修建在軟土地基上的橋臺,因地基土質(zhì)軟弱,連接橋梁的路堤填土過高使得橋臺產(chǎn)生過大的沉陷、位移或傾斜,嚴(yán)重的甚至發(fā)生下臥軟土層的剪切滑移,使橋臺連同路堤一起滑動倒坍。
2、在砂礫河床上修建的墩臺,若基礎(chǔ)埋置太淺,發(fā)洪水時基礎(chǔ)底下的砂礫土被沖空,會使橋梁受到損壞。
3、由于時的特殊水平力作用和支座機(jī)能降低,或者基礎(chǔ)由于地殼的運動而發(fā)生振動和位移,從而使墩臺身發(fā)生豎直方向的龜裂或斷裂。
4、通航河流上,船只的碰撞,或發(fā)生洪水時漂浮物的碰撞,橋墩被碰傷甚至撞斷。
對橋梁下部結(jié)構(gòu)的檢查方法
混凝土強(qiáng)度會隨著時間的推移產(chǎn)生變化。對混凝土強(qiáng)度的測定分為直接法和間接推定法。
比較大的下部結(jié)構(gòu)通常用直接法采取同期的試塊以確定強(qiáng)度:
1、敲擊法、撞擊法:可以采用釘錘或鋼球直接對混凝土表面進(jìn)行撞擊,根據(jù)其破壞的痕跡或凹痕,對混凝土質(zhì)量進(jìn)行檢測,做出質(zhì)量判斷。
2、貫入法:采用射1釘槍工具,直接對結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行射擊,在對照射擊標(biāo)定的深度來判斷結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
3、鉆芯法:用鉆機(jī)或電鉆直接在混凝土結(jié)構(gòu)表面打孔取樣,經(jīng)試驗就可確定材料的強(qiáng)度和質(zhì)量。