橋梁橫向聯(lián)系加固設(shè)計(jì)方案比選研究
——以蕪?fù)吐房缇€橋?yàn)槔?/h1>
2020-12-17 11:46:00于俊鵬安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院安徽淮南232001
安徽建筑 2020年12期
于俊鵬 （安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院，安徽 淮南 232001）
1 引言
橫向聯(lián)系是橋梁的重要構(gòu)件，在提高橋梁整體剛度、保持橋梁完整性與穩(wěn)定性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。橋梁結(jié)構(gòu)的橫向剛度和整體性會(huì)隨著橫向聯(lián)系功能的衰退而降低，同時(shí)不同梁體之間的協(xié)同工作受到破壞，橋梁在橫向不再形成一個(gè)整體。當(dāng)橫向聯(lián)系完全破壞或失去作用時(shí)會(huì)出現(xiàn)“單梁受力”的情況，對(duì)橋梁安全造成很大影響。橫向聯(lián)系的常見加固方案多種多樣，適用于不同的橋梁與環(huán)境，因此如何結(jié)合工程實(shí)際環(huán)境，選擇合適的加固方案尤為重要。
2 常見加固方法
2.1 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法
2.1.1 加固原理
橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法是在舊橋表面重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補(bǔ)強(qiáng)層，如圖1所示。這種方法在加固設(shè)計(jì)時(shí)考慮了鋪裝的疊合效應(yīng)，新施做的橋面補(bǔ)強(qiáng)層與原有橋面鋪裝形成組合結(jié)構(gòu)，增加了濕接縫的截面高度，增大了混凝土的受壓區(qū)面積，不僅提高了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，而且改善了鉸接板梁結(jié)構(gòu)的荷載橫向分布，從而提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體性和承載能力。
圖1 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法施工圖
2.1.2 加固方法評(píng)價(jià)
橋面補(bǔ)強(qiáng)層法的優(yōu)勢(shì)在于僅僅需要在橋面施工，工藝簡(jiǎn)單易行，并且在提高橋梁橫向聯(lián)系的同時(shí)，也能改善行車舒適性；缺點(diǎn)則是會(huì)增加橋面自重荷載，并且有短時(shí)間的封閉交通需求，對(duì)交通量較大的橋梁難以實(shí)現(xiàn)。
2.2 重新鋪裝法
2.2.1 重新鋪裝法的加固原理
當(dāng)濕接縫的強(qiáng)度喪失嚴(yán)重，無法繼續(xù)保證橋梁結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性時(shí)，必須重新施做濕接縫。重新鋪裝法是施做新的濕接縫來替換舊的濕接縫，保證濕接縫傳遞梁體之間的剪力和彎矩的能力，如圖2所示。
圖2 重新施做濕接縫
2.2.2 加固方法評(píng)價(jià)
重新鋪裝法可以解決多方面的問題和病害，但是這種方法的工作量較大，成本相對(duì)較高，并且也有短時(shí)間的封閉交通需求，對(duì)交通量較大的橋梁難以實(shí)現(xiàn)。
2.3 橫梁加強(qiáng)法
2.3.1 橫梁加強(qiáng)法原理
所謂橫梁加強(qiáng)法就是對(duì)橋梁的橫隔梁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。具體方法是在梁體上固定鋼板后，在相鄰的梁體間、鋼板上焊接型鋼，以作為原有橫梁的補(bǔ)充。橫梁加強(qiáng)法能夠合理地改變結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力傳遞的路徑，從而減小有效截面即濕接縫內(nèi)部應(yīng)力的大小，橫梁加固法現(xiàn)場(chǎng)圖片如圖3所示。
2.3.2 加固方法評(píng)價(jià)
橫梁加強(qiáng)法的優(yōu)勢(shì)在于不會(huì)造成原有結(jié)構(gòu)的損傷，并且施工質(zhì)量容易控制，經(jīng)濟(jì)高效而且工期較短；其缺點(diǎn)則在于橫梁加強(qiáng)法一般需要搭設(shè)腳手架等作業(yè)平臺(tái)，對(duì)橋下狀況較為復(fù)雜的情況下不適用。
圖3 相鄰梁體間施加型鋼
2.4 粘貼鋼板法
2.4.1 粘貼鋼板加固法的原理
一般情況下，主梁在荷載作用下，濕接縫處受到一定的彎矩和拉應(yīng)力的作用，濕接縫處的破壞一般都是拉裂破壞，而粘貼鋼板加固法就是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面粘貼抗拉強(qiáng)度比較高的鋼板來提高結(jié)構(gòu)抗彎和抗拉能力，粘貼鋼板加固法的施工效果如圖4所示。在濕接縫強(qiáng)度不足的情況下，粘貼鋼板，相當(dāng)于在受拉區(qū)薄弱的位置增設(shè)了補(bǔ)強(qiáng)鋼筋。鋼板與混凝土之間相互作用，形成一個(gè)整體，使?jié)窠涌p的剛度大大提高，能夠有效抑制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。
2.4.2 加固方法評(píng)價(jià)
圖4 粘貼鋼板的現(xiàn)場(chǎng)照片
粘貼鋼板法不會(huì)造成原有結(jié)構(gòu)的損傷，并且施工質(zhì)量容易控制，且不改變橋梁應(yīng)力分布的情況以及結(jié)構(gòu)的自重和截面形式，經(jīng)濟(jì)高效而且工期短；但是這種方法需要搭設(shè)腳手架等作業(yè)平臺(tái)，對(duì)橋下的作業(yè)空間有一定的要求。
3 蕪?fù)吐房缇€橋橫向聯(lián)系加固
3.1 工程概況
蕪湖縣G329蕪?fù)吐飞峡缤钰M鐵路橋，全長(zhǎng)（含橋臺(tái)）127.2m，橋面全寬25m，橋梁平面線形為直線。上部結(jié)構(gòu)為4×30m裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)組合箱梁，梁高1.6m；每跨由兩片邊梁，六片中梁組成。下部結(jié)構(gòu)橋墩采用單排樁柱式墩；墩柱直徑1.4m，墩下接直徑1.5m的鉆孔灌注樁，樁間設(shè)系梁。橋臺(tái)采用肋板式橋臺(tái)，基礎(chǔ)為直徑1.2m的鉆孔灌注樁。橋面鋪裝采用10cm瀝青混凝土+6cm C40水泥混凝土。橋梁第三跨跨越皖贛鐵路，如圖5所示。
圖5 蕪?fù)吐房缇€橋工程概況
3.2 擬采用的加固方案
根據(jù)該橋梁的實(shí)際情況，對(duì)5種加固方案進(jìn)行必選，如表1所示，具體情況如下：①重做C50混凝土濕接縫，即除去舊橋面材料和濕接縫后重新施做濕接縫、調(diào)平層和鋪裝層；②加鋪10cm厚的C50混凝土橫向連接層，即除去瀝青鋪裝層，并加鋪混凝土結(jié)構(gòu)層和鋪裝層；③第1、2、4跨梁體腹板間加H型鋼支撐，濕接縫下緣粘貼鋼板，第3跨距橋墩一定范圍內(nèi)的腹板間加H型鋼支撐。由于第3跨跨越皖贛鐵路，施工作業(yè)空間受到一定限制，只能采取局部范圍加固措施；④第1、2、4跨梁體腹板間加H型鋼支撐，濕接縫下緣粘貼鋼板，第3跨重做C50混凝土濕接縫，即破除第3跨瀝青鋪裝層、調(diào)平層和濕接縫，再按原設(shè)計(jì)要求重新施作瀝青鋪裝層、調(diào)平層和濕接縫；⑤第1、2、4跨梁體腹板間加H型鋼支撐，濕接縫下緣粘貼鋼板，第3跨不做處理。型鋼撐桿配合粘貼鋼板的加固方式如圖6所示。
擬采用的加固方案 表1
不同橫向聯(lián)系加固方案比選 表2
圖6 粘貼鋼板與增設(shè)型鋼撐桿加固示意圖
3.3 方案比選
本論文根據(jù)橋梁實(shí)際狀況對(duì)蕪?fù)吐房缇€橋橫向聯(lián)系設(shè)計(jì)了5種加固方案，表2從加固效果、經(jīng)濟(jì)成本、施工工藝以及部門合作四個(gè)方面對(duì)不同加固方案進(jìn)行了對(duì)比。綜合比較，雖然方案3的施工工藝比較復(fù)雜、部門之間協(xié)調(diào)工作較多，但是其經(jīng)濟(jì)成本最佳、加固效果較好，因此推薦方案3作為加固方案。
4 總結(jié)
橫向聯(lián)系是裝配式橋梁施工過程中保證橋梁橫向剛度和整體穩(wěn)定性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。橫向聯(lián)系破壞是橋梁上部結(jié)構(gòu)常見病害，考慮到不同橋梁所處環(huán)境的特殊性，選擇合適的加固方案十分重要，如何應(yīng)用新的加固技術(shù)和針對(duì)不同工程選擇合適的加固方案是今后研究的方向。
猜你喜歡
橫向聯(lián)系對(duì)UHPC組合鋼板梁受力性能的影響研究西部交通科技(2024年8期)2024-12-31 00:00:00 公開課：關(guān)于華南—都靈建筑學(xué)（城市設(shè)計(jì)方向）中外合作辦學(xué)碩士項(xiàng)目的討論城市設(shè)計(jì)(2024年5期)2024-03-07 00:00:00 帖臉譜啟蒙(3-7歲)(2020年12期)2020-12-25 05:34:02 《貓頭鷹》小粘貼啟蒙(3-7歲)(2020年4期)2020-04-22 13:08:24 萊鋼型鋼265m2燒結(jié)機(jī)高效生產(chǎn)實(shí)踐山東冶金(2019年5期)2019-11-16 09:09:24 萊鋼低成本加鈮Q345B熱軋型鋼的試制開發(fā)山東冶金(2019年3期)2019-07-10 00:54:06 萊鋼型鋼1#～4#轉(zhuǎn)爐鐵合金控制系統(tǒng)應(yīng)用山東冶金(2018年5期)2018-11-22 05:12:34 A ski trip to Japan瘋狂英語·新讀寫(2018年2期)2018-09-07 09:32:12 What Would I Change It To瘋狂英語·新悅讀(2018年3期)2018-03-07 07:56:34 新課改下“分?jǐn)?shù)的簡(jiǎn)單應(yīng)用”新課程·中旬(2017年4期)2017-06-18 14:05:58
于俊鵬 （安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院，安徽 淮南 232001）
1 引言
橫向聯(lián)系是橋梁的重要構(gòu)件，在提高橋梁整體剛度、保持橋梁完整性與穩(wěn)定性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。橋梁結(jié)構(gòu)的橫向剛度和整體性會(huì)隨著橫向聯(lián)系功能的衰退而降低，同時(shí)不同梁體之間的協(xié)同工作受到破壞，橋梁在橫向不再形成一個(gè)整體。當(dāng)橫向聯(lián)系完全破壞或失去作用時(shí)會(huì)出現(xiàn)“單梁受力”的情況，對(duì)橋梁安全造成很大影響。橫向聯(lián)系的常見加固方案多種多樣，適用于不同的橋梁與環(huán)境，因此如何結(jié)合工程實(shí)際環(huán)境，選擇合適的加固方案尤為重要。
2 常見加固方法
2.1 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法
2.1.1 加固原理
橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法是在舊橋表面重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補(bǔ)強(qiáng)層，如圖1所示。這種方法在加固設(shè)計(jì)時(shí)考慮了鋪裝的疊合效應(yīng)，新施做的橋面補(bǔ)強(qiáng)層與原有橋面鋪裝形成組合結(jié)構(gòu)，增加了濕接縫的截面高度，增大了混凝土的受壓區(qū)面積，不僅提高了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，而且改善了鉸接板梁結(jié)構(gòu)的荷載橫向分布，從而提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體性和承載能力。
圖1 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法施工圖
2.1.2 加固方法評(píng)價(jià)
橋面補(bǔ)強(qiáng)層法的優(yōu)勢(shì)在于僅僅需要在橋面施工，工藝簡(jiǎn)單易行，并且在提高橋梁橫向聯(lián)系的同時(shí)，也能改善行車舒適性；缺點(diǎn)則是會(huì)增加橋面自重荷載，并且有短時(shí)間的封閉交通需求，對(duì)交通量較大的橋梁難以實(shí)現(xiàn)。
2.2 重新鋪裝法
2.2.1 重新鋪裝法的加固原理
當(dāng)濕接縫的強(qiáng)度喪失嚴(yán)重，無法繼續(xù)保證橋梁結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性時(shí)，必須重新施做濕接縫。重新鋪裝法是施做新的濕接縫來替換舊的濕接縫，保證濕接縫傳遞梁體之間的剪力和彎矩的能力，如圖2所示。
圖2 重新施做濕接縫
2.2.2 加固方法評(píng)價(jià)
重新鋪裝法可以解決多方面的問題和病害，但是這種方法的工作量較大，成本相對(duì)較高，并且也有短時(shí)間的封閉交通需求，對(duì)交通量較大的橋梁難以實(shí)現(xiàn)。
2.3 橫梁加強(qiáng)法
2.3.1 橫梁加強(qiáng)法原理
所謂橫梁加強(qiáng)法就是對(duì)橋梁的橫隔梁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。具體方法是在梁體上固定鋼板后，在相鄰的梁體間、鋼板上焊接型鋼，以作為原有橫梁的補(bǔ)充。橫梁加強(qiáng)法能夠合理地改變結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力傳遞的路徑，從而減小有效截面即濕接縫內(nèi)部應(yīng)力的大小，橫梁加固法現(xiàn)場(chǎng)圖片如圖3所示。
2.3.2 加固方法評(píng)價(jià)
橫梁加強(qiáng)法的優(yōu)勢(shì)在于不會(huì)造成原有結(jié)構(gòu)的損傷，并且施工質(zhì)量容易控制，經(jīng)濟(jì)高效而且工期較短；其缺點(diǎn)則在于橫梁加強(qiáng)法一般需要搭設(shè)腳手架等作業(yè)平臺(tái)，對(duì)橋下狀況較為復(fù)雜的情況下不適用。
圖3 相鄰梁體間施加型鋼
2.4 粘貼鋼板法
2.4.1 粘貼鋼板加固法的原理
一般情況下，主梁在荷載作用下，濕接縫處受到一定的彎矩和拉應(yīng)力的作用，濕接縫處的破壞一般都是拉裂破壞，而粘貼鋼板加固法就是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面粘貼抗拉強(qiáng)度比較高的鋼板來提高結(jié)構(gòu)抗彎和抗拉能力，粘貼鋼板加固法的施工效果如圖4所示。在濕接縫強(qiáng)度不足的情況下，粘貼鋼板，相當(dāng)于在受拉區(qū)薄弱的位置增設(shè)了補(bǔ)強(qiáng)鋼筋。鋼板與混凝土之間相互作用，形成一個(gè)整體，使?jié)窠涌p的剛度大大提高，能夠有效抑制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。
2.4.2 加固方法評(píng)價(jià)
圖4 粘貼鋼板的現(xiàn)場(chǎng)照片
粘貼鋼板法不會(huì)造成原有結(jié)構(gòu)的損傷，并且施工質(zhì)量容易控制，且不改變橋梁應(yīng)力分布的情況以及結(jié)構(gòu)的自重和截面形式，經(jīng)濟(jì)高效而且工期短；但是這種方法需要搭設(shè)腳手架等作業(yè)平臺(tái)，對(duì)橋下的作業(yè)空間有一定的要求。
3 蕪?fù)吐房缇€橋橫向聯(lián)系加固
3.1 工程概況
蕪湖縣G329蕪?fù)吐飞峡缤钰M鐵路橋，全長(zhǎng)（含橋臺(tái)）127.2m，橋面全寬25m，橋梁平面線形為直線。上部結(jié)構(gòu)為4×30m裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)組合箱梁，梁高1.6m；每跨由兩片邊梁，六片中梁組成。下部結(jié)構(gòu)橋墩采用單排樁柱式墩；墩柱直徑1.4m，墩下接直徑1.5m的鉆孔灌注樁，樁間設(shè)系梁。橋臺(tái)采用肋板式橋臺(tái)，基礎(chǔ)為直徑1.2m的鉆孔灌注樁。橋面鋪裝采用10cm瀝青混凝土+6cm C40水泥混凝土。橋梁第三跨跨越皖贛鐵路，如圖5所示。
圖5 蕪?fù)吐房缇€橋工程概況
3.2 擬采用的加固方案
根據(jù)該橋梁的實(shí)際情況，對(duì)5種加固方案進(jìn)行必選，如表1所示，具體情況如下：①重做C50混凝土濕接縫，即除去舊橋面材料和濕接縫后重新施做濕接縫、調(diào)平層和鋪裝層；②加鋪10cm厚的C50混凝土橫向連接層，即除去瀝青鋪裝層，并加鋪混凝土結(jié)構(gòu)層和鋪裝層；③第1、2、4跨梁體腹板間加H型鋼支撐，濕接縫下緣粘貼鋼板，第3跨距橋墩一定范圍內(nèi)的腹板間加H型鋼支撐。由于第3跨跨越皖贛鐵路，施工作業(yè)空間受到一定限制，只能采取局部范圍加固措施；④第1、2、4跨梁體腹板間加H型鋼支撐，濕接縫下緣粘貼鋼板，第3跨重做C50混凝土濕接縫，即破除第3跨瀝青鋪裝層、調(diào)平層和濕接縫，再按原設(shè)計(jì)要求重新施作瀝青鋪裝層、調(diào)平層和濕接縫；⑤第1、2、4跨梁體腹板間加H型鋼支撐，濕接縫下緣粘貼鋼板，第3跨不做處理。型鋼撐桿配合粘貼鋼板的加固方式如圖6所示。
擬采用的加固方案 表1
不同橫向聯(lián)系加固方案比選 表2
圖6 粘貼鋼板與增設(shè)型鋼撐桿加固示意圖
3.3 方案比選
本論文根據(jù)橋梁實(shí)際狀況對(duì)蕪?fù)吐房缇€橋橫向聯(lián)系設(shè)計(jì)了5種加固方案，表2從加固效果、經(jīng)濟(jì)成本、施工工藝以及部門合作四個(gè)方面對(duì)不同加固方案進(jìn)行了對(duì)比。綜合比較，雖然方案3的施工工藝比較復(fù)雜、部門之間協(xié)調(diào)工作較多，但是其經(jīng)濟(jì)成本最佳、加固效果較好，因此推薦方案3作為加固方案。
4 總結(jié)
橫向聯(lián)系是裝配式橋梁施工過程中保證橋梁橫向剛度和整體穩(wěn)定性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。橫向聯(lián)系破壞是橋梁上部結(jié)構(gòu)常見病害，考慮到不同橋梁所處環(huán)境的特殊性，選擇合適的加固方案十分重要，如何應(yīng)用新的加固技術(shù)和針對(duì)不同工程選擇合適的加固方案是今后研究的方向。
猜你喜歡
西部交通科技(2024年8期)2024-12-31 00:00:00
城市設(shè)計(jì)(2024年5期)2024-03-07 00:00:00
啟蒙(3-7歲)(2020年12期)2020-12-25 05:34:02
啟蒙(3-7歲)(2020年4期)2020-04-22 13:08:24
山東冶金(2019年5期)2019-11-16 09:09:24
山東冶金(2019年3期)2019-07-10 00:54:06
山東冶金(2018年5期)2018-11-22 05:12:34
瘋狂英語·新讀寫(2018年2期)2018-09-07 09:32:12
瘋狂英語·新悅讀(2018年3期)2018-03-07 07:56:34
新課程·中旬(2017年4期)2017-06-18 14:05:58
