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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(jì)、咨詢、優(yōu)化與施工于一體的高新技術(shù)企業(yè)。
橋梁加固原因:橋梁出現(xiàn)裂縫:
道路橋梁出現(xiàn)裂縫不僅會(huì)影響結(jié)構(gòu)的美觀和正常的使用,而且會(huì)削弱橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度,從而導(dǎo)致工程事故的發(fā)生。我國(guó)建設(shè)道路主要使用的材料是混凝土,而混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題目前在道路建設(shè)的技術(shù)問題中具有普遍性,這其中除了是橋梁混凝土原材料質(zhì)量差等原因,還有一部分原因是施工人員沒有合理使用混凝土造成的,如:沒有對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)加以重視,使混凝土曝露時(shí)間過長(zhǎng)從而導(dǎo)致混凝土受潮變性;在施工過程中對(duì)混凝土的配合比沒有達(dá)到規(guī)范要求,只憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)不按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定隨意配比;在澆灌混凝土過程中對(duì)混凝土振搗不足或力道過猛;在混凝土模拆除后,沒有給予必要的養(yǎng)護(hù),導(dǎo)致混凝土體表缺水出現(xiàn)干裂等,為此,施工人員在施工過程中要對(duì)橋梁混凝土進(jìn)行常規(guī)計(jì)算。焊接時(shí),每隔2-3個(gè)錨筋焊接一點(diǎn),然后再按上述步驟焊接另一側(cè)錨筋與預(yù)埋筋,兩側(cè)完全固定后,就可將其余未焊接的錨筋完全焊接,并穿橫筋焊接進(jìn)行加固。我國(guó)規(guī)定鋼筋混凝土構(gòu)件的大裂縫寬度為0.2~0.3mm。
此外,還要進(jìn)行溫度裂縫計(jì)算,采取隔熱設(shè)計(jì);考慮混凝土結(jié)構(gòu)所處的位置,選擇合理的混凝土強(qiáng)度等級(jí);對(duì)混凝土配筋率采用適當(dāng)?shù)挠?jì)算模式,從材料性能方面和結(jié)構(gòu)形式方面采取有效的綜合措施;加之以合理的施工工藝,按設(shè)計(jì)好的混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求進(jìn)行施工,控制水泥用量及水灰比,重視混凝土振搗技術(shù),計(jì)算好拆模時(shí)間,選用一定份量的外加劑和摻合料(對(duì)收縮和水熱化影響較?。?,遇到高溫天氣時(shí)使用井水拌制混凝土,這樣可以降低澆灌溫度。具體而言,應(yīng)從城市結(jié)構(gòu)與土地利用、城市交通結(jié)構(gòu)、城市交通網(wǎng)絡(luò)的完善與充分利用三個(gè)層次,從供給和需求量方面解決問題。
橋梁基礎(chǔ)是關(guān)鍵,由于過去經(jīng)濟(jì)、技術(shù)限制,大多數(shù)舊橋采用天然地基淺基礎(chǔ),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(tái)基礎(chǔ)沖空,或地基局部軟弱而橋臺(tái)沉降引起開裂,此類現(xiàn)象,在橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)發(fā)生的很多。(3)用預(yù)制的鋼筋混凝土T梁、微彎板或空心板等輕型橋面系取代笨重的腹拱體系。根據(jù)不同情況,采取以下加固方法:
1、擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法
指擴(kuò)大橋梁基礎(chǔ)底面積的方法。適用于基礎(chǔ)承載力不足或埋置太淺,而墩臺(tái)又是圬工或混凝土剛性實(shí)體式基礎(chǔ)時(shí)的情況。另外,對(duì)于拱式拱上建筑的舊橋,改拱式為梁式拱上建筑,所帶來的恒載重量減少量是非常顯著的。擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基強(qiáng)度檢算確定。當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度滿足要求,而缺陷僅僅表現(xiàn)為不均勻沉降變形過大時(shí),采用擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積的加固,主要由地基變形計(jì)算來加以選定。在剛性實(shí)體式基礎(chǔ)周圍加石砌圬工或混凝土,以擴(kuò)大基礎(chǔ)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(tái)基底地基土質(zhì)較差時(shí),應(yīng)作必要的加固;(2)挖去堰內(nèi)土體,只需挖至必要的深度(注意墩臺(tái)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(chǔ);(4)新舊基礎(chǔ)要注意牢固結(jié)合,施工時(shí),可加設(shè)連系(錨固)鋼筋或插以鋼銷,以使加固擴(kuò)大基礎(chǔ)和舊基礎(chǔ)牢固地結(jié)合成一整體。噴錨混凝土是借助噴射機(jī)械,利用壓縮空氣將新混凝土混合料,通過噴嘴高速噴射到已錨固好鋼筋的受噴面上,凝結(jié)硬化后形成一種鋼筋混凝土。
2、增補(bǔ)樁基加固法
在樁式基礎(chǔ)的周圍補(bǔ)加鉆孔樁或打人鋼筋混凝土預(yù)制樁并擴(kuò)大原有承臺(tái),以此提高基礎(chǔ)承載力、增加基礎(chǔ)穩(wěn)定性,這種加固法稱為增補(bǔ)樁基加固法。其優(yōu)點(diǎn)是:不需要抽水筑壩等水下施工作業(yè),且加固效果顯著。橋梁加固是一項(xiàng)技術(shù)含量很高的工程,也是困難的工程,難點(diǎn)在于需要考慮到多方面的因素,每個(gè)因素都會(huì)對(duì)橋梁加固起到關(guān)鍵作用。當(dāng)橋臺(tái)垂直承載力不足時(shí),一般可在臺(tái)前增加一排樁并澆筑蓋梁,以分擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來的應(yīng)力;打樁(或鉆孔樁)時(shí)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(dú)受力,也可聯(lián)結(jié)在一起,使舊蓋梁、舊樁及新樁共同受力。
3、 鋼筋混凝土套箍或護(hù)套加固法
當(dāng)橋梁墩臺(tái)病害由于基礎(chǔ)埋深不夠或施工質(zhì)量控制不嚴(yán)等原因造成的,導(dǎo)致墩臺(tái)開裂破損時(shí),一般在墩臺(tái)身上中下分設(shè)三道帶箍,其間距大致相當(dāng)于橋墩側(cè)面的寬度。二、橋梁結(jié)構(gòu)的限制因?yàn)闃蛄航ㄔ於际怯幸欢〞r(shí)間的,當(dāng)時(shí)橋梁的建造都是滿足當(dāng)時(shí)的需求,橋梁結(jié)構(gòu)都是定好型的。每個(gè)帶箍的寬度則根據(jù)裂縫的寬度和開裂情況而定。一般約為墩臺(tái)高度的1/10,厚度采用10~20cm。當(dāng)墩臺(tái)損壞嚴(yán)重,如墩(臺(tái))身嚴(yán)重開裂或大面積表面破損、風(fēng)化、剝落時(shí),則可采用圍繞整個(gè)墩臺(tái)身設(shè)置鋼筋混凝土護(hù)套的方法加固。
4. 對(duì)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(shè)置丁壩,同時(shí)打木樁以擴(kuò)大橋臺(tái)基礎(chǔ)。經(jīng)實(shí)踐,這些辦法簡(jiǎn)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(shè)置截水墻,深度為1m,寬度不少于0.6m。上游適當(dāng)位置設(shè)置丁壩便于將河水導(dǎo)入主河道,避免洪水直接沖刷橋臺(tái)。
貼鋼法加固
首先,應(yīng)對(duì)橋梁存在的病害與產(chǎn)生缺陷的原因進(jìn)行分析,當(dāng)確定采用貼鋼法進(jìn)行加固后,根據(jù)病害與缺陷的所在部位,確定鋼板的規(guī)格和粘貼部位和形式,一般將鋼板粘貼在被加固的橋梁結(jié)構(gòu)受力部位的外邊緣,以便充分發(fā)揮粘貼的鋼板強(qiáng)度與作用,同時(shí)封閉粘貼部位的裂縫和缺陷,約束混凝土變形,從而有效地提高被加固構(gòu)件的剛度和抗裂性。4、近年修建的橋梁,因設(shè)計(jì)失當(dāng)或施工質(zhì)量差,也存在加固的問題。設(shè)計(jì)時(shí),可根據(jù)需要在不同的部位粘貼鋼板,有效地發(fā)揮粘鋼構(gòu)件的抗彎、抗剪、抗壓性能。
1、為了提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗彎能力,一般在構(gòu)件的受拉緣的表面粘貼鋼板,使鋼板與原結(jié)構(gòu)形成整體來受力,此時(shí)以鋼板與混凝土粘結(jié)處的混凝土局部抗剪切強(qiáng)度控制設(shè)計(jì)。合理與安全的設(shè)計(jì)應(yīng)控制在鋼板發(fā)生屈服變形前,粘結(jié)處混凝土不出現(xiàn)剪切破壞。
2、當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)的主拉應(yīng)力區(qū)斜筋不足,為了加固和增加結(jié)構(gòu)的抗剪切強(qiáng)度時(shí),可將鋼板粘貼在結(jié)構(gòu)的側(cè)面,并垂直于剪切裂縫的方向斜向粘貼(斜度一般為45°―60°),以承受主拉應(yīng)力。
3、補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)時(shí),鋼板可作為鋼筋的斷面來考慮,將鋼板換算成鋼筋,原有構(gòu)件承受恒載與活載,增加的鋼板承受原有構(gòu)件承受不了的那部分活載。
4、在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí),加固用的鋼板可按實(shí)際需要采用不同的形狀,但鋼板的厚度必須比計(jì)算出的厚度大些。減輕拱上自重的方法有以下幾種:(1)降低橋面標(biāo)高,減少以至完全取消拱上填料,或使用輕質(zhì)拱上填料。用于抗彎能力補(bǔ)強(qiáng)的鋼板尺寸應(yīng)盡可能薄而寬、厚度一般為4-6mm,較薄的鋼板可有足夠的彈性來適應(yīng)構(gòu)件表面形狀。用于抗剪能力提高的鋼板厚度宜厚點(diǎn),可依設(shè)計(jì)而定,一般采用10-15mm。
5、設(shè)計(jì)鋼板長(zhǎng)度時(shí),應(yīng)將鋼板的兩端延伸到低應(yīng)力區(qū),以減少鋼板錨固端的粘結(jié)應(yīng)力集中,防止粘結(jié)部位構(gòu)件出現(xiàn)裂縫或粘貼鋼板被拉脫現(xiàn)象的發(fā)生。