采取加固的方法提高橋梁承載力、抗彎能力、抗剪能力、荷載等級等是最經(jīng)濟(jì)、最簡單和最適用的措施 ,依據(jù)不同的橋梁現(xiàn)狀和加固要求可以采取不同的方法。本文主要介紹工程中常用的幾種方法 ,以與同行交流。
1 橋梁加固改造的技術(shù)途徑及設(shè)計原則
1. 1 主要技術(shù)途徑
橋梁加固一般是通過對構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)和結(jié)構(gòu)性能的改善來恢復(fù)或提高現(xiàn)有橋梁的承載能力,以延長其使用年限 ,適應(yīng)現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)囊�。其改造的主要技術(shù)途徑有:加強(qiáng)薄弱構(gòu)件、增加輔助構(gòu)件、改變結(jié)構(gòu)體系、減輕恒載、加固墩臺及基礎(chǔ)等。
1. 2 加固方案確定原則
一般認(rèn)為滿足以下條件 ,加固方案才基本可行:比重建新橋可以節(jié)約大量的投資和材料 ,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益;橋梁經(jīng)加固改造之后 ,無論結(jié)構(gòu)性能、承載力還是耐久性方面都能達(dá)到使用要求; 橋梁的下部結(jié)構(gòu)具有足夠的潛力[1] 。
2 橋梁加固的幾種常見方法
2. 1 加大截面加固法
加大截面法 ,也稱為外包混凝土加固法 ,是用增大混凝土結(jié)構(gòu)物的截面面積和配筋進(jìn)行加固的一種方法。這種加固方法要求被加固的橋梁下部結(jié)構(gòu)能夠承受更多的自重 ,能夠提供更高的承載力。通常情況下 ,以加厚橋面板或加大主梁的梁肋寬度為主。
2. 2 預(yù)應(yīng)力加固法
預(yù)應(yīng)力加固法是采用外加預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法 ,適用于要求提高承載力、剛度和抗裂性及加固后所占用空間小的橋梁�？煞譃轭A(yù)應(yīng)力拉桿加固和預(yù)應(yīng)力撐桿加固 ,其中預(yù)應(yīng)力拉桿加固主要用于受彎構(gòu)件 ,以梁身為錨固體 , 通過預(yù)應(yīng)力張拉對梁的受拉區(qū)域施加外力 ,以抵消結(jié)構(gòu)本身的自重 ,減少車輛荷載作用下的應(yīng)力 , 能夠減少梁體出現(xiàn)過多的裂縫 ,以及減小裂縫寬度。預(yù)應(yīng)力撐桿加固主要用于橋梁下部結(jié)構(gòu)的軸心受壓墩柱 ,但在實踐中橋梁墩柱加固也很少采用這種方法。
2. 3 外部粘鋼加固法
外部粘鋼加固法是一種采用化學(xué)粘結(jié)劑將鋼板直接粘貼在混凝土構(gòu)件表面 ,使之與構(gòu)件形成受力整體 ,以提高承載力、增大延性、剛度和滿足正常使用要求的加固方法。
2. 4 粘貼 FRP 加固法
粘貼 FRP 加固法[2]是采用高強(qiáng)度或高彈性模量的纖維復(fù)合材料 ,用專門配置的粘貼樹脂或浸漬樹脂粘貼在橋梁混凝土構(gòu)件表面 ,使之與原構(gòu)件形成整體共同受力的加固方法。
目前 ,結(jié)構(gòu)工程中常用的 FRP 材料有玻璃纖維(GFRP) 、碳纖維(CFRP)和芳綸纖維(AFRP) 3 種,其中以碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 (CFRP) 應(yīng)用更多。本文著重概述采用 CFRP 的加固方法及實際工程應(yīng)用。
碳纖維布纖維方向分為單向和雙向2 種 ,其中以單向布應(yīng)用為主。碳纖維布具有高的強(qiáng)度重量比和剛度重量比率、良好的抗疲勞性及高的耐久性、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)低等特點(diǎn)。
當(dāng)被加固的橋梁結(jié)構(gòu)處于特殊環(huán)境時 ,應(yīng)根據(jù)具體情況選用其他防護(hù)材料。目前 ,粘貼碳纖維布加固方法往往輔以裂縫灌漿、封閉等方法。
與其他加固方法相比 ,碳纖維布加固技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:高強(qiáng)高效 ,可設(shè)計性強(qiáng);基本不改變原結(jié)構(gòu)外觀 ,不會對原結(jié)構(gòu)造成損害;運(yùn)輸儲存、施工更方便、快捷 ,容易保證施工質(zhì)量而且后期維護(hù)費(fèi)用低;其化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 ,在耐候性、腐蝕性以及抗疲勞性能等方面更加突出。但應(yīng)用此法對橋梁進(jìn)行加固時 ,應(yīng)充分考慮纖維的方向布置 ,合理的材料連接方式、連接尺寸、連接位置粘結(jié)材料的性能指標(biāo)。尤其是施工過程的質(zhì)量控制 ,一定要按正常的施工程序進(jìn)行 ,否則會影響橋梁加固效果。
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