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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研究、設計、咨詢、優(yōu)化與施工于一體的高新技術企業(yè)。
橋梁基礎是關鍵,由于過去經(jīng)濟、技術限制,大多數(shù)舊橋采用天然地基淺基礎,堤置深度淺,易受水沖刷淘空,或因河水改道而沖刷橋梁引道,引起橋臺基礎沖空,或地基局部軟弱而橋臺沉降引起開裂,此類現(xiàn)象,在橋梁墩臺基礎發(fā)生的很多。注意開放交通前必須確認橋面澆筑的混凝土強度是否符合相關的設計標準,只有符合要求才能開放交通。根據(jù)不同情況,采取以下加固方法:
1、擴大基礎加固法
指擴大橋梁基礎底面積的方法。適用于基礎承載力不足或埋置太淺,而墩臺又是圬工或混凝土剛性實體式基礎時的情況。擴大基礎底面積應由地基強度檢算確定。橋梁是公路交通的咽喉,其使用功能的好壞直接影響整條線路的暢通,既有公路中由于受到當時局限的設計、材料、施工加固等各方面的影響,嚴重制約了公路運輸事業(yè)的發(fā)展,加上不能適應現(xiàn)在交通量飛速增長,使得舊橋檢測和舊橋加固技術顯得非常迫切。當?shù)鼗鶑姸葷M足要求,而缺陷僅僅表現(xiàn)為不均勻沉降變形過大時,采用擴大基礎底面積的加固,主要由地基變形計算來加以選定。在剛性實體式基礎周圍加石砌圬工或混凝土,以擴大基礎的承載面積。
順序如下:(1)常在必須加寬的范圍內(nèi)先打板樁圍堰,如墩臺基底地基土質(zhì)較差時,應作必要的加固;橋梁加固是一項技術含量很高的工程,也是困難的工程,難點在于需要考慮到多方面的因素,每個因素都會對橋梁加固起到關鍵作用。(2)挖去堰內(nèi)土體,只需挖至必要的深度(注意墩臺的安全);(3)在堰內(nèi)把水抽干后,鋪砌漿 砌)石塊或制作混凝土基礎;(4)新舊基礎要注意牢固結(jié)合,施工時,可加設連系(錨固)鋼筋或插以鋼銷,以使加固擴大基礎和舊基礎牢固地結(jié)合成一整體。
2、增補樁基加固法
在樁式基礎的周圍補加鉆孔樁或打人鋼筋混凝土預制樁并擴大原有承臺,以此提高基礎承載力、增加基礎穩(wěn)定性,這種加固法稱為增補樁基加固法。其優(yōu)點是:不需要抽水筑壩等水下施工作業(yè),且加固效果顯著。當橋臺垂直承載力不足時,一般可在臺前增加一排樁并澆筑蓋梁,以分擔上部結(jié)構(gòu)傳來的應力;打樁(或鉆孔樁)時可利用原有橋作腳手架,在橋上開洞插樁;增澆的蓋梁可單獨受力,也可聯(lián)結(jié)在一起,使舊蓋梁、舊樁及新樁共同受力。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,加高橋臺至新設計標高,按超限荷載設計鋼筋混凝土板,重新筑修。
3、 鋼筋混凝土套箍或護套加固法
當橋梁墩臺病害由于基礎埋深不夠或施工質(zhì)量控制不嚴等原因造成的,導致墩臺開裂破損時,一般在墩臺身上中下分設三道帶箍,其間距大致相當于橋墩側(cè)面的寬度。每個帶箍的寬度則根據(jù)裂縫的寬度和開裂情況而定?;炷猎诟咚賴娚鋾r,水泥漿與集料的反復連續(xù)撞擊使混凝土密實,因而不需振搗,噴錨混凝土與舊混凝土的粘結(jié)強度為0。一般約為墩臺高度的1/10,厚度采用10~20cm。當墩臺損壞嚴重,如墩(臺)身嚴重開裂或大面積表面破損、風化、剝落時,則可采用圍繞整個墩臺身設置鋼筋混凝土護套的方法加固。
4. 對跨徑較小條件許可的情況下,可用漿砌片石鋪砌河床,并在上游設置丁壩,同時打木樁以擴大橋臺基礎。經(jīng)實踐,這些辦法簡單易行,效果明顯。
具體做法為:在橋跨范圍內(nèi)滿鋪C20片石混凝土,厚度30cm,鋪砌兩端設置截水墻,深度為1m,寬度不少于0.6m。上游適當位置設置丁壩便于將河水導入主河道,避免洪水直接沖刷橋臺。
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,通過技術研究,經(jīng)濟比較,利用原有結(jié)構(gòu)進行改建不失為上策,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)生不均勻沉降而導致拱圈開裂,可改用板式結(jié)構(gòu)。2、橋梁經(jīng)加固后,其結(jié)構(gòu)性能、承載力和耐久性方面都能達到使用上的要求。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,加高橋臺至新設計標高,按超限荷載設計鋼筋混凝土板,重新筑修。當然,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。外包混凝土加固法外包混凝土加固法又稱增大截面加固法,它是通過增大構(gòu)件的截面和配筋,以提高構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定性并減少裂縫寬度。拼接時綜合考慮了與原橋臺高度、跨徑、矢跨比等因素,基礎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。
碳纖維加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件技術原理
外貼纖維增強復合材料加固混凝土技術是通過在混凝土結(jié)構(gòu)外部粘貼纖維增強復合材料片材,通過二者協(xié)同受力,達到加固目的。減輕拱上自重的方法有以下幾種:(1)降低橋面標高,減少以至完全取消拱上填料,或使用輕質(zhì)拱上填料。碳纖維材料具有高強度、高彈性模量、重量輕及耐腐蝕性好等特點,其抗拉強度是普通鋼筋的十倍左右,彈性模量略高于普通鋼筋的彈性模量。
配套樹脂則包括底層樹脂、找平樹脂及粘結(jié)樹脂,前兩者的作用是為了提高碳纖維的粘結(jié)質(zhì)量,而后者的作用則是使碳纖維與混凝土能夠形成一個復合性整體,并且共同工作,提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎、抗剪承載力,達到對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行加固、補強的目的。
加固修復混凝土結(jié)構(gòu)所有碳纖維材料主要為兩種:碳纖維材料與配套樹脂。其中碳纖維的抗拉強度為建筑鋼材的十倍,而彈性模量與鋼材相當,某些(如高彈性)碳纖維的彈性模量甚至在鋼材的兩倍以上,且施工性能與耐久性良好,是一種很好的加固修復材料。
采用碳纖維布加固具有的優(yōu)點
由于碳纖維材料優(yōu)異的物理力學性能,在加固修補混凝土結(jié)構(gòu)中可以提高混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的承載力和延展性,改善其受力性能,達到加固修補的目的。施工便捷,工效高,無濕作業(yè),不需大型施工機具,施工占用場地少。
粘貼碳纖維材料加固修補混凝土結(jié)構(gòu)可適用于各種結(jié)構(gòu)類型(如建筑物、構(gòu)筑物、橋梁、隧道等)、各種結(jié)構(gòu)形狀(如矩形、圓形、曲面結(jié)構(gòu)等)、各種結(jié)構(gòu)部位(如梁、板、柱、節(jié)點、拱、殼、墩等)的加固修補,且不改變結(jié)構(gòu)形狀,這是目前任何一種結(jié)構(gòu)加固方法所不1可比擬的。體外預應力加固舊橋的原理是通過在梁體外設鋼質(zhì)的拉桿或撐桿,并與被加固梁體錨固連接,然后施加預應力,強迫后加拉桿受力,從而改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布,并降低原結(jié)構(gòu)應力水平,使結(jié)構(gòu)承載力顯著提高,且可減少結(jié)構(gòu)變形,縮小裂縫寬度甚至閉合。
根據(jù)有關統(tǒng)計資料,同為粘貼加固工法,粘貼碳纖維材料是粘貼鋼板施工工效的4-8倍。具有較好的耐腐蝕性能及耐久性。試驗表明,碳纖維材料加固混凝土結(jié)構(gòu)有良好的耐腐蝕性和耐久性,可以抗御建筑物經(jīng)常遇到的酸、堿、鹽對結(jié)構(gòu)物的腐蝕,適用面廣。
尤其重要的是,對于一些大型橋梁橋墩、橋板以及隧道、大型筒體及殼體結(jié)構(gòu)工程等,采用舊的加固手段幾乎無法實施,而采用該項加固技術都能順利解決,施工質(zhì)量易保證。
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梁底碳纖維加固的工程施工運用 一、建筑施工全過程中,哪種狀況開展梁底碳纖維加固? 二、有效回答 在以下狀況下必須應用梁底碳纖維加固: (1)梁出現(xiàn)損害,如梁底面出現(xiàn)裂縫。因碳纖維布的抗壓強度性能好,故根據(jù)在梁底面黏貼碳纖維布,能夠 非常好的抑止裂縫的發(fā)展趨勢,那樣就對構(gòu)造做到了結(jié)構(gòu)加固的目地。在貼碳布前,一般必須選用填縫膠灌縫膠水對裂縫開展堵漏。 (2)建筑抗震等級性能達不上設計方案規(guī)定,梁貼復合材料結(jié)構(gòu)加固。此法是拱橋中較常用的加固法之一,它不僅加固了拱圈,且將原有開裂拱聯(lián)結(jié)在一起,也利于橋面排水。 (3)降低房子載荷提升造成的形變。 (4)預制構(gòu)件配筋圖不夠。