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桥面补强层加固施工方法及施工应用研究

文章出处:人气:-发表时间:2016-04-16 14:20【

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1.桥面补强层加固施工方法的目的及其使用局限 

在桥梁建筑中,长期经受风吹日晒雨淋和与汽车直接接触的桥面板常常会出现磨损、开裂、剥离、开裂等问题。在桥梁其他构件还能够继续使用的情况下,桥面板出现问题无疑是简短桥梁使用寿命的最主要原因。这时候通过在已经出现问题的桥面上加修一层补强层来提高桥面的刚度从而提高桥梁整体承载力来延长桥梁使用寿命。 

虽然使用桥面补强层加固法简单方便,经济实惠,但这种方法也有一定的局限性和使用范围限制,桥面补强层加固法适用于桥面板承载力不能满足需求,桥面刚度低、铰接梁和铰接板传力失效时。通过在旧桥面板上加铺钢筋混凝土层的方法,增加桥体的整体刚度和承载力。但同时由于补强层的厚度较薄,所以桥面补强层加固法只适用于中小跨径的梁式桥或者拱式桥而不适用于跨度比较大的桥。 

2.桥面补强层加固施工方法中的材料应用 

2.1桥面补强层加固施工法中的混凝土 

桥面补强层对能够对桥梁加固起到作用,在与补强层的新混凝土能否和旧混凝土充分结合。因此对应用于桥面补强层加固法的混凝土有严格要求,桥面补强层加固施工法不仅对混凝土粘结力、抗裂性有一定的要求,同时对混凝土的韧性和抗冲击能力和抗渗透力也有一定要求。为了满足这些要求可以在施工时从以下几个方面入手: 

2.1.1使用纤维混凝土 

纤维混凝土主要由纤维和水泥基料组合而成,是一种被广泛应用的复合材料。对于纤维来说,其抗拉性非常强,具有非常好的极限延伸率,且能够有效抗碱。正因为如此,纤维混凝土能够有效提升抗拉强度,是施工中非常重要的材料。适合应用于桥面补强层加固的一般为有机纤维中耐酸碱性、强度、变形、导热能力等各方面都很优秀的合成纤维和金属纤维中的刚纤维,但同时应该注意在使用刚纤维混凝土时,钢纤维的腐蚀问题,和生锈对桥面造成的污染问题。 

2.1.2适当在混凝土中使用外加剂 

为了进一步增强补强层的刚性、提高补强层韧性和承载能力,还可以在混凝土中加入各种外加剂来提高整体效果。如为提高混凝土的抗渗性可以在混凝土中加入防水剂。为提高混凝土的密实性可以加入膨胀剂,减少混凝土的因干缩而产生的裂缝。 

2.1.3在混凝土结合面处使用界面剂加强粘合性 

由于新旧混凝土界面时间差比较大,新旧混凝土结合面不容易粘结。可以采用在混凝土表面涂界面剂来改善补强层和原来桥体混凝土之间的粘结性能,增强新旧混凝土界面的粘结力,使新旧缓混凝土能够更好地融为一个整体。 

此外,一些粘结力强、速干低毒的环氧树脂类材料也可以达到与界面剂相同的效果。 

2.2桥面补强层加固施工法应用中的钢筋 

在桥面补强层加固施工方法中,钢筋的作用主要有两类,一类是将钢筋的一端埋在桥梁原结构中,另一端埋在补强层中,加强桥梁原结构与补强层之间的连接能力。另一种是根据补强层构造需要而铺设的构造钢筋,构造钢筋不承受主要作用力,只起维护、拉结、分布作用,因此用于补强层的构造钢筋的直径不宜过大。无论是用于连接新旧混凝土层,还是对补强层起维护、分布作用的钢筋,为了提高钢筋与混凝土之间的粘结力,最好都采用螺纹钢筋。 

3.桥面补强层加固施工方法的力学分析 

桥面补强层加固结构作为二次受力结构,桥梁在使用桥面补强层加固前已经受力。正因为如此,在二次加载的情况下,此时的补强层才会开始受力。其次涉及到的是补强层与桥梁原有结构之间的是否能够共同受力的问题。一般来说,混凝土结合面上的强度远远不及整体浇筑的混凝土强度。因此,必须用其他方式来克服这一问题。 

只有补强层与原有桥梁结构能够整体受力工作时,才能使组合构建具有分阶段受力的特点。补强层与原来桥梁结构的结合面能够顺利传递压力,但由于混凝土结合面所具有的劣势,在面对剪力和拉力时,会导致结合面裂缝的出现。当纵向倾斜裂缝逐渐延伸导致补强层和原结构间出现水平裂缝后,如果结合面的相对滑移继续增大,那么结合面的裂缝宽度也会随之增大。这时结合钢筋产生的拉应力和其对结合面的反作用力会使结合面的裂缝收到抑制,从而阻止裂缝的继续开裂。 

4.桥面补强层加固施工法的设计及计算 

4.1设计要点 

桥面补强层加固施工在设计时,首先要让补强层和桥梁原有的主梁间形成系统有效的,可以整体受力的共同体。因此为保证新旧混凝土的结合,必须在铺设加强层前在原来的桥梁上埋锚栓,并铺设钢筋网。另外,桥面补强层在进行加固设计时,还有对新增的横载和新旧混凝土之间的收缩差问题给与足够的重视。 

4.2内力值的设计计算 

在补强层施工过程中,桥梁承受的重量仅仅为其自身重量和补强层重量的和,此时强度计算可以省略。而当桥面补强层和原桥梁作为组合结构整体受力时,就应当对荷载作用进行计算。 

4.3桥面正截面和剪切能力计算的限制 

根据组合梁承载力实验所证明的结果,由结合而形成的组合梁跟由一次整体浇筑成型梁的相同截面承载力十分接近。所以,在计算时可以直接按照整体浇筑梁的计算方法来计算。 

5.桥面补强层加固施工法的施工工序 

桥面补强层加固法成功与否的关键在于,补强层新混凝土能否和原有的梁体混凝土充分结合,形成可以整体受力的集合体。其关键还在于施工过程中的各种施工措施。 

5.1对旧桥结合面进行处理 

先凿去桥面的旧铺装层,将表面浮浆层清理干净后,为了保证新旧混凝土的结合,需将结合面进行凿毛处理,使结合面构成6mm至2cm的锯齿状凹槽,使骨料外漏。 

5.2预埋锚固筋 

为避免在钻孔时对梁的主筋造成破坏,可以预先使用钢筋探测器探测出主筋位置并做好标记,钻孔时按照一定的纵横间距交叉布置,根据钢筋的直径和埋设深度钻孔,接着清孔、灌胶然后把锚固筋埋入。 

5.3铺设钢筋网 

为了能够更为有效地降低补强层混凝土的裂缝出现率,有效提升其和主梁的结合度。需要根据设计的要求铺设有效的钢筋网。 

5.4浇筑 

在浇筑前应该对结合面进行彻底清理,并对锚固筋的排列位置和数量进行最后检查。为了加强新旧混凝土之间的粘合性,可以在结合面上涂环氧胶液胶剂或者双组份页面剂。浇筑时要严格按照规定程序进行,外加剂的添加和机械设备的应用都应该按照产品说明书进行。浇筑完成后,要及时对混凝土进行养护。 

6.桥面补强层加固施工方法的质量控制和质量检验 

为了更为有效地提升施工质量,在施工过程中应该严格控制每个施工环节和施工工艺。在遵循每个施工要求及标准的前提下,对每一个环节进行有效的控制和检查。 

验收桥面补强层加固工程时,应该从材料、施工程序、施工细节等方面入手,以工程设计为标准进行比对,如不符合标准要及时对施工缺陷进行补救。补救完成后,经二次检验没有问题方可验收。 

结 论 

虽然桥面补强层加固施工法具有施工简便、加固效果明显的优势,但施工过程中从应用的材料到设计计算再到施工工序和施工技术都需要多加注意,只有这样才能发挥它的现实应用价值。

此文关键字:桥梁 加固 施工方法 补强