桁架加固(因橋梁臺(tái)、墩不均勻沉降產(chǎn)生的桁架上、下弦橋節(jié)點(diǎn)處的裂縫基本穩(wěn)定時(shí))
在橋梁工程中,由于臺(tái)、墩的不均勻沉降,桁架上下弦橋節(jié)點(diǎn)處可能會(huì)出現(xiàn)裂縫。為了確保這些裂縫的穩(wěn)定性,需要對(duì)桁架進(jìn)行加固??梢酝ㄟ^(guò)增加支撐來(lái)提高結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性,或者采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)來(lái)提高結(jié)構(gòu)的整體性能。還可以通過(guò)改變材料的性質(zhì)或形狀來(lái)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的承載能力。桁架加固是一個(gè)綜合性的過(guò)程,需要根據(jù)具體情況選擇合適的方法和措施來(lái)提高橋梁的安全性和耐久性。
桁架加固的常見(jiàn)情況與方法
一、桁架拱橋加固
(一)上弦桿端部節(jié)點(diǎn)和下弦桿拱腳處裂縫的維修加固方法
因橋梁臺(tái)、墩不均勻沉降產(chǎn)生的桁架上、下弦橋節(jié)點(diǎn)處的裂縫已基本穩(wěn)定時(shí),可采用環(huán)氧樹(shù)脂灰漿在其兩面或三面粘貼鋼板的方法進(jìn)行維修加固。具體步驟如下:
- 首先將構(gòu)件混凝土的表面鑿毛,如節(jié)點(diǎn)處混凝土剝落嚴(yán)重,應(yīng)處理好混凝土表面;
- 對(duì)裂縫先進(jìn)行灌漿(環(huán)氧灰漿)處理,然后再粘貼鋼板;
- 由于拱腳處常處于水位以下,為防鋼板銹蝕,粘貼鋼板后要立模澆筑外包混凝土。
(二)橫系梁、橫拉桿、橫隔板開(kāi)裂的維修加固方法
因桁架拱橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低,橫向聯(lián)系薄弱而不能適應(yīng)交通量或重載交通時(shí),應(yīng)考慮對(duì)全橋的橫向聯(lián)系系統(tǒng)進(jìn)行整體加固。
- 加截面法
- 加橫系梁、橫拉桿截面,要先進(jìn)行加筋的焊接處理,鑿開(kāi)節(jié)點(diǎn)處的鋼筋保護(hù)層將需要增加的鋼筋按設(shè)計(jì)焊接到接點(diǎn)處,采用吊模法澆注混凝土。
- 增加桿件法
- 剪刀撐、橫系梁的施工采用預(yù)制安裝即掛籃施工、流水作業(yè)的方法,其重點(diǎn)是濕接頭的施工。濕接頭施工包括接頭鋼筋的焊接和混凝土的澆注兩個(gè)方面。
- 接頭鋼筋焊接主要是桁架節(jié)點(diǎn)處鋼筋保護(hù)層的鑿除要慎重,即要露出鋼筋便于焊接,更要注意不要鑿的太深、太,防止損傷桿件。
- 混凝土的澆注在于立模要規(guī)范,嚴(yán)防漏漿;拆模時(shí)要對(duì)濕接頭混凝土及時(shí)進(jìn)行整修和養(yǎng)生,確保接頭混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
(三)橋面微彎板及鋪裝層裂縫、破碎的維修加固
- 因微彎板混凝土強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的橋面鋪裝層裂縫、破碎,應(yīng)撤換微彎板和鋪裝層;
- 因橋面鋪裝層混凝土強(qiáng)度低而微彎板尚未損壞產(chǎn)生的橋面裂縫可撤換鋪裝層。
- 為適應(yīng)現(xiàn)今交通量和重載交通需求,采用鋼纖維鋼筋混凝土加固橋面系的方法,簡(jiǎn)易、可靠,可幅增強(qiáng)橋面系的整體抗載抗裂能力,效果顯著。設(shè)計(jì)時(shí),橋面鋪裝層的布筋也要適當(dāng)增加。
- 鋼纖維混凝土的施工工序與普通混凝土基本一樣,關(guān)鍵是鋼纖維混凝土的拌和和攤鋪時(shí)的振搗。前者應(yīng)先干拌再加水濕拌,保證鋼纖維在混合料中均勻分布;后者應(yīng)避免鋼纖維聚集。
(四)伸縮縫損壞的維修方法
- 采用型鋼或鋼板伸縮裝置改造桁架拱橋伸縮縫時(shí)要注意兩點(diǎn):一是錨固鋼筋的埋置要牢固,不能松動(dòng);二是混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)要適當(dāng)提高并確?,F(xiàn)澆混凝土的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
- 如與橋面鋪裝層同時(shí)改造時(shí),伸縮縫混凝土的澆筑應(yīng)與橋面鋪裝層同步進(jìn)行,即采用整體澆筑,一次成型工藝施工:先將型鋼或鋼板裝置按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)安裝就位,然后與橋面鋪裝層同時(shí)立模,澆筑鋼纖維混凝土。
(五)人行道下垂、變形及接縫處裂縫的維修加固
在邊桁片上弦桿上置挑梁承托人行道板,因懸臂過(guò)長(zhǎng),設(shè)計(jì)人群荷載偏低及其他原因引起人行道下垂、變形的病害可采用立鋼斜支承或體外補(bǔ)筋法加固。體外補(bǔ)筋法即在橋面鋪裝層中增加兩側(cè)挑梁的橫向抗拉鋼筋。人行道挑梁的維修加固施工要先拆除欄桿和人行道板,后對(duì)挑梁進(jìn)行加固。
二、鋼結(jié)構(gòu)桁架下?lián)霞庸?/h2>- 加大桿件截面加固
- 一般用補(bǔ)加新鋼板或角鋼、槽鋼,加大桿件截面加固。加固可用螺栓鉚接或焊接,使與原桿件結(jié)合在一起,共同受力。當(dāng)采用栓接時(shí),每個(gè)截面上最多一次只開(kāi)兩個(gè)栓孔,且相鄰兩截面距離不小于被加固桿件高的2倍。
- 加設(shè)加勁桿件或增強(qiáng)聯(lián)系加固
- 在桿件底下加設(shè)加勁桿件,或增強(qiáng)各桿件截面間聯(lián)系的方法加固。
- 結(jié)合處加固
- 在結(jié)合處用貼板拼接,或加置短角鋼的方法加固。
- 承載能力不足時(shí)的加固方法(因荷載等級(jí)變化或整個(gè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降)
- 增設(shè)補(bǔ)充鋼梁:可裝在原有各梁之間,也可以緊靠在原有各梁的旁邊。
- 在主析架上裝置附加結(jié)構(gòu)
- 用加勁梁裝在主析架的下弦桿上,加勁梁的加固方法,適宜于不通航的橋孔結(jié)構(gòu)或橋下凈空足夠的小型橋梁。
- 用體外預(yù)應(yīng)力體系加固,預(yù)應(yīng)力施加在下弦桿下?lián)虾蟮慕孛嫘涡闹?,預(yù)應(yīng)力加固法對(duì)橋下凈空的影響較小,施工方便,但預(yù)應(yīng)力鋼索的防銹工作較困難。
- 添建橋墩(在不影響排洪和通航的情況下)
- 在橋孔中間添建橋墩,縮短跨徑,減小桁架桿件的負(fù)荷。但是由于橋孔分成兩半,引起原有桁架或板梁桿件在新橋墩上這一部分的應(yīng)力加大。為了承受加大的剪應(yīng)力作用,在新橋墩頂?shù)纳喜拷Y(jié)構(gòu)中,必須加置豎桿及必要的斜桿。
三、一般桁架加固的其他方法
- 增設(shè)支點(diǎn)加固法
- 該方法適用于梁、板、桁架、網(wǎng)架等水平結(jié)構(gòu)的加固。通過(guò)增設(shè)支承點(diǎn)來(lái)減小構(gòu)件計(jì)算跨度,達(dá)到減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力,從而較大幅度地提高承載力,減小和限制梁、板的撓曲變形。其優(yōu)點(diǎn)是受力明確,簡(jiǎn)便可靠,且易拆卸復(fù)原。按支承結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)分為剛性支點(diǎn)和彈性支點(diǎn)。
- 改變鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形加固法
- 采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)和邊界條件,增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。這種方法是改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法的一種,例如通過(guò)增設(shè)支點(diǎn)(柱與托架)的辦法使結(jié)構(gòu)受力體系(即計(jì)算簡(jiǎn)圖)得以改變,從而達(dá)到加固目的。
桁架拱橋加固案例分析鋼結(jié)構(gòu)桁架下?lián)霞庸碳夹g(shù)增設(shè)支點(diǎn)加固法的實(shí)施要點(diǎn)改變鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形加固實(shí)例桁架加固
- 一般用補(bǔ)加新鋼板或角鋼、槽鋼,加大桿件截面加固。加固可用螺栓鉚接或焊接,使與原桿件結(jié)合在一起,共同受力。當(dāng)采用栓接時(shí),每個(gè)截面上最多一次只開(kāi)兩個(gè)栓孔,且相鄰兩截面距離不小于被加固桿件高的2倍。
- 在桿件底下加設(shè)加勁桿件,或增強(qiáng)各桿件截面間聯(lián)系的方法加固。
- 在結(jié)合處用貼板拼接,或加置短角鋼的方法加固。
- 增設(shè)補(bǔ)充鋼梁:可裝在原有各梁之間,也可以緊靠在原有各梁的旁邊。
- 在主析架上裝置附加結(jié)構(gòu)
- 用加勁梁裝在主析架的下弦桿上,加勁梁的加固方法,適宜于不通航的橋孔結(jié)構(gòu)或橋下凈空足夠的小型橋梁。
- 用體外預(yù)應(yīng)力體系加固,預(yù)應(yīng)力施加在下弦桿下?lián)虾蟮慕孛嫘涡闹?,預(yù)應(yīng)力加固法對(duì)橋下凈空的影響較小,施工方便,但預(yù)應(yīng)力鋼索的防銹工作較困難。
- 添建橋墩(在不影響排洪和通航的情況下)
- 在橋孔中間添建橋墩,縮短跨徑,減小桁架桿件的負(fù)荷。但是由于橋孔分成兩半,引起原有桁架或板梁桿件在新橋墩上這一部分的應(yīng)力加大。為了承受加大的剪應(yīng)力作用,在新橋墩頂?shù)纳喜拷Y(jié)構(gòu)中,必須加置豎桿及必要的斜桿。
- 該方法適用于梁、板、桁架、網(wǎng)架等水平結(jié)構(gòu)的加固。通過(guò)增設(shè)支承點(diǎn)來(lái)減小構(gòu)件計(jì)算跨度,達(dá)到減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力,從而較大幅度地提高承載力,減小和限制梁、板的撓曲變形。其優(yōu)點(diǎn)是受力明確,簡(jiǎn)便可靠,且易拆卸復(fù)原。按支承結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)分為剛性支點(diǎn)和彈性支點(diǎn)。
- 采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)和邊界條件,增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。這種方法是改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法的一種,例如通過(guò)增設(shè)支點(diǎn)(柱與托架)的辦法使結(jié)構(gòu)受力體系(即計(jì)算簡(jiǎn)圖)得以改變,從而達(dá)到加固目的。
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