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危桥的鉴定与加固的浅述
发布时间:2022-12-15 15:14:50
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图12.jpg

改革开放以来,随着我国经济建设和交通事业的飞速发展,我国现有公路桥梁中相当一部分由于当初设计荷载标准偏低,出现不同程度的桥面龟裂、破损、钢筋锈蚀、混凝土碳化深度严重等问题,严重影响正常使用,部分旧桥已经处于危桥状态。如何采取有效的检测方法和加固措施,提高旧桥承载力,使其满通量增长的需求,继续为现代交通运输服务,成为人们越来越关注的问题。

《公路桥涵养护规范》里面详细规定危桥鉴定的条件标注,由于篇幅限制,稍加概述几点:

1)根据缺损程度(大小、多少或轻重)、缺损对结构使用功能的影响程度(无、小、大)和缺损发展变化状况(趋向稳定、发展缓慢、发展较快)等三个方面,以累加评分方法对各部件缺损状况做出等级评定。

2)重要部件(如墩台与基础、上部承重构件、支座)以其中缺损最严重的构件评分;其他部件,根据多数构件缺损状况评分。

一、双曲拱桥的主要病因鉴定与加固:

1、双曲拱桥的主要病因鉴定分析

软土地基上建造的双曲拱桥,不可避免地要产生桥台水平位移和转角(桥台因不均匀下沉产生的后果要比水平位移和转角产生的后果小),使拱圈严重开裂和变形。拱肋尺寸偏小(整个拱圈截面不足),计算上则采用简单的内力迭加,而实际结构为二阶段受载(施工阶段和运营阶段),理论上的精确计算表明,既非内力迭加又异于应力迭加,实际上拱肋应力较内力迭加要大,造成开裂。

2加固拱桥改造

(1)对拱肋进行加固,增加主拱圈高度,调整拱上建筑自重的分布和减轻拱上建筑的重量,一般可以采取如下措施::①改造拱上建筑圬工横墙为钢筋混凝土立柱;②拆除拱上建筑,代之以轻型的钢筋混凝土门式刚架或桁架式拱上建筑;③降低桥面标高,以减少填料;④腹拱体系轻型化,将笨重的腹拱体系拆除,代之以轻型的钢筋混凝土T形梁、预应力和非预应力混凝土空心板、微弯板。

(2)加强横向联系将原横系梁加高成横隔板,并设横向联结钢筋与原拱肋中凿露的钢筋焊成整体。

(3)拆除拱上建筑对主拱圈完好,而拱上建筑损坏严重的双曲拱桥,可全部拆除拱上建筑(当然要按程序拆除,不能造成主拱圈变形),拱上建筑改成桁架拱体系,即常称之的桁架双曲拱,但事先应进行充分的计算。

二、梁桥加固的几种方法

1、加大混凝土截面和增加主筋

(1)增大T形梁的梁肋下部并加设主筋。在近支座处将加设的主筋弯起与原梁主筋焊牢,为保证新、老混凝土可靠粘结,仍应将原梁混凝土凿毛、洗净、且隔一定距离将主筋凿露,以锚固筋与新设主筋焊接,然后用悬挂模板浇注肋下加大部分的混凝土。

(2)增焊主筋当桥下净空受限制,可在梁底原主筋处增焊主筋,以提高梁的承载力。

(3)加厚桥面板拆除厚桥面铺装层,在桥面板上铺一层钢筋网,再浇一层比原铺装层厚的新混凝土。

2、粘贴加固

用环氧树脂粘贴钢板、钢筋及玻璃布,可增大构件抗弯及抗剪能力,并减少裂缝开展宽度。

三、基础的加固措施

(1)灌注水泥浆加固地基

(2)对水平移位桥进行加固(①若拱桥发生水平位移时,采用加固措施要慎重,可在桥台两侧加翼墙,用增加自重产生的摩阻力来抵抗水平滑动力。②如是梁式桥因台背土压力过大造成桥台前移,可更换填土,减小土压力。

(3)控制基础沉降①在刚性浅基础周围再砌圬工(或灌注混凝土)与原基础联成整体以扩大承压力。②在墩、台基础左右(或前后),向墩、台中心钻斜孔或打入斜向钻管,通过孔眼(管眼)灌注水泥砂浆、土的固结剂,以提高地基承载力。

四、梁桥上部结构加固方法

(1)注入式使用环氧树脂和甲凝等化学剂注入结构物内,阻断空气和水分进入梁体,避免腐蚀混凝土和钢筋,增强梁体强度,提高承载力。

①环氧树脂灌浆。环氧浆液由 4 部分组成:主剂、固化剂、增韧剂、稀释剂。主剂为环氧树脂,固化剂采用常温固化的脂肪胺如乙二胺、间苯二胺等;增韧剂常用邻苯二甲酸酐二丁脂、聚酰胺树脂等;稀释剂常用丙酮、二甲苯这两种化学剂属非活性稀释剂,不参与固化反应,仅起机械混合降低黏度的作用。环氧浆液的配制:先将树脂稍加热,使其流动性增大,然后按增韧剂、稀释剂、加固剂的先后顺序掺入,搅拌均匀,待冷却后即可进行灌注。调制好的浆液尤其在温度高的季节,应随调随用。

②甲凝浆液灌浆。甲凝浆液由 4 部分组成:主挤、引发挤、促进挤、增韧剂。主挤为甲基丙稀酸甲脂,引发挤为过氧化苯甲酰;促进挤用二甲基苯胺;增韧剂用二丁脂。加入配制浆液的材料后,其浆液呈无色透明液体,表面张力约为水的 1/3,有很好的可灌性,可灌入 0.1 mm以下的裂缝。在配制浆液时,应注意聚合反应速度的影响因素。配制温度最好在 10℃以下,补强施工在冬季进行最是适宜,促进挤、引发挤用量要适量,由于氧可以降低甲凝浆液的硬度和强度,所以在浆液中应加除氧剂。若用氮气瓶送氮气,即可排氧又可加压。

③施工工艺。对于采用化学剂补强的结构物,一般混凝土裂缝不深且细,可采用骑缝贴嘴加压灌浆的工艺,按以下工序进行:勾缝和表面处理。把缝面开成 V型槽,凿掉松散的混凝土,用压缩空气吹掉浮土,再用丙酮将缝周围清洗干净。骑缝布嘴。灌浆孔布置在裂缝开度大和裂缝交叉处,孔距一般为 20 cm~30 cm,安放灌浆嘴,用环氧胶固定,待树脂固化后检查缝与嘴的串通情况。封缝。用环氧水泥浆贴玻璃布将缝密封,待固化后,用灌气法检查质量,如有漏气现象应及时修补。灌浆。接通管路,控制 6 kg/cm2的灌浆压力。自上而下,由一端向另一端顺序灌注。

(2) 黏贴式对于梁体开裂、混凝土破碎、结构物承载下降的桥梁,可采用化学剂(环氧树脂或结构胶)黏贴钢(钢筋)或玻璃布的方法进行补强,共同承受弯矩和剪力,使梁体提高承载能力。

①用化学剂黏贴钢板。先将钢板和混凝土表面进行认真的处理,钢板要打磨除锈,用丙酮洗干净。混凝土破碎部分要清理整平,用钢丝刷刷干净,再用丙酮擦洗。然后在混凝土和钢板相应的位置用电钻钻孔,孔径 12 mm,深 5 cm。采用涂抹法黏贴。先在混凝土表面涂一层结构胶,再在钢板表面涂一层结构胶,厚度在 2 mm 左右,随即将钢板贴在混凝土表面上。在已钻好的孔中放入 12 mm 的膨胀螺栓,钢板贴上后,旋紧膨胀螺栓,施加压力。⑤进行质量检查。用铁器轻轻地敲打钢板,如有洞声,说明钢板与混凝土尚未密贴,需进行补胶。形成空洞的原因是结构胶具有流动性,钢板贴上后胶往下流,因此钢板与混凝土之间容易形成空洞。解决的办法是在钢板下缘与混凝土之间用薄泡沫塑料剪成条嵌,防止胶往下流。

②用环氧树脂砂浆黏贴钢板。由环氧树脂、砂按一定比例,用适量的稀释剂如丙酮或二甲苯和固化剂如乙二胺或间苯二胺调配而成。涂抹环氧树脂砂浆要求厚度均匀。同时需将钢板与混凝土之间的空气尽量排出,以便加压后环氧砂浆能使混凝土和钢板密贴。

③用环氧树脂胶浆黏贴玻璃布。将裂缝进行灌浆处理,灌浆材料可用环氧、氮凝、甲凝等,由裂缝宽度来决定选用哪种合适,其稠度以灌入流畅为宜。黏贴玻璃布。将混凝土表面擦拭干净,刷一定环氧树脂胶浆贴一层玻璃布,一般贴 4 层玻璃布,使玻璃布和环氧胶浆紧密结合,形成玻璃钢,实现增强抗拉能力的目的。