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服役桥梁的加固技术的探讨?
下面是中达咨询给大家带来关于服役桥梁的加固技术的探讨,以供参考。
前言
桥梁在营运使用过程中,或者由于某种原因而产生较大损坏,承载能力降低;或者,随着交通运输的日益繁忙,桥梁承载能力和通过能力不能满足要求。解决服役桥承载能力和通过能力不足的问题,通常有二种方案可供选择:一是拆除服役桥后重建新桥的重建法和换下全部服役桥主梁,架设荷载等级高的新梁的换梁法,另一种即采用各种加固措施,或除采取加固措施外,同时对服役桥加以拓宽的加固法。前者施工费时、费力,且造价较高,后者所需费用节约很多,一般仅为建造新桥的1/10至3/10[1].显然,桥梁的加固与维修具有非常明显的现实价值。
1.服役桥维修加固的特点
与新建桥梁工程相比,服役桥的维修加固施工有不少特点。首先,维修加固的标准与设计时所采用的标准往往会有不同。由于服役有建筑物的存在,以及未来使用年限要求的不同,桥梁加固或改建的标准不可能与设计时所采用的标准完全相同。比如,服役桥的荷载等级假设是汽车-13级,而经加固后,其荷载等级可能会提高[1].故应在保证行车安全的前提下,根据使用要求和耐久性要求的具体情况,正确地掌握和提出加固或改建的有关标准要求。其次,维修加固工作的难度要比新建时大。维修加固桥梁建筑物的工作必须在不妨碍交通的条件下进行,因此,往往会增加不少困难。即使会使施工产生困难,也必须尽量照顾交通。为此,在桥梁维修加固工作中,应从设计上和施工组织上采取有效措施,尽量减少对交通的影响。再者,桥梁的维修加固工作应充分利用原有结构。桥梁的维修加固,应在对原有结构作周密、细致检查评定的基础上,合理利用原有结构,能不更换原有结构的就不更换,能充分利用服役桥的,要充分利用。
2.桥梁加固的工作内容及步骤
2.1桥梁加固的工作内容
桥梁加固与改建工作的主要内容:对发生重大病害和不能满足运输要求的桥涵设备彻底进行整治加固、改善和更新。目的是恢复原有桥梁建筑物的整体使用效能和延长使用年限;提高原有桥梁建筑物的荷载等级和通过能力。桥梁加固与改建工作的主要内容有:
对服役桥上部构件进行加固;对服役桥下部构件进行加固;拓宽桥梁的行车道或人行道;升高桥梁上部构造的高度;更换桥梁行车道路面或引桥路面的结构;部分或全部更换桥梁损坏或破服役了的结构物。
桥梁的加固与改建工作,应充分利用原有的部分,凡能加固的,则不宜改建。如能部分改建的,则不应全部改建。
2.2桥梁加固的工作步骤
对服役桥进行维修加固,一般可采用如下的步骤:
(1)检查桥梁现状及损坏情况;
(2)调查桥梁历史技术资料及现有交通状况;
(3)提出维修加固或改建方案并进行分析比较;
(4)确定方案并付诸实施,即进行维修加固或改建施工。
3.桥梁加固的原则及方法
3.1桥梁加固的原则
(1)桥梁加固是一种借加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力或通过能力的措施。因此,桥梁加固工作一般以不更改原建筑形式为原则,只有在复杂的情况下,才更改其结构。
如仅加固仍不足以适应交通运输的需要,必须进行重建桥梁的一部或全部时,则重建桥梁需考虑到将来的发展,并按现行桥梁设计及施工规范进行设计与施工。
(2)桥梁加固可以有各种不同的方式,视服役桥的情况,承载能力的减弱程度以及今后的任务而变。桥梁的加固一般有如下几种[2]:
1)扩大或增加原结构构件截面,以提高原结构的强度和刚度。
2)以新的结构代替服役的应力不够的结构。
3)改变原结构的受力体系,使原结构减少受力。
4)对原结构施加外应力(如预应力),以改变原结构的受力图形,达到提高桥梁刚度和强度的目的。
(3)采用扩大或增加桥梁构件截面的方法进行加固时,应特别注意新加部分与原有部分的结合,使其成为一个整体起到加固作用。
(4)不管采用何种加固方案,都应考虑投资少、功效快、不中断交通、技术上可行、有较好的耐久性等方面的要求。
3.2桥梁加固的主要方法
3.2.1扩大或增加构件截面法
(1)桥面补强层加固法
通过一定的工艺和结构措施,在梁顶面(桥面)上加铺一层钢筋混凝土面层,使其与原有主梁形成整体,达到加厚主梁高度和增大梁的抗压截面的目的,以提高桥梁的承载能力。其特点是:
1)施工简便,亦较经济,但加铺梁面层后,静载增加,承载能力提高不显著;
2)施工需凿除原有桥面铺装,同时考虑到新服役混凝土相结合,新浇混凝土的干燥收缩影响等,尚需设置连续钢筋和钢筋网等;
3)此法利于在抗压截面较小的场合使用;
4)浇筑后混凝土须经养护,故必须对交通加以限制。
(2)增大梁截面和配筋加固法
在梁底或侧面,加大钢筋混凝土截面(增配主筋),使梁抗弯截面加大,提高梁的承载能力,其特点是:
1)为加强新服役混凝土的结合,需对服役梁面凿毛工作,操作麻烦、凿除工作量大,常需在桥下搭设脚手架;
2)对T形梁有采用底面及侧面同时加大,以及底部马蹄形加大两种加固形式;
3)加固效果显著,适用于梁桥及拱桥对拱圈的加固。
(3)钢板粘贴或增设其他钢梁,以作成组合梁的加固法
用环氧树脂类粘结剂,将钢板(或槽钢)粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以钢板代替钢筋作用,提高梁的承载能力,其特点是:
1)不需要破坏被加固的原有结构物;
2)加固工程几乎不增大原结构的尺寸;
3)尽管工程质量要求很高,但施工时并不要求高级的专门技术人员操作;
4)能在短期内完成加固工程;
5)几乎可以不改变具有历史价值建筑物的原有艺术特点。
(4)粘贴炭纤维布加固法
碳纤维是一种高新材料,它有着优异的力学性能,是在几千度的高温下经特殊工艺制造出的一种高科技产品。用环氧树脂类粘结剂,将炭纤维粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以炭纤维布代替钢筋作用,提高梁的承载能力,其特点是[1]:
1)优异的力学性能。可有效应用于多种形式的结构补强,包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展等等;
2)优异的化学稳定性。碳纤维片具有极强的抗酸、碱、盐、紫外线和防水能力,具有足够的适应气温变化的能力,外加防火涂料后可以有效地防火。因此,可以大大增强结构对恶劣外部环境的适应能力,延长构件寿命;
3)材料本身质轻高强。可以不增加结构体积和不改变结构外形,增加的结构重量可以忽略,便于用所需的色彩涂装,而不留补强痕迹,这是其他方法不可比拟的;
4)施工工序简单。可用小型电动工具操作,工种少,用工少,工期短,进度快,更有资料表明能在持续交通有震动的情况下施工,而不影响补强效果,从而大大缩短施工断交的时间,具有较大的经济效益和社会效益。
3.2.2改变结构体系法
(1)增设纵梁法
在墩台地基安全性能好、并有足够承载能力的情况下,可增设承载力高和刚度大的新纵梁。当基础承载力不足时,必须对基础采取加固措施。新增主梁与服役梁连接,共同受力,从而达到提高桥梁承载力的目的。当新增主梁位于两侧时,则兼有加宽的作用[3].
(2)增设立柱或桥墩,使简支变连续,或改桥为涵的改变结构体系法
通过改变桥梁结构体系,如在简支梁下增设支点(墩台),缩短桥跨,或把相邻两跨简支梁加以连接,从而使简支梁变成连续梁。对于小桥,还可采用改桥为涵的形式,来提高桥梁的承载能力。前者,一般为临时通过重车的应急措施,后者则必须视通航及排洪灌溉而定。
随着我国公路交通运输事业的蓬勃发展,新建桥梁不断涌现,而原有桥梁也在不断地老化。服役桥的加固是一项具有现实意义而又复杂的工作,它所需要考虑的因素及涉及到的问题很多,从某种意义上,无论是技术改造方案的拟定与设计计算,还是技术改造的具体实施,都是值得人们不断地去研究的方向。
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养护设计与检测一体化的意义
:确保桥梁工程的平稳运行时,关键性工作是做好日常的维护管理,及时消除风险隐患。目前来看,养护检测加固一体化技术在桥梁工程中较为常用,可以大为提高桥梁工程运行的安全性与稳定性,推广应用的价值显著。本文详细论述桥梁工程应用养护检测加固一体化技术的要点,先指出检测内容,而后从混凝土的强度检测、桥梁动载试验、混凝土内部结构检测等方面指出养护检测的要点,最后提出桥梁加固的技术手段,包括粘贴钢
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板加固法、粘贴碳纤维加固法。
关键词:桥梁;养护;检测;加固
在桥梁工程的运行管理中,传统的方式科学性不足,养护、检测、加固之间的衔接不佳,不能有效、高效地确保桥梁工程的安全运行,且会花费较多的管理成本。随着近年来桥梁工程养护工作理念与方式的不断革新,养护、检测、加固这三项工作之间的联系变得越来越紧密,并逐渐形成了养护检测加固一体化技术,便利性、科学性较为显著,应用越来越广泛。针对于此,必须明确和掌握养护检测加固一体
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化技术在桥梁工程中的应用要点,本文对此作如下的分析论述。
1.桥梁的养护检测加固一体化技术流程
传统模式下,桥梁工程的养护、检测及加固是分开进行,桥梁工程的权属单位按照要求自行进行常规性的检查。若是要进行定期性的详细检查,则通常情况下需要招标委托,至加固设计阶段,要考虑费用的多少,在此基础上选用公开招标方式或直接委托方式,通常桥梁工程的加固施工是采取公开招标这一方式。总的来说,传统模式下所进
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行的桥梁养护检测加固,有三个显著的不足之处。第一,工程承担方的责任延续性差,没有明确的责任人制度体系,后续的质量管理难以有效进行。第二,招投标流程相对较多,工期也会有所延长,不能将养护、检测、加固有效结合起来,工程的时效性不足。第三,从成本管控的角度上看,不可避免的存在管理成本较多、资金分配能力和效果不佳的问题,并且会重复性的增加劳动成本,此时会给业主方造成较大的压力。
在应用养护检测加固一体化技术之后,桥梁工程后续运行的各方面工
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作可以有效进行。第一,业主单位的责任边界更加清晰和明确,可以减少管理链条,后续的责任认定上,可以有效转移风险和节约养护资金。第二,参与桥梁工程养护、检测及加固的单位,借助一体化技术手段可以有效组合优势资源,从而提高服务质量,更好地确保桥梁工程的运行安全。第三,在养护检测加固一体化技术的支持下,企业内部管理动力可以有效激发,各个环节的工作能够实现无缝衔接,有限的资金可以合理安排,有助于控制和降低总投资。
检测评估环节,基于养护检测加固
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一体化技术的支持,包括三大流程。首先,对桥梁工程进行经常性的检查,主要是隧道检查、桥梁检查、边坡检查、涵洞检查。其次,对桥梁工程进行定期性的检查,主要是定期检查隧道、定期观测特大桥梁。最后,按照要求对桥梁工程进行特殊性的检查,包括应急专项检测与检查、承载能力检测与检查、材质状况检测与检查[1]。
加固设计环节,按照养护检测加固一体化技术的要求,主要进行“方案设计”、“施工图设计”、“额外设计要求”这三个重点工作。在方案设计中,综合分析各方面的因素和条件,
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确定出最佳的桥梁工程维修加固方案,并编制方案概算。在施工图设计中,设计出桥梁工程的维修加固施工方案,编制施工图预算。在额外技术要求中,主要有四个方面的要求,即质量评定标准、交通组织要求、材料相关要求、施工工序要求。
完成前期的养护、检测和加固设计,便需要进行正式的加固施工作业。在桥梁工程的加固施工中,重点是承载力补强、耐久性恢复、部分构件更换。承载力补强这一作业中,可以使用的技术手段较多,比如用增大截面法,再比如可以粘贴
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纤维板、钢板,从而达到理想的补强效果。耐久性恢复这一作业中,主要是混凝土破损修补、裂缝的封闭与灌浆处理、桥梁系修复、钢筋的除锈修复,均是重点,要高度重视。部分构件更换这一作业中,通常情况下是更换伸缩缝和支座。
1.桥梁的养护检测加固一体化技术应用要点
1.检测内容
进行桥梁工程的健康检测时,需要将重点放在三个内容上,一是进行表观损伤检测,二是进行材质状况检测,三是进行承载力检测。
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表观损伤检测中,可以借助肉眼观察桥梁工程的损伤情况,包括支座、上部结构、桥面系、下部结构,从而发现肉眼可见的损伤。材质状况检测中,强调的是明确桥梁工程的故障缺陷,对材质进行深度的评估,包括四个方面的内容。一是检测混凝土的强度变化情况,二是检测钢筋保护层的厚度,三是检测钢筋锈蚀情况,四是检测混凝土的内部结构质量。进行承载力检测时,因为长时间的运行,会导致桥梁工程荷载问题严重化,此时需要对桥梁工程的承载力进行定期或动态的检测[2]。在此过程中,要借助
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一些特定方法评估桥梁的整体状况,主要是静载试验、动载试验。
2.2养护检测要点
在桥梁工程的养护检测中,重点有四个,包括混凝土强度检测、混凝土内部结构检测、静载试验、动载试验。
混凝土强度检测中,现场工作人员可以借助对应的技术或装备评估混凝土强度,比如可以用超声回弹法,检测出梁部、桥墩这些重要位置的混凝土强度情况。正式测试过程中,通常都是在每一个测区设置16个回弹点,要求这些回弹点可以
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均匀设置在检测区域内,严格将回弹点之间的静距离控制为20mm以上。待得出混凝土强度检测结果后,便可以结合技术手段判断和分析出混凝土的强度情况。
混凝土内部结构检测中,可以使用超声波检测这一方法,判断出混凝土内部结构是否有缺陷。比如在探查桥梁的桥墩部分时,可以用超声波检测方法确定是否存在裂缝,发现裂缝后可以尽早加固处理[3]。
静载试验中,可以利用载重车和沙袋,对桥梁结构施加荷载,在此过程中做好检测,得出检测结果。借
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助计算机技术可以得出加载结果,并形成荷载形变曲线图,在荷载形变曲线图的帮助下,可以更加客观、全面的判断出桥梁结构的荷载情况。
动载试验中,需要确保所选用的动力测试系统具备高灵敏性,检测桥梁工程的细小变形。水流、地脉动、风荷载均会对桥梁工程造成不良影响,可以通过动载试验得出影响程度。
2.3桥梁加固要点
已经完成桥梁工程的检测任务,可以确定桥梁的健康状况,此时可以
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结合实际情况进行桥梁加固处理。在桥梁加固处理时,可以采取的加固技术较多,常用的是两种,即粘贴钢板加固法、粘贴碳纤维加固法。
以粘贴钢板加固法为例,先确定出桥梁混凝土结构的薄弱位置,而后选用环氧树脂粘贴钢板实施加固处理。通过操作,桥梁结构与钢板之间可以形成一个有效的受体力,桥梁结构的刚度、抗剪力可以随之得到强化,不会出现混凝土应力不均匀的问题,对提高桥梁工程的耐久性、承载力有十分大的裨益。
1.结语
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桥梁的养护检测加固一体化技术有多方面的显著优势,强调各种技术、责任主体之间的协调,能够有效维护桥梁工程的安全与稳定,值得推广。后续要加大研究力度,探究养护检测加固一体化技术应用时的更多要点,将现有的养护技术、检测技术和加固技术的优势有效发挥。
参考文献
[1]袁和勇.桥梁养护检测加固一体化技术的应用[J].黑龙江交通科技,2020,43(05):115-116.
[2]蒋明举.加强公路桥梁养护与维修
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加固的措施探究[J].黑龙江交通科技,2021,44(10):121+123.
[3]刘佳.公路桥梁养护与维修加固技术的应用分析[J].工程技术研究,2022,7(12):252-254.
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• 对外投资:
湖南恒德检测有限公司,法定代表人是邹常进,出资日期是2004-01-12,企业状态是在营(开业),注册资本是511.02万,出资比例是45.20%
• 股东:
南昌科宁实业有限公司,出资比例97.33%,认缴出资额是1946.666400万
中铁十五局集团有限公司,出资比例2.67%,认缴出资额是53.333600万
• 高管人员:
邹常进在公司任职董事长
邹常进在公司任职总经理
王令振在公司任职监事
王小英在公司任职董事
王小虎在公司任职监事
郭静在公司任职董事
桥梁桩基加固介绍?
说到桥梁桩基加固,现阶段,我国桥梁桩基怎么加固?常用加固方式有哪些?以下是中达咨询小编梳理相关桥梁桩基加固相关内容,基本情况如下:
为了帮助相关人员了解桥梁桩基加固,中达咨询通过梳理相关资料,基本情况如下:
桥梁桩基加固基本方式:
增补桩基加固设计法
当桥梁在基础的承载力不足的时候,为了进一步的提高其承载能力,从而延长桥梁寿命本身,相关工作人员可以通过增加桥梁桩基础并且扩大承台,达到分散墩台的压力。利用原有的桩基础周围,补加新的钻孔灌注桩,将桩顶紧密的连接在一起,借此来提高桩基础的承载能力,提高稳定性,这就是所谓的增补桩基加工设计法。下面可以通过以下实例对该方法进行详细的分析:
某桥梁建立于1993年,因为当时工程资金有限,将该桥建立为漫水桥,桩基础为钢筋混泥土灌注桩。而到了目前,该桥已经不能满足输水的要求,需要重新进行加固设计,而桥面整体家加宽,抬高以及设计载荷较大,使得原先桩基础无法满足要求,而经过多方面的考虑,决定使用增补桩加固设计法,能够保证到原有的桩基础再次的利用,同时也降低了工程项目的成本,实施完成以后,该桥梁未出现任何的问题,加固效果非常良好。
微型桩加固设计法
所谓的微型桩加固设计法就是需要能够利用一些直径较小的钢管混凝土对原有桩基础进行加固处理,这个方法的好处就是有着较强的承载能力,占用土地面积较小,孔径小等等优点。整个加固的设计方案和过程是需要注意排水处理和封底混凝土的浇筑质量,并且还要防止原有的桩基础的烦扰,在实施方案的过程中要做到逐桩式的实施理念,下面通过以下工程实例对此方法进行详细的分析:
某建筑桥梁总宽为6米,桩基础为混凝土钻孔灌注桩,直径为1.5米,桥上部为预应力空心板,应该桥所在地区交通日益繁华,规模发生变化,需要对此桥进行加宽处理,进行详细的分析,该桥应该使用微型桩加固法。首先,工作人员应该制定正确的图纸,并做出相应的定位,进行植筋,最后浇筑混凝土,并且采用逐桩式进行施工,通过该处理,能够满足桥面加宽的承载力要求。
桩身补强加固设计方法
桩身补强加固设计方法是通过补浇混凝土或者是增设桩头钢筋来对桥梁桩基础已经收到的损害进行修复和弥补,从而做到提高桩身的强度,抗弯性能力和一定的抗腐蚀能力。通过桩身补强加固设计方法可以对破损较为严重的桥梁桩基础进行处理,桩身强度能够得到明显的增强,并且这个方法的可实施性比较高,适合在同类的工程中进行推广和使用。
扩大加固基础设计方法
扩大基础加固设计方法是通过在桩基础周边对基础进行扩大的方法并且进行加固处理,从而保证桩基和基础能够相互结合,提高自身的整体性能,加强桥梁结构的稳定性,而且扩大加固基础设计方法对于加固处理的效果非常的良好。下面通过以下实例进行详细的分析。
在某交通桥梁进行检测的过程中,每根桩基础都有着非常明显的剥落情况,并且现象非常的严重,甚至还出现了空洞和蜂窝现象。因为钢筋的剥落,导致桥梁桩基的承载能力变弱,为此可以对其进行扩大加固的处理,最后工程项目竣工,加固处理效果良好。
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