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桥梁加固论文【浅谈桥梁上部结构加固设计】

时间:2019-02-07 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  摘要:随着我国经济、科学技术水平等的提高,运输也迅猛的发展。桥梁荷载强度的不断提高,桥梁工程逐渐向轻型、大跨度方向发展。桥梁上部结构的加固设计,被给予更多的关注。本文将对桥梁上部结构加固设计进行阐述。
  关键词:桥梁;上部结构;加固设计
  Abstract: along with our country economy, science and technology level enhancement, transport of the fast developing. Bridge load strength rise ceaselessly, the bridge engineering to light, big span gradually direction. The upper structure of the bridge reinforcement design, be given more attention. The upper structure of the bridge reinforcement design in this paper.
  Keywords: bridge; The upper structure; Reinforcement design
  
  
  中图分类号:U445.7+2文献标识码:A文章编号:
  
  1桥梁上部结构加固设计
  1.1桥梁SRAP加固设计
  桥梁SRAP加固办法足一种导入预应力概念的桥梁加固新方法。原理是利用SR增强材料的高强特性和AP树脂砂浆防腐防水、粘合力强的特点,通过特殊的方法对SR高强材料施加预应力,进而达到对桥梁的加固。施加足把膨胀螺栓锚固于粱底两端,软钢丝的两端用螺旋扣环同定于膨胀螺栓上,通过把丝扣反向的螺旋扣环旋紧施加预应力。桥梁SRAP加同法的特点主要是AP树脂砂浆可以同时对混凝土建筑物进行修补和加固,粘结可靠。AP树脂砂浆与原混凝土构件的机械性能(弹性系数、热膨胀系数)类似,力学性能相同,采用了氧化铝粉混凝土,增加了耐化学性能,提高了收缩补偿效果。
  1.2桥梁碳纤维加固设计
  碳纤维材料作为一种复合材料,碳纤维抗腐蚀性能及耐久性能稳定,不与酸碱盐等化学物质发生反应,因而用碳纤维材料加固后的桥梁构件具自.良好的耐腐蚀性及耐久性:碳纤维材料质量轻且厚度薄,单位体积重量仅为钢材的1/4左右。经加固修补后的桥梁构件,基本上不增加原桥梁结构的自重、尺寸和改变截面外形,也就不会减少
  桥梁的使用空间;碳纤维材料具有良好的适应性,由下碳纤维材料是一种柔性材料,而且可以任意地裁减,对圆形、曲面的结构也可采用
  此种方法;加固施工极为便捷,由于其自重较轻,可操作性强,操作空间要求不高,没有湿作业,不需要大型的施工机械,施工占地较少,施工时对环境的影响较小,工效高,并可以节省庞大的支架费用。尤其对于桥梁加固而言,当桥梁的作业空间受到限制时,其操作性很好。
  粘贴碳纤维时,滚压的密实度对粘结性能也有较大影响。粘贴操作应按如下步骤进行:裁剪碳纤维布-配制浸渍树脂并均匀涂抹于所要粘贴的部位一用特制的滚筒沿纤维方向滚压,多层粘贴重复上述步骤,最后一层碳纤维布表面均匀涂抹浸渍树脂。在该过程中,应反复多次滚压,尽量排除气泡,以免影响粘结质量,周围环境的温度和湿度对粘结质量也有影响。温度过低或过高,湿度过大也会影响粘结质量。当环境温度大于60℃时,应采取隔热措施加以防护:当环境温度低于5℃时,应停止施工,否则树脂的固化及最终强度都会到影响。
  1.3桥梁植筋加固桥面
  在桥梁的桥面破坏修复中,通常是先完全凿除旧桥面再换铺新桥面,这样一是费工费时,二是经济效益也不理想。对此,有了植筋技术。在旧桥面上直接加一层新桥面,这样不仅充分利用了旧桥面,而且缩短施工时间,经济效益也很显著。采用植筋技术,对旧桥面进行简单的清洁处理,然后平行旧桥面钢筋,按计算深度和规定间距钻孔。再将钢筋植入孔内,再采用同级别的混凝土填孔,并浇筑新的桥面层。在这种桥面加固技术中,新旧桥面的连接是个薄弱环节,尤其是界面的抗剪强度。该方法的缺点是计算比较复杂,不仅要计算新桥面层的厚度以满足承载要求,而且剪力植筋应有适当的埋深,需经过计算确定。另外,植筋点的选择也是一个问题,既要避开原钢筋,还要与原钢筋保持一定的距离,以满足钻孔操作要求。最后,就是植筋后要往孔内注入混凝土,虽然混凝土量比较少,但是混凝土的膨胀和收缩也是个不得不考虑的问题。
  2缩缝的加固设计
  2.1拉杆
  伸缩缝位移较大时,有两种加固方法:设置拉杆限制相对位移或提高伸缩缝的位移量,通常两种方法同时采用。
  设置的拉杆在限制结构位移的同时,也可在相邻框架间传递纵向地震力。针对采用拉杆连接非弹性框架问的相瓦作用所作的分析与设置都是复杂的,而且不能由简单的弹性分析获得结果。基于伸缩缝相对复杂的模型进行的非弹性动力分析表明,最大的纵向位移可由有关式估算出来,同时,拉杆刚度至少要达到它所接受的两排钢架中更柔的那排钢架,否则拉杆不可能对越过伸缩缝的地震相对位移有明显的影响。
  如果不采取非弹性动力分析,要确定拉杆适当的强度以及算出由刚性拉杆引起的位移折减值均为困难的事情。然而,在很多桥梁中伸缩缝最恰当的处理还是采用拉杆来锁固伸缩缝,这样就没有相对位移发生了。旧桥通常比新桥具有更紧密的伸缩缝.然而一般认为桥梁所有的收缩、徐变到考虑加固的时候已经完成。所以就只剩下热膨胀需要考虑r。许多现有的桥梁伸缩缝可以锁固而不会产生柱的损伤,尤其是采用基于开裂截面分析所得的实际刚度来计算热应力引起的柱弯矩的设计时更是如此。
   2.2拓宽支承面
   当锁固伸缩缝的方法不利于实践上油时,在评估没计的精确性时应用了非线性时程分析,则更多地只有依赖扩大伸缩缝的有效支承面,而不是采用柔性拉杆限制位移来进行处理。拓宽墩、台帽的做法相对来说是简单的和经济的。桥台上或简支梁下的支承宽度可通过桥台或墩排架边上增设牛腿托架来实现。
  在伸缩缝的加固设计评估中,应注意到伸缩缝有可能张开到导致落梁的程度。如果桥台的伸缩缝被认为在设计的地震反应下有效.则意味着通过桥台的物理约束,伸缩缝的张开绝不可能产生落梁。对于很长的桥梁。考虑全桥长度内承受同相位的地面运动是不可想象的。故动力反应可以忽略或适当消减。,在这样的情况下,地面相对于上部结构运动时,桥面板存纵桥向可保持静止,于是伸缩缝的最大张开量可通过考虑行波前不同步位移成分计算出来。
  3上部结构的抗弯能力设计
  3.1提高强度
  对上部结构施加外部预应力也许是提高其有效强度可行的选择,通常来说,上部结构在支承只有相对较小的局部强度不足,尤其是对正弯矩的抵抗能力而言,这可以通过在盖梁中穿孔,在底板上方设置钢筋并与盖梁两边的底板相连来提高强度。具体可使用低碳钢筋,通过底板顶面凿毛用暗哨与原来的底板连接起来提供整体的作用,或者把高强钢一端连接到端部托架上,一端用螺栓栓到底板上去,这样,既能够提高抗正弯矩能力,又能提高抗负弯矩能力。一般说来.随着远离盖梁,钢筋断点的位置是迅速增多的,这就导致了一个相当小的值。
  3.2减小作用力
  使用低摩擦系数或者低阻尼支座来限制纵向反应是不明智的选择,因为高数值的上部结构弯矩仅发生在整体的上部结构一柱设计中。对于这种整体式的结构地震力的削减只能通过设置纵向连系梁来获得,这种做法类似于盖梁加固时所讨论过的方法。纵向的连系梁既可与桥面板平行设置。也可置于其下。
  4在桥梁加固设计中需注意的事项
  4.1桥梁施工的经济性
  综合考虑因加固桥梁中断交通造成的经济损失和工程费用在内,在未来设计的一定的使用寿命周期内,加固费用较之新建费用越低,加固方案才更有意义的。对于大部分在役桥梁一般均可通过加固设计实现承载能力的提高;若有特殊要求,新建方案必须充分论证。
  4.2桥梁施工的可行性
  据桥梁的现有技术状况、存在病害、车辆通行的需要以及将来交通发展的趋势,对加固的必要性和可行性作出分析判断。桥梁经加固后,其结构性能和承载能力能达到使用上的要求,桥梁下部结构具有足够的潜力,能满足加固后的桥梁对基础的要求。
  4.3桥梁的耐久性
  在桥梁加固过程中,应考虑所要加固桥梁的实际情况,根据需要改造桥梁的评估结论及经济分析,当得知现有桥梁可以通过加同、维修达到使用要求的结论后,再提出桥梁加固的设计方案;而后应建立既有桥梁维修、加固、重建的经济分析模跫,通过分析比较,选择
  技术可行、经济合理、对现有交通干扰较小的方案实施,以保证改造后的桥梁能安全运营;对于主要承重构件需要加固补强时。加固设计方案一般不应少于两个,并进行方案比选和经济评估,选择最佳加固方案。桥梁加固设计要充分考虑各种因素,选定合理的方法并做好前期的检测工作,从实用性角度来看桥梁加同适合于在承载力满足的要求。无论采用何种方法,桥梁加固后均要满足加固的目的,同时应考虑合理的加固成本。
  
  注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

标签:加固 浅谈 桥梁 结构