鋼架橋加固改造,就是通過一定的措施使構件乃至整個結構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生的不能滿足繼續使用的狀況進行處理。
進行鋼架橋加固改造的原因有鋼架橋耐久性差和年久老化、設計失當或施工質量差等。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,預防和避免鋼架橋坍塌造成的人員和財產的損失。
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.掌握鋼架橋結構狀況。完善基礎資料。為加固改造提供必要條件。
2.經濟費用。一般來說,加固改造費用約為新建費用的10%~30%。即應優先考慮加固改造。
3.不中斷交通或盡量減少中斷交通。
4.對已發現的缺陷,要一次性加固改造好,不留后患;加固改造設計應按規范進行。
5.對原有鋼架橋結構的損傷應盡可能降至z低。
6.技術可靠、耐久適用、養護方便。
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構或構筑物的截面面積,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。
當鋼筋混凝土受到彎構件受壓區加混凝土現澆層時,可以增加截面有效高度,擴大截面面積,z終實現提高構件的正截面抗彎,并且其斜截面也抗剪能力和截面剛度,起到加固改造補強的作用。
這種加固改造的方法可以廣泛用于混凝土結構的梁、板、柱等構件,以及一般的構筑物加固改造。
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:體外預應力加固改造法
體外預應力加固改造法適用于高應力狀態下的結構,尤其更加適用于大型結構的加固改造等。
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。
外預應力法的加固改造原理是施工方在梁的下緣初的受拉區地點設置預應力材料,并且通過張拉的方式對梁體產生偏心預應力,使梁體發生上拱,抵消部分自重應力,從而減小了結構變形和裂縫寬度、改善了結構受力,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,節點構造復雜,施工作業面要求高等原因使加固改造鋼桁架整體經濟效益不高。
該方法主要適用情況是高應力狀態下的結構,或者是大型結構的加固改造等情況,也或者是用于控制梁體裂縫及鋼筋疲勞應力幅等情況。
方法三:體系轉換加固改造法
體系轉換法是改變鋼架橋結構體系達到減少梁內應力,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。
改變結構體系加固改造法是指能夠增設附加構件或能夠進行技術改造,達到使鋼架橋的受力體系和受力狀況發生根本性的改變,并能夠起到減小其承重構件的應力作用,z終達到提高承載能力的目的效果。
目前z常用的體系轉換方式有:梁橋轉換為梁拱組合體系法,增加輔助墩法,多跨簡支梁轉為先簡支后橋面連續體系法等。
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用。
采用粘結劑和錨栓并且把鋼板粘貼錨固于混凝土結構受拉面或其它的薄弱部位,達到使鋼板與加固改造混凝土結構形成整體,z終實現提高結構承載能力的目的。
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行必要的表面防護工作,如環氧砂漿或水泥砂漿保護層,鋼板的銹蝕程度較難估計,降低了加固改造構件的可靠性,增加了加固改造鋼架橋的后期養護費用。
但是該方法也經常使用在鋼架橋的加固改造中,而這樣的方法還是表現出一些不錯的優點。
如工簡單、技術可靠、短期加固改造效果較好且工藝成熟并且基本不改變原結構的尺寸。
方法五:復合材料加固改造技術(FRP)
由纖維及網型樹脂兩部分構成。目前常用的復合材料有E一玻璃纖維、碳纖維、芳倫纖三種,其中又以碳纖維(CFRP)材料應用的z為廣泛。
采用碳纖維布加固改造修補鋼架橋和建筑結構技術是一種新型的結構加固改造技術,它是以樹脂類膠結材料為基體,將碳纖維布粘貼固化于混凝土結構表面,利用碳纖維的高強度高彈性模量來達到對混凝土結構物進行補強和加固改造,并改善結構受力狀況的目的。
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件表面纏繞退火鋼絲使被加固改造的受壓構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點:一是提高鋼筋混凝土構件的斜截面承載力;二是提高軸心受壓構件的正截面承載力。
方法七:SRAP加固改造方法
SRAP加固改造方法是一種新的導入預應力概念的鋼架橋加固改造方法。
其利用SR增強材料的高強特性和AP樹脂砂漿防腐防水,粘合力強的特點,通過特殊的方法施加對SR高強材料施加預應力,從而達到對鋼架橋的加固改造。
預應力的施加,把膨脹螺栓錨固于梁底兩端,軟鋼絲的兩端用螺旋扣環固定于膨脹螺栓上,通過把絲扣反向的螺旋扣環旋緊施加預應力。
方法八:橋面補強層加固改造法
將原橋面鋪裝全都鑿除或鑿毛,然后加鋪一定厚度的補強層,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構整體承載能力。
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致的抗剪強度不足的混凝土梁的加固改造維修。
方法十:增加橫向聯系加固改造法
增加橫向聯系,也是近幾年采用較多的加固改造方法。該方法是通過增設鋼架橋橫向聯系,以改善上部結構的荷載橫向分布規律,從而達到提高結構整體承載能力的加固改造方法。
一般用于無內橫梁或少內橫梁的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現澆混凝土橫梁或鋼橫梁來提高橫向抗彎剛度。
該技術的缺點是會對原結構造成一定程度的損傷,對于配筋較為復 雜的區域或構件,不宜采用該方法加固改造設計,以免增加加固改造后的安全隱患。
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