論文摘要:橋梁加固以提高原橋承載能力和使用壽命為目的,針對不同的橋型、不同的加固位置可以采用不同的加固方法。本文對增大梁截面加固法在連續梁橋加固中的應用進行了探討。
當梁的強度、剛度、穩定性和抗裂性能不足時,通常采用增大構件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。在適筋范圍內,混凝上彎變構件正截面承載力隨鋼筋面積和強度的增大而提高。增大主梁截面加固方法,是梁橋加固方法中最常用的的加固方法,該法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋的加固。增大梁截面的途徑有:增加受力鋼筋主筋截面、加大主梁混凝土截面、加厚原橋橋面板和錨噴凝土四種方法。
一、增大梁肋加固法
增大梁肋加固法常用于T形截面橋。T形橋梁常因原截面高度比較小,或面積過小,導致承載能力不足,出現了病害。對于這部分梁橋,可以將梁的下緣加寬加強,增大截積,并在新混凝土截面中增設受力主筋。在靠近支座處主筋上彎,與原結構主筋焊在澆筑新混凝土截面時,為了保證新舊混凝土之間有良好的粘結,須在澆筑混凝土前將結合部位的舊混凝土表面鑿毛,露出骨料,清洗干凈。同時每隔一定距離鑿露出主筋,以便通過錨固鋼筋將新增加的主筋與原結構中的主筋相連接。新增加的混凝土一般采用懸掛模板現場澆筑。
二、加厚橋面補強法
當原橋的承載力不足,截面面積過小,而墩臺及基礎較好,承載力較大,為了方便施工,可將原有橋面鋪裝層拆除,在橋面板上澆筑一層新的鋼筋混凝土補強層,用以提高橋梁的抗彎剛度,這種加固補強方式稱為“加厚法”。為了使新舊混凝土結合良好,原橋面板表面鑿毛洗凈,每隔一定的距離要設置齒形剪力槽或埋設樁狀(鋼筋柱)剪,或用環氧樹脂作為膠結層。同時,在橋面板上設置鋼筋網,以增強橋面板的整體抗壓能力,防止新澆筑的混凝土補強層開裂。鋼筋網的直徑和間距根據板的受力確定。這種方法由于加厚部分使橋梁自重和恒載彎矩增加較多,并且仍然是原結構下緣受拉筋應力控制設計,故此加固方法一般只適用跨徑較小的T形梁橋或板梁橋。在加固時對梁(板)的受力狀況進行詳細分析,在梁(板)下翼緣強度容許的限度內確定橋面的高度。
從梁板結構的上部加大截面(即加厚橋面板)的加固方法,具有施工簡便、投資節省的優點,在國內外中小跨徑橋梁加固中應用較多。加厚橋面補強法在橋面破壞修復中,通常是完全鑿出舊橋面,重新鋪裝新橋面,這樣一是費時費工,二是經濟效益也不理想。對此,有人提出了植筋技術,在舊橋面上直接加一層新橋面,這樣不僅充分利用了舊橋面,而且縮短施工時間,經濟效益也很顯著。
采用植筋技術,對舊橋面進行簡單的清潔處理,然后平行舊橋面鋼筋,按計算深度和規定間距鉆孔,再將鋼筋植入孔內,再采用同級別的混凝土填孔,并澆筑新的橋面層。在加厚橋面加固技術中,新舊橋面的連接是個薄弱環節,尤其是界面的抗剪強度。采用植筋技術以后,界面的抗剪強度由三部分組成:界面混凝上內部結合力、界面摩擦力、植筋的抗剪力。由于植入鋼筋的影響,界面的抗剪強度大大提高,而且植入鋼筋對舊橋而也起到了一定的加強作用。
三、錨噴混凝土
錨噴混凝土是借助噴射機械,利用壓縮空氣將新混凝土混合料,通過管道高速噴射到己錨固好鋼筋網的受噴面上,使其凝結硬化形成一種鋼筋混凝土。從而增大橋梁的受力斷面和補強鋼筋,加強結構的整體性,使其能承受更大的外荷載作用。錨噴混凝土不需要振搗,而是在高速噴射時,由水泥與骨料的反復連續撞擊,使混凝土壓密。同時又可采用較小的水灰比(0.40-0.45),使其與混凝土、磚石、鋼材產生較高的粘結強度。所以新舊混凝上結合面上能夠傳遞拉應力和剪應力。采用錨噴混凝土加固舊橋是在近幾年發展起來的一種新型的舊橋加固技術。其加固原理是通過新增加混凝土與受力鋼筋和原結構緊密結合,組成“噴射混凝土(內含補強鋼筋網)一錨桿一原結構”的整體組合結構。錨噴混凝土加固舊橋的實質就是增大受力斷面和補強鋼筋,加強結構的整體性,使其能承受更大的外荷載。此種加固法在漿砌片石板拱橋加固中運用較多,日前低等級公路上的石板拱橋由于早期施工時未按強度和規格要求嚴格選料,砌筑片石時砂漿不飽滿,砂漿配合比控制不嚴,再加上超重車輛長期作用,普遍存在主拱圈片石風化、石料大小不一、片石被擠壓碎裂、石料強度不均勻等現象,砌筑砂漿松動脫落并存在較多空洞,有的拱圈已發現縱向裂縫。針對此種情況采用錨噴混凝上加固能很好地解決這此病害。錨噴混凝土在舊橋加固補強時,具有施工快速簡便、經濟可靠、不中斷交通等優點。
四、增大梁截面加固構造要求
1、新澆混凝土應符合下列規定:(1)新澆混凝土強度級別宜比原構件混凝土強度提高一級,且不低于C25。(2)新澆混凝土層的最小厚度,對板不宜小于100mm,對梁和受壓構件不宜小于150mm。(3)當新澆混凝土層厚度小于100mm時,可采用小石子混凝土或噴射高性能抗拉復合砂漿。在結構尺寸復雜和新澆混凝土施工條件差的情況下,可采用微膨脹或自密實混凝土。
2、加固用受力鋼筋直徑不小于12mm,不宜大于25mm;構造鋼筋直徑不小于10mm;箍筋直徑不宜小于8mm。
3、新增鋼筋應按現行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62)要求進行設置,并應符合下列規定:(1)當新增縱向鋼筋與原構件受力鋼筋采用短筋焊接時,短筋的直徑不宜小于12mm,各短筋的中距不應大于500mm。(2)當用單側或雙側加固時,應設置U形箍筋或封閉式箍筋并與原構件牢固連接。
4、在受拉區增設混凝土加固的受彎構件,新增縱向鋼筋需截斷時,應從計算截斷點外至少增加一個錨固長度。受壓構件新增縱向受力鋼筋應伸人原結構中并滿足錨固要求。
5、新老混凝土結合面處,原構件的表面應鑿成凹凸差不小于6rnrn的粗糙面。
參考文獻:
[1]黃民元,李傳習.體外預應力筋在橋梁工程中的應用[J]長沙交通學院學報,2001,(04).
[2]衛龍武,呂志濤.預應力加固工藝及計算[J]工業建筑,1991,(03) |
