鋼架橋加固改造,就是通過一定的措施使構(gòu)件乃至整個結(jié)構(gòu)的承載能力及其使用性能得到提高,以滿足新的要求。也就是要針對鋼架橋所發(fā)生的不能滿足繼續(xù)使用的狀況進(jìn)行處理。
進(jìn)行鋼架橋加固改造的原因有鋼架橋耐久性差和年久老化、設(shè)計失當(dāng)或施工質(zhì)量差等。通過鋼架橋加固改造后,可以延長鋼架橋的使用壽命,用少量的資金投入,使鋼架橋能滿足交通量的需求,還可以緩和鋼架橋投資的集中性,預(yù)防和避免鋼架橋坍塌造成的人員和財產(chǎn)的損失。
鋼架橋加固改造的目的與要求
一、鋼架橋加固改造的目的
1.確保鋼架橋工程的安全、完整、適用與耐久性。
2.提高原有鋼架橋的通過能力與承載能力。
二、鋼架橋加固改造的基本要求
1.掌握鋼架橋結(jié)構(gòu)狀況。完善基礎(chǔ)資料。為加固改造提供必要條件。
2.經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。一般來說,加固改造費(fèi)用約為新建費(fèi)用的10%~30%。即應(yīng)優(yōu)先考慮加固改造。
3.不中斷交通或盡量減少中斷交通。
4.對已發(fā)現(xiàn)的缺陷,要一次性加固改造好,不留后患;加固改造設(shè)計應(yīng)按規(guī)范進(jìn)行。
5.對原有鋼架橋結(jié)構(gòu)的損傷應(yīng)盡可能降至z低。
6.技術(shù)可靠、耐久適用、養(yǎng)護(hù)方便。
鋼架橋加固改造十大方法
方法一:加大截面加固改造法
加大截面法,人們又把其稱為外包混凝土加固改造法。
其定義是指采取增大混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑物的截面面積,目的是用來提高其承重力和滿足正常使用一種有效的加固改造方法。
當(dāng)鋼筋混凝土受到彎構(gòu)件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層時,可以增加截面有效高度,擴(kuò)大截面面積,z終實現(xiàn)提高構(gòu)件的正截面抗彎,并且其斜截面也抗剪能力和截面剛度,起到加固改造補(bǔ)強(qiáng)的作用。
這種加固改造的方法可以廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)的梁、板、柱等構(gòu)件,以及一般的構(gòu)筑物加固改造。
一般條件下,主要是采取加厚橋面板或加大主梁的梁肋寬度為主要方式方法。
方法二:體外預(yù)應(yīng)力加固改造法
體外預(yù)應(yīng)力加固改造法適用于高應(yīng)力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu),尤其更加適用于大型結(jié)構(gòu)的加固改造等。
并且能夠提高承載力、剛度和抗裂性,而且在加固改造后所占鋼架橋的空間小。
外預(yù)應(yīng)力法的加固改造原理是施工方在梁的下緣初的受拉區(qū)地點設(shè)置預(yù)應(yīng)力材料,并且通過張拉的方式對梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力,使梁體發(fā)生上拱,抵消部分自重應(yīng)力,從而減小了結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度、改善了結(jié)構(gòu)受力,提高承載力、剛度和抗裂性及加固改造后所占用空間小的鋼架橋。
但是這種方法的缺點是局部布索效果明顯,錨頭增多,節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜,施工作業(yè)面要求高等原因使加固改造鋼桁架整體經(jīng)濟(jì)效益不高。
該方法主要適用情況是高應(yīng)力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu),或者是大型結(jié)構(gòu)的加固改造等情況,也或者是用于控制梁體裂縫及鋼筋疲勞應(yīng)力幅等情況。
方法三:體系轉(zhuǎn)換加固改造法
體系轉(zhuǎn)換法是改變鋼架橋結(jié)構(gòu)體系達(dá)到減少梁內(nèi)應(yīng)力,并且能夠提高承載能力的一種加固改造方法,這是一種平時所說的把被動加固改造為主動加固改造的一種有效方法。
改變結(jié)構(gòu)體系加固改造法是指能夠增設(shè)附加構(gòu)件或能夠進(jìn)行技術(shù)改造,達(dá)到使鋼架橋的受力體系和受力狀況發(fā)生根本性的改變,并能夠起到減小其承重構(gòu)件的應(yīng)力作用,z終達(dá)到提高承載能力的目的效果。
目前z常用的體系轉(zhuǎn)換方式有:梁橋轉(zhuǎn)換為梁拱組合體系法,增加輔助墩法,多跨簡支梁轉(zhuǎn)為先簡支后橋面連續(xù)體系法等。
方法四:粘貼鋼板加固改造法
粘貼鋼板加固改造法是以粘貼鋼板加固改造應(yīng)用。
采用粘結(jié)劑和錨栓并且把鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其它的薄弱部位,達(dá)到使鋼板與加固改造混凝土結(jié)構(gòu)形成整體,z終實現(xiàn)提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的。
但是該粘貼鋼板加固改造法有自身的一些缺點,如在粘貼鋼板加固改造后還需進(jìn)行必要的表面防護(hù)工作,如環(huán)氧砂漿或水泥砂漿保護(hù)層,鋼板的銹蝕程度較難估計,降低了加固改造構(gòu)件的可靠性,增加了加固改造鋼架橋的后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。
但是該方法也經(jīng)常使用在鋼架橋的加固改造中,而這樣的方法還是表現(xiàn)出一些不錯的優(yōu)點。
如工簡單、技術(shù)可靠、短期加固改造效果較好且工藝成熟并且基本不改變原結(jié)構(gòu)的尺寸。
方法五:復(fù)合材料加固改造技術(shù)(FRP)
由纖維及網(wǎng)型樹脂兩部分構(gòu)成。目前常用的復(fù)合材料有E一玻璃纖維、碳纖維、芳倫纖三種,其中又以碳纖維(CFRP)材料應(yīng)用的z為廣泛。
采用碳纖維布加固改造修補(bǔ)鋼架橋和建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新型的結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù),它是以樹脂類膠結(jié)材料為基體,將碳纖維布粘貼固化于混凝土結(jié)構(gòu)表面,利用碳纖維的高強(qiáng)度高彈性模量來達(dá)到對混凝土結(jié)構(gòu)物進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)和加固改造,并改善結(jié)構(gòu)受力狀況的目的。
方法六:繞絲加固改造法
繞絲加固改造法是在被加固改造構(gòu)件表面纏繞退火鋼絲使被加固改造的受壓構(gòu)件混凝土受到約束作用,從而提高其承載能力和延性的一種直接加固改造方法。
該種繞絲加固改造法具有如下優(yōu)點:一是提高鋼筋混凝土構(gòu)件的斜截面承載力;二是提高軸心受壓構(gòu)件的正截面承載力。
方法七:SRAP加固改造方法
SRAP加固改造方法是一種新的導(dǎo)入預(yù)應(yīng)力概念的鋼架橋加固改造方法。
其利用SR增強(qiáng)材料的高強(qiáng)特性和AP樹脂砂漿防腐防水,粘合力強(qiáng)的特點,通過特殊的方法施加對SR高強(qiáng)材料施加預(yù)應(yīng)力,從而達(dá)到對鋼架橋的加固改造。
預(yù)應(yīng)力的施加,把膨脹螺栓錨固于梁底兩端,軟鋼絲的兩端用螺旋扣環(huán)固定于膨脹螺栓上,通過把絲扣反向的螺旋扣環(huán)旋緊施加預(yù)應(yīng)力。
方法八:橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固改造法
將原橋面鋪裝全都鑿除或鑿毛,然后加鋪一定厚度的補(bǔ)強(qiáng)層,以增大主梁有效高度及改善鋼架橋荷載橫向分布能力,從而提高單梁承載能力或鋼架橋結(jié)構(gòu)整體承載能力。
方法九:錨噴混凝土加固改造法
從隧道施工中轉(zhuǎn)化而來的加固改造方法,主要用于因支點截面尺寸偏小而導(dǎo)致的抗剪強(qiáng)度不足的混凝土梁的加固改造維修。
方法十:增加橫向聯(lián)系加固改造法
增加橫向聯(lián)系,也是近幾年采用較多的加固改造方法。該方法是通過增設(shè)鋼架橋橫向聯(lián)系,以改善上部結(jié)構(gòu)的荷載橫向分布規(guī)律,從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)整體承載能力的加固改造方法。
一般用于無內(nèi)橫梁或少內(nèi)橫梁的T型截面及工字形截面梁式橋,工程上常在相鄰主梁間增設(shè)現(xiàn)澆混凝土橫梁或鋼橫梁來提高橫向抗彎剛度。
該技術(shù)的缺點是會對原結(jié)構(gòu)造成一定程度的損傷,對于配筋較為復(fù) 雜的區(qū)域或構(gòu)件,不宜采用該方法加固改造設(shè)計,以免增加加固改造后的安全隱患。
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