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    橋梁加固

    發(fā)布日期:2020-07-15

    1.橋梁支座更換與橋梁同步頂升

    頂升技術(shù)是一種新型的橋梁施工技術(shù),以前主要應(yīng)用于房屋建筑工程糾偏和橋梁的頂推施工工藝中。近年來,隨著交通運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展,頂升工藝更多的被用于既有橋梁的技術(shù)改造和橋梁由于各種原因所產(chǎn)生的偏差、病害的校正中。

    頂升施工注意事項(xiàng)及建議

    (1)施工中尤其要注意施工安全保障措施,對進(jìn)場的支座的規(guī)格性能要逐個(gè)進(jìn)行檢查,確保其大小、性能合適;支座墊石必須調(diào)平,待環(huán)氧樹脂砂漿或快硬混凝土形成強(qiáng)度后方可落梁。

    (2)頂升過程中會遇到將原結(jié)構(gòu)部分構(gòu)件予以拆除或鑿除的情況,在拆除或鑿除過程中應(yīng)避免野蠻施工,以免對原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不必要的損傷和破壞。

    (3)施工中使用的化學(xué)膠粘劑屬于易燃化學(xué)物品,應(yīng)密封存儲,遠(yuǎn)離火源,避免陽光直射。工作場地嚴(yán)禁煙火,保持通風(fēng)。施工時(shí),要采取相應(yīng)的勞動保護(hù)措施,不得隨便丟棄殘留的化學(xué)膠粘劑,而應(yīng)按環(huán)保要求來處理。避免對環(huán)境造成污染和危害。

    (4)若在橋梁頂升過程中要中斷交通或加強(qiáng)交通管制,應(yīng)做好施工期間的交通組織,并與施工進(jìn)度配合好。對頂升過程中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象要及時(shí)和相關(guān)部門溝通,提出處理對策。

    (5)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固改造應(yīng)嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖進(jìn)行施工。施工順序及步驟應(yīng)符合施工設(shè)計(jì)要求,若施工單位采用其他組織方案,應(yīng)進(jìn)行確認(rèn)后方可施工。

    (6)施工過程中應(yīng)仔細(xì)查閱相關(guān)部位的設(shè)計(jì)詳圖。

    (7)頂升單位在開工前,必須做好完整的施工方案和各項(xiàng)可行的應(yīng)急措施,確保施工安全和結(jié)構(gòu)物安全

    2.橋梁伸縮縫更換及安裝

            伸縮縫是橋梁結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件之一。 具有伸縮、承重、防水、平整等功能。具有剛度高、耐久性強(qiáng)、整體性好,能夠滿足橋梁的路用性要求。且能將車輛垂直、水平荷載通過支承結(jié)構(gòu)傳遞給橋梁梁體,能滿足橋梁縱橫向位移、梁端翹曲發(fā)生轉(zhuǎn)角變化,保證橋梁上部結(jié)構(gòu)在溫度變化、混凝土收縮和徐變、以及荷載作用下,在該處的變位能夠得以實(shí)現(xiàn),而不產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力,很好的保證了行車的安全、平順。

            但是近幾年,隨著交通量的日益增長,高速重載車輛的行駛,使橋梁產(chǎn)生了不同程度病害,特別是設(shè)置在梁端構(gòu)造薄弱部位的橋面伸縮縫部分。由于其直接承擔(dān)車輛反復(fù)荷載作用,又大多暴露在大自然中,受到各種自然環(huán)境的影響,經(jīng)常會發(fā)生各種不同程度的損壞。橋面伸縮縫的損壞,影響了橋梁的正常使用,增大了養(yǎng)護(hù)維修的工作量,增加了養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的投入,造成了不良社會影響。

    病害伸縮縫的更換養(yǎng)護(hù)已經(jīng)成為公路安全重要環(huán)節(jié)之一。

    3.橋梁梁體加固

    a.粘貼碳纖維布加固

            粘貼碳纖維布是對橋梁梁板 進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的一種加固方法。碳纖維材料具有強(qiáng)度高、重量輕、抗腐蝕、耐老化、耐熱性能好、能夠保持結(jié)構(gòu)原狀、施工便捷等特點(diǎn),并能有效地封閉混凝土裂縫,抑制裂縫的擴(kuò)展。其高彈性模量的特性約束了混凝土結(jié)構(gòu)裂 縫的生成與擴(kuò)展,改變了裂縫的形態(tài),使裂縫變成分散的細(xì)微裂縫,提高了混凝土構(gòu)件正常使用的壽命及耐久性。 

            采用碳纖維布加固橋梁能最小程度地改變原有結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布,保證在設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共同受力;將抗拉性能優(yōu)良的碳纖維布用粘結(jié)材料粘貼到梁體底面或箱梁內(nèi)壁上,使其與原結(jié)構(gòu)一起參與受力,即碳纖維布可以與原結(jié)構(gòu)內(nèi)布置的鋼筋一道共同承受拉力,以提高橋梁的承載能力。 

            采用碳纖維布加固橋梁,施工無需大型施工機(jī)械,占用場地少,碳纖維布是一種柔性材料,可以任意裁剪,便于施工,適用于不同的結(jié)構(gòu)。

    b.粘貼鋼板加固

    1.工法特點(diǎn)  

            采用特殊結(jié)構(gòu)膠在結(jié)構(gòu)梁的底部(梁鋼板在梁底粘貼有困難時(shí),也可包括梁側(cè)一定高度范圍)粘貼鋼板,梁端部采用扁鋼條帶對受彎構(gòu)件的斜截面受剪承載力進(jìn)行加固時(shí),應(yīng)粘貼成垂直于構(gòu)件軸線方向的加錨在封閉箍或其他有效的U形箍,達(dá)到在原有結(jié)構(gòu)截面增大有限的前提下,發(fā)揮受損構(gòu)件或大大提高原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力  

    2.適用范圍及條件  

        2.1適用范圍    

            本方法適用于對鋼筋砼受彎、大偏心受壓和受拉構(gòu)件的加固;  

        2.2適用條件  

            采用本規(guī)范規(guī)定的膠粘劑粘貼鋼板加固混凝土結(jié)構(gòu)時(shí),其長期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60°,處于特殊環(huán)境(如高溫、高濕、介質(zhì)侵蝕、放射等)的混凝土結(jié)構(gòu)采用本方法加固時(shí),除應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定采取相應(yīng)的防護(hù)措施外,尚應(yīng)采用耐高溫因素作用的膠粘劑,并按專門的工藝要求進(jìn)行粘貼;

            當(dāng)被加固構(gòu)件的表面有防火要求時(shí),應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50016規(guī)定的耐火等級及耐火極限要求,對膠粘劑和鋼板進(jìn)行防護(hù)。

    c.灌注鋼板加固

            灌鋼加固又叫外粘型鋼加固法,在使用過程中優(yōu)先選用厚度不超過5mm的角鋼將所需加固的混凝土柱或梁的四邊進(jìn)行包裹,用來大幅度提高混凝土柱或梁的截面承載力和抗震能力。

            采用灌鋼加固時(shí),在材料方面應(yīng)優(yōu)先選用厚度不小于5mm的角鋼,且角鋼邊長對于所加固的梁和桁架不應(yīng)小于50mm,對于混凝土柱則不應(yīng)小于75mm,同時(shí)需要沿梁、柱軸線方向每隔一定距離用扁鋼制作箍板或綴板與角鋼焊接。特別需要注意的是,在粘貼角鋼之前,應(yīng)將所加固構(gòu)件截面進(jìn)行打磨成半徑大于7mm的圓角,同時(shí)注膠應(yīng)在型鋼構(gòu)架焊接完成之后進(jìn)行,注膠膠縫應(yīng)控制在3~5mm,局部允許長度不大于300mm、厚度不大于8mm的膠縫,但其位置不得出現(xiàn)在角鋼端部600mm方位之內(nèi)。

    d.裂縫修補(bǔ)

            混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁,裂縫是很普遍的病害,甚至預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)有些部位都會出現(xiàn)裂縫。當(dāng)橋梁使用較長時(shí)間,由于各種外界因素、內(nèi)部原因共同影響,一般都會出現(xiàn)裂縫。結(jié)構(gòu)物一旦出現(xiàn)裂縫,其受力截面發(fā)生應(yīng)力重分布,也就意味著有效受力截面變小,結(jié)構(gòu)應(yīng)力增大,承載能力降低。所以必須針對不同情況對裂縫進(jìn)行處理。按耐久性要求,如果裂縫細(xì)小,裂縫寬度已達(dá)穩(wěn)定,且開裂處不易受雨水浸滲,不易受腐蝕,不再繼續(xù)發(fā)展,且對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度沒有明顯影響時(shí),可不做處理。如果裂縫寬度<0.15mm且開裂處易受雨水浸滲時(shí),可僅做表面封閉處理,以避免鋼筋銹蝕;裂縫寬度>0.15mm或裂縫已經(jīng)貫通時(shí),說明裂縫處荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過容許值,所以除采取壓力灌漿法修補(bǔ)裂縫外,還應(yīng)采取其它加固措施,如粘貼鋼板、加大截面等。

    1表面抹灰修補(bǔ)裂縫 

            采用水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧基液及環(huán)氧砂漿等材料涂抹在裂縫部位的混凝土表面進(jìn)行修補(bǔ)。 

    2表面噴漿修補(bǔ)裂縫 

            噴漿修補(bǔ)是在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面,噴射一層密實(shí)而且高強(qiáng)度的水泥砂漿保護(hù)層來封閉裂縫。根據(jù)裂縫的部位、性質(zhì)、維修要求與條件,可分別采用無鋼筋素噴漿、掛網(wǎng)噴漿等修補(bǔ)方法。 

    3壓力灌漿修補(bǔ)裂縫 

            壓力灌漿根據(jù)灌漿材料的不同可分為:水泥灌漿、瀝青灌漿和化學(xué)灌漿。不同的灌漿液其用途、功效也不相同。橋梁結(jié)構(gòu)裂縫修補(bǔ)采用較多的是化學(xué)灌漿。化學(xué)灌漿中以環(huán)氧樹脂材料灌漿及甲丙烯醋類材料進(jìn)行修補(bǔ)的結(jié)構(gòu)物裂縫效果最好,應(yīng)用也最廣泛。 

    4.樁基加固

            樁基由樁和連接樁頂?shù)臉冻信_(簡稱承臺)組成的深基礎(chǔ)(見圖)或由柱與樁基連接的單樁基礎(chǔ),簡稱樁基。

            若樁身全部埋于土中,承臺底面與土體接觸,則稱為低承臺樁基;若樁身上部露出地面而承臺底位于地面以上,則稱為高承臺樁基。

            建筑樁基通常為低承臺樁基礎(chǔ)。高層建筑中,樁基礎(chǔ)應(yīng)用廣泛。

            缺陷樁處理常用方法有擴(kuò)大承臺、原位復(fù)樁、接樁、樁芯鑿井法、補(bǔ)樁、補(bǔ)強(qiáng),改變施工方法,修改設(shè)計(jì)方案等。

    5.植筋加固

            植筋,即在設(shè)計(jì)部位按設(shè)計(jì)孔徑鉆至規(guī)定深度后,進(jìn)行清孔,再注入植筋膠,插入鋼筋,使鋼筋與混凝土通過植筋膠可靠地錨固在一起。其錨固效果等同于預(yù)埋鋼筋,從而滿足結(jié)構(gòu)傳遞受力要求的一種施工技術(shù)。

    植筋加固施工時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。

    注意事項(xiàng):

    1、結(jié)構(gòu)膠完全固化后為無毒材料,但未固化前對皮膚、眼睛有刺激性,而且膠固化后也不易清除,施工人員應(yīng)注意適當(dāng)?shù)膭趧颖Wo(hù),配備安全帽、工作服、手套等。人體直接接觸后用清水沖洗干凈。

    2、周圍環(huán)境溫度越高,每次配膠量越大,可操作時(shí)間越短。預(yù)估適用期內(nèi)的每次配膠量,以避免不必要的浪費(fèi)。

    3、植筋錨固關(guān)鍵是清孔。孔內(nèi)清理不干凈或孔內(nèi)潮濕均會對膠與混凝土的粘結(jié)產(chǎn)生影響,將無法達(dá)到設(shè)計(jì)的粘結(jié)強(qiáng)度,影響錨固質(zhì)量。

    4、膠體配制時(shí)計(jì)量必須準(zhǔn)確,否則膠體凝結(jié)的時(shí)間不好控制,甚至?xí)斐赡z體凝結(jié)固化收縮,粘結(jié)強(qiáng)度降低;膠體配制好后應(yīng)立即放入孔內(nèi)。

    5、插入鋼筋時(shí)要注意向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn),且要邊旋轉(zhuǎn)邊插入,以使膠體與鋼筋充分粘結(jié)。

    植筋技術(shù)設(shè)備簡單,操作方便,效果可靠,其施工要點(diǎn)在于鉆孔深度、孔徑及垂直度一定要保證符合設(shè)計(jì)要求,且施工中植入鋼筋一定要保持潔凈,對植筋膠的選用一定要嚴(yán)格,施工前必須先做試驗(yàn),若能保證以上措施,植筋效果能達(dá)到要求。總的來說,植筋技術(shù)的應(yīng)用研究,不僅能夠解決既有工程結(jié)構(gòu)由于使用功能變化、不可抗力(指地震等自然災(zāi)害)、結(jié)構(gòu)老化等原因而需結(jié)構(gòu)加固的問題,而且,還能解決由于設(shè)計(jì)缺陷、裝潢、施工遺漏等原因造成的需結(jié)構(gòu)加固問題。同時(shí),隨著更多需結(jié)構(gòu)加固工程和改造工程的出現(xiàn)和植筋技術(shù)被廣泛的應(yīng)用及其可靠性被工程界和廣大業(yè)主的認(rèn)可,為植筋技術(shù)的應(yīng)用和研究提供了有利條件。

    6.橋面鋪裝

            橋面鋪裝是指鋪筑在橋面板上的防護(hù)層,用以防止車輪(或履帶)直接磨耗橋面板,并擴(kuò)散車輪荷載,也為車輛提供平整防滑的行駛表面。

            一個(gè)完整的橋面鋪裝,從上到下通常由以下幾個(gè)層次組成:

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    橋面鋪裝的組裝

            1.鋪裝主體

            鋪裝主體一般可分為上層和下層兩個(gè)層次。

            上層也稱磨耗層或防滑層。用于抵抗車輛荷載對橋面鋪裝產(chǎn)生的磨耗與剪力,提供行車所需要的粗糙度。常采用瀝青混凝土,厚3~4cm。

            下層的主要作用是校正橋面結(jié)構(gòu)的凹凸不平,保證上層的鋪筑厚度,有時(shí)也兼有防水作用,一般采用密實(shí)型瀝青混凝土,厚度為3~5cm。鋪裝主體的上、下兩層應(yīng)構(gòu)成整體,形成穩(wěn)定、耐久、平整、抗滑的鋪裝。也可不分上、下層,一次鋪筑成鋪裝主體,比如采用12cm厚的鋼筋混凝土。

            2.防水層

            防水層位于鋪裝主體下面,用以阻止由鋪裝表面下滲的水分對橋面鋼板或混凝土內(nèi)鋼筋的腐蝕。通常采用瀝青砂膠、瀝青油氈等,厚度一般小于2cm。

            3.黏結(jié)層

            黏結(jié)層也稱首涂層,是位于橋面板與防水層之間的涂抹薄層。設(shè)置該層的目的在于保證橋面鋪裝與橋面板良好黏結(jié)。常采用瀝青、用橡膠或環(huán)氧樹脂等改性的瀝青、樹脂等材料。黏結(jié)層也可視作為防水層的一個(gè)組成部分。

    7.橋面防水

            近年來,我國修建的高速公路無論是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)還是施工工藝,就其總體水平而言都有顯著的提高,然而往往通車不到一年就出現(xiàn)早期損壞,其中危害最大、最常見的就是水損害。

            對于瀝青路面,由于其孔隙率較高,沒有防水作用,于是水的滲入和滯留,在溫度和荷載綜合作用下,不僅造成面層的松散、剝落和坑槽破壞,而且,滲入水會造成基層軟化、強(qiáng)度降低,進(jìn)而誘發(fā)面層更加嚴(yán)重的破壞。

            同樣,水泥混凝土路面也存在類似問題。另外在道路修建中,各式各樣的橋梁在公路的總里程中占有相當(dāng)部分比例,在實(shí)際工程中也常出現(xiàn)諸如立交橋橋面滲水、鋪裝層剝落、橋面板破碎等問題。

            研究表明,水的滲入是造成這些破壞的最直接和最重要的原因之一。為了保護(hù)橋面板,防止車轍或履帶直接磨耗橋面,并借以分散車輪的集中荷載,通常用水泥混凝土和瀝青混凝土鋪裝橋面,而為滿足防水性好、穩(wěn)定性好、抗裂性好、耐久性好以及層間粘結(jié)性好的使用要求,一般都要在橋面鋪裝層間設(shè)置防水層。

    8.梁、柱子截面加大加固

          增大截面加固法是用增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件或構(gòu)筑物截面面積進(jìn)行加固的一種方法,它不僅可以提高被加固構(gòu)件的承載能力,而且還可以加大其截面剛度,改變其自振頻率,使正常使用階段的性能在某種程度上得到改善,這種加固方法廣泛應(yīng)用于加固混凝土結(jié)構(gòu)中的梁、板、柱等。

          增大截面加固法具有原理簡單、使用經(jīng)驗(yàn)豐富、受力可靠、加固費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn),很容易為人們所接受;但它也有一些缺點(diǎn),如濕作業(yè)工作量大,養(yǎng)護(hù)周期長、增加結(jié)構(gòu)自重、占用建筑空間較多等,使其應(yīng)用受到限制。

    9.活動護(hù)欄改造

            活動護(hù)欄是設(shè)置在中央分隔帶開口處.為方便特種車輛(如交通事故處理車輛、急救車輛)在緊急情況下通行和一側(cè)道路施工封閉時(shí)臨時(shí)開啟放行的活動設(shè)施。活動護(hù)欄在正常情況下要求具有一定的隔離性能和防護(hù)性能,在臨時(shí)開放時(shí)應(yīng)能快速、靈活地移動。

            設(shè)置原則

            1、高速公路的中央分隔帶開口處必須設(shè)置活動護(hù)欄。

            2、設(shè)有中間帶的一級公路在禁止車輛掉頭的中央分隔帶開口處應(yīng)設(shè)置活動護(hù)欄。

            3、活動護(hù)欄應(yīng)設(shè)置在中央分隔帶開口處的公路中心線位置,設(shè)置的長度應(yīng)能有效封閉中央分隔帶開口。

            4、活動護(hù)欄的設(shè)置高度應(yīng)與中央分隔帶護(hù)欄的高度協(xié)調(diào)一致。活動護(hù)欄上部應(yīng)設(shè)置輪廓標(biāo)或反射體。設(shè)置反射體時(shí),規(guī)格為4cm x 18cm,可由反光片或反光膜制作,反光等級應(yīng)為二級以上,顏色和設(shè)置高度應(yīng)與中央分隔帶輪廓標(biāo)保持一致。

            5、位于有防眩要求路段的活動護(hù)欄上宜設(shè)置防眩設(shè)施。

            型式選擇

            1、活動護(hù)欄可分為插拔式活動護(hù)欄和充填式活動護(hù)欄兩種構(gòu)造型式。

            2、選擇活動護(hù)欄型式時(shí),應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)的氣候特點(diǎn)、所在位置的公路條件綜合確定。

            構(gòu)造要求

            1、插拔式活動護(hù)欄由護(hù)欄片、反射體、預(yù)埋基礎(chǔ)等組成,其中護(hù)欄片由直管、彎管、立柱等鋼管構(gòu)件焊接而成。插拔式活動護(hù)欄的每片長度應(yīng)在2一2. 5m之間。基礎(chǔ)可采用預(yù)埋套管或抽換式立柱基礎(chǔ),基礎(chǔ)混凝土的強(qiáng)度等級不得低于C20。插拔式活動護(hù)欄的基礎(chǔ)套管頂面高程應(yīng)高出路面20mm左右,在套管周邊可設(shè)置混凝土斜坡。

            2、充填式活動護(hù)欄由多塊護(hù)欄預(yù)制塊連接而成。護(hù)欄預(yù)制塊可采用塑料或玻璃鋼制作,斷面型式可采用F型或單坡型混凝土護(hù)欄的斷面型式,預(yù)制塊中空,可以充填水或細(xì)砂。充填式活動護(hù)欄預(yù)制塊的每塊長度不應(yīng)小于2m,在兩端應(yīng)設(shè)置便于護(hù)欄塊連接的企口


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