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文檔簡介
前言
混凝土橋梁加固設計原理我國舊橋加固現狀目前我國的交通事業建設正如火如荼,總的情況看從我國東部、中部到西部地區,在未來10~20年內,新建工程逐漸減少,橋梁的養護、維修、加固及改造工程將逐漸成為主流。從我國的實際建設及運營情況看,那時將有大量的橋梁或多或少地出現不同的病害,只要社會效益、經濟效益上有價值,都值得加固。實際上這些年來橋梁加固工程己經越來越多,而有關橋梁加固設計與計算方面的研究還相對滯后,至今沒有相應的加固設計規范,有些方面甚至連公認的算法都沒有,使設計者感到難于動手。
大家認為舊橋加固設計者除了有扎實的專業知識外,最好既有相當的設計經驗,又有相當的施工經驗,所完成的設計施工圖才較合理、可靠、現實、施工質量容易保證、修改變更少、造價合理、加固效果好,不僅能治“標”,能治“本”的盡量治“本”。否則如果只有設計經驗,所出加固方案可能有施工不現實,難于做到或做好,影響加固效果和成本,施工圖中有些細節問題不明確,理論上能做但施工時做不到或質量難于保證,造成修改或變更多,也影響加固效果和加固成本。如果只有施工經驗,所出加固方案及施工圖,可能缺乏對結構系統地受力分析及病害成因及趨勢分析,往往該加固的部位加固不夠或太多,不需要加固的地方也加固,造成多花了錢,加固效果還不好。作者從參與的眾多舊橋加固評審會上看到很多設計者在加固材料的用量上比較隨意,憑經驗、憑感覺用材料的人不少,是否浪費材料或是達不到最好的加固效果,自己不清楚,業主更不知道,大多沒有作加固計算,有的高資質設計單位也只對加固前的結構作些復核性計算,最多作加固后的承載力計算。但大家知道構件的病害往往在正常使用階段中表現出來,承載能力主要說明構件是否安全,能安全使用的構件并非就沒有病害,因此還要作截面上各材料的應力強度計算,才能反映出構件是否有病害、程度如何及發展趨勢。作者認為“應力強度計算是反映構件病害的必要依據,承載能力計算是構件安全使用的最后保障”,兩者均不可缺。現實加固計算中,常出現承載能力極限狀態滿足要求,但構件確實存在許多病害,于是一種做法是加大車輛設計荷載使承載力不滿足要求,但又缺乏可靠的超載資料;另一種做法是根據各種病害及程度通過一些算法得出各種折減系數,對承載力進行折減,以說明構件不滿足承載力要求,構件加固后又補足大于等于被折減的承載力,這種做法雖有一定科學依據,但也有不少人為評判因素,同樣不能反映控制截面上各種材料的工作狀況。本人認為橋梁加固設計計算應該既作截面上各材料的應力強度計算,也作承載力計算,由于材料的應力強度往往優先控制設計,再加上承載力計算中有時要用到應力計算的結果,因此先作應力強度計算,后作承載力計算,兩者均應符合要求。橋梁檢測中有待解決的主要問題
預應力砼結構控制截面處各材料的有效預應力現場測定;砼中鋼筋銹蝕情況的現場量化測定;砼中多層鋼筋的大小及位置的現場測定等。橋梁檢測中有待完善的主要問題
砼強度的現場測定;拉索、吊桿、纜索的索力現場測定;其它已有檢測,如裂縫、炭化、有害物質含量、變形等的準確、快速、輕便化等。橋梁評價中有待完善的主要問題如何根據橋梁檢測的結果對其進行評價是一項較復雜的工作,目前國內有兩個部門頒發的規范:一是交通部門的《公路橋涵養護規范》,二是建設部的《城市橋梁養護技術規范》,這兩部規范的評價方法思路大體一樣,但后者的量化程度高些,但都存在一定的人為因素,當橋梁所處的狀況等級可上也可下時,往往不同人會評價出不同的結果,一般相差一個等級,極少數有相差兩個等級的。因此如何進一步量化指標,減少人為因素仍是今后要做的工作。第一章橋梁上部結構常見病害、成因及可選的加固方法1.1概述以鋼筋混凝土或預應力混凝土材料修建的各類橋梁占我國現役橋梁的絕大多數,由于各種原因,使用多年后,或多或少都出現一些病害,特別是近些年來許多地區交通流量增大及重車增多,橋梁出現的病害較多,相當一部分橋梁已到了不得不加固或者是不加固不讓人放心的地步,前者得限制交通或者中斷交通,撥專項資金搶修。后者雖不必限制交通,但數量甚多,管養單位也在設法籌集資金,以盡快動工加固。以下所述的橋梁常見病害,主要指直接影響到結構承載能力,屬結構受力性并需要加固的各種病害,而對于只需要作正常養護維修的非結構受力性缺陷或病害較少涉及。
對于裂縫寬度的限制值,采用《公路橋涵養護規范》JTGH11-2004的表3.5.2-4及《城市橋梁養護技術規范》CJJ99-2003的表5.4.2所規定的恒載裂縫寬度限制值,縫寬小于規范要求的,采用涂刷環氧膠封閉。縫寬大于規范要求的,若是非結構受力裂縫,則采用壓力灌縫處理,若是結構受力裂縫,則不僅要治標,還要治本,采用各種加固方法來消除或部分消除裂縫產生的原因。1.2鋼筋混凝土及預應力混凝土簡支板橋簡支板橋是小跨徑橋梁常用的結構型式,鋼筋混凝土板橋的跨徑常為5~13米,有空心板和實心板,施工方法有預制裝配和整體現澆。預應力板橋的跨徑常為10~20米,一般為空心板,預制裝配的較多。1)鋼筋混凝凝土整體現澆澆簡支板橋常見的病害有有:(1)跨中附近板板底由下而上上的豎向裂縫縫,一般有多多條,靜態裂裂縫寬度有可可能超過規范范限制值,圖1.2-1,有時還伴隨隨著跨中下撓撓,表明抗彎彎能力已不足足;圖1.2-1整體式板橋跨跨中豎向裂縫縫(2)跨中附近板板底縱向裂縫縫,一般也可可能有多條,,有的靜態裂裂縫寬度也會會超過規范要要求,圖1.2-2。這很可能是是設計圖采用用了預制裝配配的標準圖配配筋,施工時時卻改用現澆澆,將單向板板變成整體式式雙向板,改改變了板的受受力方式,導導致板底橫向向配筋嚴重不不足,在橫向向彎矩作用下下,引起板底底產生縱向裂裂縫。圖1.2-2整體式板橋跨跨中段板底縱縱向裂縫2)鋼筋混凝土土及預應力混混凝土預制裝裝配簡支板橋橋常見的病害有有:(1)裝配式簡簡支板可有橋橋面鉸接縫處處出現縱向裂裂縫,這主要要是鉸接縫施施工質量差,,造成各板塊塊的整體性連連接差;(2)也可有支座座脫空現象產產生,由于每每塊板的兩端端各有2個支座,每跨跨橋都有較多多支座,如果果施工時支座座墊石標高有有誤差,或預預制安裝時板板有翹曲,或或墩臺有不均均勻沉降都會會導致部分支支座脫空;(3)鋼筋混凝土土的簡支板跨跨中附近板底底有由下而上上的豎向裂縫縫,縫寬有可可能超過規定定要求,或有有跨中下撓,,抗彎能力不不足,圖1.2-1;(4)板底出現縱縱向裂縫,預預應力混凝土土裝配式簡支支板橋大多采采用先張法施施工,如果由由于施工原因因造成底板太太薄,使得預預應力筋周圍圍混凝土局部部應力過大,,或者由于混混凝土中的氯氯鹽添加劑或或者混凝土碳碳化造成鋼筋筋生銹,均可可能產生沿著著鋼筋的板底底縱向裂縫;;(5)一般的空心心板在支承端端附近不會出出現剪切斜裂裂縫,但近幾幾年來有的橋橋梁采用了單單塊寬度達1.5米甚至更大的的大空心板,,其實相當于于小箱梁,腹腹板厚度不大大時,邊板的的腹板上有可可能發現斜裂裂縫。對上述各種病病害可選的加加固方法有::(1)對板底產生生的縱、橫向向裂縫,當縫縫寬超過規范范的限制時,,均可采用粘粘貼鋼板法或或粘貼纖維復復合材料法加加固。但對解解決跨中下撓撓的效果不好好;(2)預應力加固固法,在板底底錨固多根平平行的預應力力細鋼絲,張張拉后覆蓋特特制混凝土,,圖1.2-3,或者設轉向向托架后折線線形布鋼束張張拉,預應力力鋼索穿過兩兩端板中斜孔孔錨固于鋪裝裝層下,圖1.2-4,詳見第三章章;圖1.2-3板底錨固多根根預應力鋼絲絲圖1.2-4折線形布置體體外預應力索索圖1.2-5跨中增加支撐撐變簡支為連連續(3)改變結構體體系法,如簡簡支板變連續續板,小跨徑徑板橋可在跨跨中或跨中附附近增設橋墩墩或斜撐,圖圖1.2-5,但應注意在在中支點負彎彎矩區,應結結合橋面改造造,增設足夠夠的受拉鋼筋筋。以上兩種種方法對解決決跨中下撓效效果較好;(4)錨噴混凝土土加固法,在在板底錨固鋼鋼筋網后,噴噴射混凝土覆覆蓋。其實質質是增加板底底配筋,類似似于圖1.2-3,只不過板底底增加的是普普通鋼筋網;;(5)對橋面鉸縫縫處的縱向裂裂縫,只有通通過橋面改造造來解決,如如增加橋面橫橫向鋼筋布置置,加厚鋪裝裝層等;(6)對板橋支座座脫空現象,,可采用更換換,加鋼墊板板,楔緊等方方法解決。1.3鋼筋混凝土及及預應力混凝凝土連續板橋橋鋼筋混凝土及及預應力混凝凝土連續板橋橋一般采用實實心板截面或或空心板截面面,大多采用用現澆施工,,跨徑在20米以下,預應應力混凝土連連續板跨徑偏偏大些,一般般采用后張法法,有等高度度的,也有變變高度的。城城市橋梁中的的跨線橋、人人行橋應用多多一些。鋼筋筋混凝土連續續板的應用更更多。常見病害有::(1)筋混凝土連續續板橋各跨中中附近板底由由下而上的多多條豎向裂縫縫,橫向有可可能貫通,屬屬彎曲裂縫,,表明抗彎能能力不夠;(2)筋混凝土連續板板橋各墩頂處橋面面開裂,橋下滲水水,一般都橫向貫貫通,裂縫可有一一條到多條,可由由活荷載引起,也也可由墩臺不均勻勻沉降引起,圖1.3-1,說明負彎矩較大大,支點截面抗彎彎能力不足;(3)各跨中附近板底底出現縱向裂縫,,類似于圖1.2-2,要么是鋼筋混凝凝土板底橫向鋼筋筋配置不足,要么么是混凝土保護層層太薄,預應力筋筋周圍混凝土局部部應力過大,或是是混凝土中的添加加劑等原因使鋼筋筋生銹,導致沿鋼鋼筋產生裂縫;(4)跨中下撓,要么么是施加的預應力力不足,要么是跨跨中鋼筋混凝土板板底豎向裂縫過多多過寬導致剛度降降低,撓度增大。。圖1.3-1連續板支點頂面和和跨中底面豎向裂裂縫上述病害可選的加加固方法有:(1)對板底裂縫,當當縫寬超過規范要要求時,可采用粘粘貼鋼板或粘貼纖纖維復合材料法加加固;(2)對墩頂處橋面開開裂,可采用在負負彎矩區的混凝土土鋪裝層內增設受受拉普通鋼筋或預預應力鋼筋,提高高支點截面抗彎能能力;(3)預應力加固法,,在板底設轉向托托架,按折線形布布束張拉,此法對對各種因受力產生生的病害均有利,,圖1.3-2,詳見第三章;(4)改變結構體系法法,如在跨中或跨跨中附近增設斜支支撐,解決跨中下下撓過大,或預應應力不足,類似于于圖1.2-5,但應增強支撐截截面負彎矩區的受受拉鋼筋。圖1.3-2折線形體外預應力力索加固連續板橋橋圖1.4-1簡支梁跨中梁底豎豎向裂縫及支承端端附近腹板斜裂縫縫1.4鋼筋混凝土及預應應力混凝土簡支梁梁橋鋼筋混凝土及預應應力混凝土簡支梁梁是所有運營中橋橋梁數量最多的梁梁橋,其斷面形式式常有T形、Ⅰ字形、箱形和各種種形式的組合。鋼鋼筋混凝土簡支梁梁的跨徑一般在10~20米,預應力混凝土土簡支梁跨徑一般般在16~50米,少量有更大的的。施工方式大多多采用預制裝配,,少量采用現澆施施工。由于呈肋板板形截面,自重輕輕抗彎能力及跨徑徑比板橋大,病害害種類也要多些。。1)鋼筋混凝土簡支支梁橋常見病害有:(1)跨中附近梁底由由下而上的豎向彎彎曲裂縫,數量隨隨跨徑增大而增多多,恒載裂縫寬度度有可能超過規范范限制值,有的還還伴有跨中下撓過過大;(2)兩支承端附近腹腹板上的斜向裂縫縫系主拉應力過大大或腹板抗剪不足足等引起的剪切病病害,圖1.4-1;(3)梁腹板上的豎向向裂縫,多位于薄薄腹板的中部,中中間寬兩頭細,未未向上、向下延伸伸,多系混凝土養養護差、或溫度、、或腹板上的水平平筋太少等原因所所致的收縮裂縫,,主要影響結構的的耐久性;(4)橋面上沿翼緣板板接縫處的縱向裂裂縫,較多發生在在預制裝配T梁橋翼緣采用鉸接接或橫向聯系受損損較大的裝配式簡簡支梁橋。此種病病害會造成惡性循循環,加重單片梁梁的其他病害程度度;(5)其他施工原因產產生的裂縫,這些些裂縫在工程竣工工前就能發現。2)預應力混凝土簡簡支梁橋如果是按部分預應應力混凝土B類構件設計的簡支支梁,鋼筋混凝土土簡支梁有的病害害它都可能有,只只是程度不同而已已,不再復述。但但也與全預應力混混凝土簡支梁有一一些共同的病害。。對于全預應力及及部分預應力混凝凝土A類構件正常使用條條件下不允許出現現裂縫,如果出現現,不論縫寬大小小都應找出原因進進行處理或加固。。預應力混凝土簡支支梁不同于鋼筋混混凝土簡支梁的其其他常見病害:(1)張拉錨具的錨下下縱向裂縫,長度度一般不超過梁高高,主要為錨下局局部應力集中產生生的劈裂拉力所致致;(2)沿預應力鋼束的的縱向裂縫,主要要為預應力鋼束保保護層過薄,鋼束束處局部應力過大大產生劈裂或是混混凝土保護層碳化化后預應力筋生銹銹所致;(3)跨中下撓撓過大超過過規范容許許值,跨中中截面不一一定開裂。。主要為施施加預應力力不足或預預應力損失失過大所致致。上述各種病病害可選的的加固方法法有:(1)對梁底彎彎曲裂縫和和沿預應力力筋的縱向向裂縫可采采用粘貼鋼鋼板、粘貼貼纖維復合合材料的方方法加固,,也可采用用增大截面面法加固,,增加鋪裝裝層厚度,,加大截面面受壓區面面積對提高高抗彎強度度和剛度有有利,但增增加高度有有限,同時時也增加自自重,如果果增加梁底底截面高度度,實際上上是增加配配筋;(2)對于腹板板上的斜裂裂縫,可在在與裂縫反反向并近似似與水平線線成45°,即大致正正交于斜裂裂縫的方向向粘貼鋼板板或纖維復復合材料,,對梁高度度矮,鋼板板或纖維錨錨固長度不不足時,可可粘貼成U形箍和加壓壓條的形式式,圖1.4-2;1.4-2粘貼鋼板或或纖維復合合材料進行行抗彎及抗抗剪加固(3)對于腹板板上的收縮縮裂縫和錨錨固區的裂裂縫,視縫縫寬大小采采用環氧膠膠封閉或灌灌縫處理;;(4)對橋面縱縱向裂縫,,可結合鋪鋪裝層改造造增加厚度度和橫向配配筋,或者者增加或者者加大橫隔隔板;(5)上述各種種因受力引引起的病害害,均可采采用體外預預應力加固固法,具體體的做法有有多種,如如圖1.4-3示意,詳見見第三章。。此法的設設計、施工工復雜,但但效果較好好;圖1.4-3體外預應力力索加固簡簡支梁(6)對病害較較多,較重重的某一單單片梁,條條件許可時時,可割開開橫向聯系系更換增大大剛度后的的新梁,同同時減少其其它梁的荷荷載分布。。多數情況況下邊梁病病害較重,,圖1.4-4。圖1.4-4更換新梁并并改善荷載載橫向分布布1.5鋼筋混凝土土及預應力力混凝土連連續梁及懸懸臂梁橋連續梁橋橋及懸臂臂梁橋的的截面形形式常有有T形、I形和箱形形,跨徑徑30米以上的的大多采采用箱形形,并采采用變高高度的不不等跨梁梁,等高高度的鋼鋼筋混凝凝土連續續梁一般般跨徑在在30米以下,,變高度度的鋼筋筋混凝土土連續梁梁或懸臂臂梁一般般跨徑在在50米以下,,跨經偏偏大仍采采用鋼筋筋混凝土土材料的的此類橋橋梁比較較費材料料,而且且橋面負負彎矩區區易出現現橫向裂裂縫。等等高度的的預應力力混凝土土連續梁梁一般跨跨徑在60米以下,,而變高高度的預預應力混混凝土懸懸臂梁跨跨徑大多多100米以下,,但100米以上也也是常有有的,連連續梁跨跨徑大多多在200米以下,,但200米以上也也是常有有的。這這類橋梁梁在跨越越障礙物物或城市市立交橋橋中較多多采用,,不論跨跨徑大小小均容易易出現各各種病害害。常見病害害有:1)鋼筋混混凝土及及預應力力混凝土土懸臂梁梁(1)懸臂梁梁牛腿端端下撓過過大,常常有墩頂頂橋面開開裂。主主要是懸懸臂部分分剛度不不夠,尺尺寸偏小小,超重重車影響響,或者者是縱向向預應力力損失較較大,施施工質量量差等造造成;(2)懸臂梁梁牛腿處處局部裂裂縫,圖圖1.5-1,原因主主要是配配筋不足足,高度度偏小,,溫度影影響或者者是掛梁梁與牛腿腿連接不不順,形形成跳車車,局部部沖擊過過大等所所致;圖1.5-1牛腿處局局部裂縫縫(3)如果懸懸臂梁的的錨固孔孔跨徑過過大,在在尺寸偏偏小或配配筋不足足時,很很有可能能出現跨跨中下撓撓或跨中中梁底豎豎向裂縫縫;(4)預應力力筋錨固固齒板后后的斜向向裂縫,,這是所所有預應應力箱梁梁可能出出現的病病害,圖圖1.5-2,主要是是齒板附附近應力力集中過過大,普普通鋼筋筋配置偏偏少、預預應力束束錨固過過于集中中等引起起;(5)箱梁頂頂、底板板縱向裂裂縫,圖圖1.5-3,主要是是頂、底底板橫向向彎矩過過大,無無橫向預預應力、、箱梁橫橫向彎曲曲空間效效應、板板厚偏小小,橫向向配筋不不足,箱箱梁內外外溫差過過大產生生溫度應應力等原原因所致致;圖1.5-2錨固齒板板后開裂裂圖1.5-3箱梁頂、、底板縱縱向裂縫縫(6)箱梁頂頂、底板板梗腋處處的縱向向裂縫,,頂板梗梗腋處主主要是該該處有大大量預應應力縱向向鋼束通通過,局局部應力力過大,,或者是是箱梁的的正剪力力滯效應應考慮不不足,或或者是偏偏心荷載載下箱梁梁畸變扭扭轉引起起腹板上上下端局局部應力力過大等等所致;;(7)箱梁腹腹板中部部的豎向向裂縫,,常發生生在脫模模2~3天內,上上下沒有有延伸,,施加預預應力后后大多會會閉合,,這主要要與混凝凝土收縮縮或箱梁梁內外溫溫差或腹腹板水平平筋不足足,或混混凝土混混合料質質量有關關;(8)箱梁腹腹板上的的斜裂縫縫,如圖圖1.5-4,一般發發生在墩墩臺支承承點至反反彎點間間的梁段段上,屬屬剪切裂裂縫,產產生原因因比較復復雜,主主要有縱縱向或豎豎向預應應力不足足,或損損失過大大,箱梁梁內外溫溫差過大大,箱梁梁的抗彎彎或抗扭扭剛度不不足,偏偏心荷載載下箱梁梁畸變應應力過大大,腹板板厚度偏偏小,剪剪力滯效效應影響響,非預預應力鋼鋼筋配置置不足,,混凝土土混合料料及添加加劑影響響,施工工不當,,縱向預預應力束束直線形形布置,,跨徑布布置不合合理等原原因引起起;圖1.5-4箱梁腹板板上斜向向開裂(9)箱梁腹腹板上的的水平裂裂縫,圖圖1.5-5,主要由由箱梁橫橫向彎曲曲空間效效應與內內外溫差差應力使使腹板內內側或外外側產生生較大的的豎向應應力、箱箱梁橫向向剛度不不足,畸畸變應力力影響,,豎向預預應力不不足等原原因引起起;圖1.5-5箱梁腹板板上水平平裂縫(10)懸臂施施工時各各分段接接縫或合合攏段接接縫出現現裂縫,,多由于于施工接接頭處理理不好,,成為薄薄弱截面面,在縱縱向彎矩矩、混凝凝土收縮縮或較大大溫差應應力等作作用下開開裂,或或者由于于預制拼拼裝接縫縫不密實實,橋面面開裂后后,接縫縫滲水、、鋼筋銹銹蝕等。。(11)在箱梁梁較寬時時,也容容易出現現橫隔板板或橫梁梁跨中產產生豎向向裂縫,,圖1.5-6,這主要要是橫隔隔板或橫橫梁中施施加的橫橫向預應應力不足足或損失失過大,,或箱梁梁抗扭能能力差等等引起。。圖1.5-6橫隔板局局部裂縫縫2)鋼筋混混凝土及及預應力力混凝土土連續梁梁(1)跨中中下撓過過大,往往往伴隨隨著跨中中梁底橫橫向開裂裂,墩頂頂處橋面面開裂或或腹板斜斜裂縫,,主要原原因是抗抗彎剛度度不夠,,如梁高高偏矮,,腹板偏偏薄,縱縱向預應應力不足足或損失失過大等等原因造造成。其他病害害與鋼筋筋混凝土土及預應應力混凝凝土懸臂臂梁的((4)~(11)相同。。上述各種種病害可可選的加加固方法法有:(1)對于懸懸臂梁牛牛腿端下下撓過大大,最有有效的方方法是補補加預應應力,利利用變高高度梁的的特點,,在鋪裝裝層中布布置通長長無粘結結預應力力索,錨錨固在牛牛腿上,,鋪裝層層與箱梁梁頂板間間應通過過植入大大量錨筋筋傳遞橋橋面預應應力,圖圖1.5-7,單箱多多室截面面并有足足夠箱高高時,可可在中腹腹板頂部部兩側布布置通長長體外束束,錨固固在腹板板上,圖圖1.5-8,但均要要注意對對錨固孔孔的影響響,詳見見第三章章第四節節;圖1.5-8懸臂梁負負彎矩區區中腹板板兩側布布置體外外預應力力索圖1.5-7懸臂梁負負彎矩區區鋪裝層層中布置置預應力力索(2)對于牛牛腿處裂裂縫,常常在兩側側粘貼塊塊形鋼板板或鋼板板條,圖圖1.5-9。如果箱箱內牛腿腿處能進進人操作作,可考考慮從外外面鉆斜斜孔后穿穿預應力力筋張拉拉錨固,,圖1.5-10;圖1.5-10牛腿處鉆孔設設預應力錨筋筋圖1.5-9牛腿兩側貼塊塊形鋼板圖1.5-11變高度連續梁梁箱內布置直直線形體外預預應力索(3)對連續梁跨跨中和懸臂梁梁錨固孔跨中中下撓過大,,最有效的方方法是體外預預應力加固,,利用變高度度梁的特點,,在箱內腹板板兩側布置直直線形或折線線形體外預應應力束加固,,圖1.5-11和圖1.5-12,對等高度連連續梁宜采用用折線形布束束加固,圖1.5-13,詳見第三章章第四節;(4)對預應力錨錨固齒板附近近的裂縫一般般采用灌縫后后粘貼薄鋼板板或碳纖維等等復合材料加加固;圖1.5-12變高度連續箱箱梁內布置折折線形體外預預應力索圖1.5-13等高度連續箱箱梁內布置折折線形體外預預應力索(5)墩頂處橋橋面橫向裂縫縫,可采用鑿鑿除鋪裝層混混凝土,在頂頂板面增設縱縱向普通受拉拉鋼筋或無粘粘結預應力筋筋,預應力鋼鋼束錨固在現現澆層中,類似于圖1.5-7。或在箱內腹腹板兩側的截截面重心軸以以上設體外預預應力索加固固,類似于圖圖1.5-8;(6)對連續梁跨跨中梁底橫向向裂縫,或分分段接頭橫向向裂縫,常采采用縱向粘貼貼鋼板或碳纖纖維等復合材材料加固;或或采用體外預預應力索加固固。對于分段段拼裝接頭裂裂縫,若屬于于非受力引起起,只需灌膠膠封閉即可;;(7)對箱梁頂頂、底板縱向向裂縫,常采采用橫向粘貼貼鋼板或其它它纖維復合材材料或增設橫橫向聯系等方方法加固。如如果頂板底面面縱向開裂,,主要是因頂頂板橫向跨度度過大,又未未設橫向預應應力所致,可可考慮在頂板板上面的鋪裝裝層中增設橫橫向預應力筋筋,如圖1.5-14,并在鋪裝層層與頂板間植植入大量錨筋筋來傳遞橋面面預應力;(8)對箱梁頂、、底板梗腋處處的縱向裂縫縫及腹板豎向向裂縫,可采采用封閉、灌灌縫或粘貼纖纖維復合材料料加固;圖1.5-14箱梁頂面鋪裝裝層中增設橫橫向預應力筋筋(9)對腹板上的的斜裂縫,可可采用在腹板板上粘貼鋼板板或纖維復合合材料,類似似于圖1.4-2所示。或適當當增加腹板厚厚度,或在縱縱向或豎向施施加預應力等等方法加固;;(10)對腹板上的的水平裂縫,,可采用在腹腹板上粘貼豎豎向鋼板或纖纖維復合材料料,或增加橫橫向聯系,如如增設橫隔板板等,或施加加豎向預應力力加固;(11)對箱梁內的的橫隔板或橫橫梁跨中豎向向開裂,可在在橫隔板兩側側補加橫向體體外預應力,,并穿出箱壁壁錨固,圖1.5-15。或增設橫隔隔板,增強抗抗橫向彎曲及及扭轉的能力力。圖1.5-15橫隔板兩側布布置體外預應應力索平面示示意圖1.6預應力混凝土土T型剛構橋T型剛構橋,有有帶掛梁或鉸鉸的T型剛構,也有有連續剛構。。在上世紀70年代末至90年代初,我國國修建的大跨跨梁式橋中,,帶掛梁的預預應力T型剛構橋是主主要的橋型之之一,而近十十年來代換為為預應力連續續剛構橋。其其主要特點為為梁、墩固結結在一起,但但前者的上部部結構類似于于懸臂梁橋,,后者的上部部結構則類似似于連續梁橋橋,只是橋墩墩要承受較大大的縱向彎矩矩。當然受力力上還是有差差別,跨徑也也增大許多,,像雙薄壁墩墩的連續剛構構已達300米左右。預應應力T型剛構橋不管管是帶掛梁的的T型剛構,還是是連續剛構,,常采用變高高度的箱梁,,預應力懸臂臂梁及連續梁梁橋可能有的的病害,它們們也同樣可能能存在,可選選的加固方法法也相同,不不再贅述。有所區別的是是帶掛梁的T型剛構由于懸懸臂較長,如如果施工或設設計質量不好好,特別是施施工質量差,,造成預應力力損失大,懸懸臂抗彎剛度度不足等,很很容易出現牛牛腿下撓過大大等病害。采采用體外預應應力索加固時時,無粘結鋼鋼鉸線可布置置在箱梁頂面面的鋪裝層中中,錨固在兩兩端牛腿處,,新、舊混凝凝土間植入大大量錨筋來傳傳遞橋面預應應力,圖1.6-1。圖1.6-1T型剛構橋鋪裝裝層內布置無無粘結預應力力通長索圖1.6-2T型剛構橋中腹腹板兩側布置置體外預應力力通長索當箱梁為單箱箱多室時,可可在中腹板兩兩側布置通長長體外預應力力索加固,并并穿過墩頂兩兩道橫隔板的的鉆孔,錨固固在兩端腹板板兩側的錨座座上,圖1.6-2。1.7鋼筋混凝土板板拱、肋拱及及箱形拱橋所謂板拱、肋肋拱及箱拱主主要是按主拱拱圈截面形式式分的,此處處主要指上承承式拱橋,其其組成主要有有主拱圈及拱拱上建筑,拱拱上建筑包括括腹孔(拱式式腹孔或梁板板式腹孔)、、腹孔墩(立立柱或橫墻))、橋面板、、填料、側墻墻、橋面系等等,視何種腹腹孔而定。跨跨徑可小可大大,小的10幾米,大的如如箱形肋拱可可達420米,構造形式式繁多,花樣樣多變,但很很多病害現象象大致相同。。圖1.7-1拱頂下緣及拱拱腳上緣開裂裂常見病害有::(1)主拱圈的拱拱頂下緣及側側面橫向裂縫縫及拱腳上緣緣及側面的橫橫向裂縫,圖圖1.7-1。這主要是這這兩個截面的的抗彎強度不不足,其具體體原因較多,,如尺寸偏小小,配筋不足足,拱軸線不不合理、墩臺臺不均勻沉降降或向路堤方方向滑動或轉轉動、超重車車影響、整體體性差、施工工質量差等引引起。如果裂裂縫的上、下下緣位置與上上述相反,常常為墩臺向橋橋孔方向滑動動或轉動;(2)主拱圈(板板拱圈)或腹腹拱圈出現縱縱向裂縫,圖圖1.7-2。常伴有墩、、臺帽或帽梁梁縱向裂縫,,如果裂縫大大致居中,可可能是墩、臺臺基礎的上、、下游不均勻勻沉降引起,,如果只是邊邊拱箱接縫處處開裂,一般般是接縫的連連接不好,整整體性差,偏偏載作用下邊邊拱箱受力變變形較大引起起;圖1.7-2主拱圈或腹拱拱圈縱向開裂裂(3)主拱圈局部部出現混凝土土碎裂,脫落落等破壞現象象,一般出現現在壓應力較較大的地方,,如邊角處、、等截面拱圈圈的拱腳附近近等,材料的的抗壓強度不不夠,引起劈劈裂或壓碎,,或者是內部部鋼筋生銹膨膨脹所致;(4)主拱圈拱腳腳處的徑向裂裂縫,主要是是材料抗剪強強度不足引起起;(5)雙曲拱橋的的拱波頂出現現縱向裂縫或或拱肋與拱波波連接處環向向開裂,多為為各肋間橫向向聯系弱,整整體性差,橫橫截面的組合合不合理,墩墩臺橫向不均均勻沉降等所所致;(6)拱上排架、、梁、柱開裂裂,特別是短短柱兩端開裂裂壓碎,靠墩墩、臺或實腹腹段的腹拱圈圈的拱腳、拱拱頂開裂經側側墻到橋面,,側墻與拱圈圈連接處脫離離及側墻的其其它裂縫,圖圖1.7-3。主要原因為為短柱及腹拱拱圈未設鉸,,相應位置的的側墻及橋面面未設變形縫縫,在主拱圈圈變形或墩臺臺位移作用下下拉裂;圖1.7-3矮立柱腳及邊邊腹拱開裂(7)橋面縱向裂裂縫,常伴有有橫向聯系豎豎向開裂,特特別是跨中橫橫向聯系開裂裂嚴重,說明明橋梁的橫向向整體性差,,荷載橫向分分布不好;(8)主拱圈采用用分段預制拼拼裝時,接縫縫處也可能出出現裂縫;(9)拱肋采用鋼鋼管混凝土時時,鋼管表面面可能會出現現收縮狀褶皺皺,或管內有有空洞、離析析,常為鋼管管厚度不足,,套箍作用部部分散失,以以及鋼管格構構布置不合理理,管壁加勁勁肋不足等引引起。上述常見病害害可選的加固固方法有:(1)因主拱圈為為偏心受壓構構件,如果出出現拱頂、拱拱腳橫向開裂裂或局部壓碎碎,最好采用用從拱腹面或或拱背面增大大截面的方法法加固,如鑿鑿毛原混凝土土表面、植筋筋和布筋后澆澆筑混凝土或或噴射混凝土土,特別是拱拱腳處裂縫,,需要在墩臺臺帽中植入鋼鋼筋,再增大大拱腳段截面面,如圖1.7-4及圖1.7-5。其次可采用用粘貼鋼板或或纖維復合材材料,但應注注意拱腹粘貼貼材料過長,,受彎后產生生徑向撕裂作作用的問題。。在中、小跨跨徑拱橋中還還可考慮體外外預應力加固固,但應考慮慮對其它部位位的影響。還還可采用減輕輕拱上建筑自自重,如更換換填料、或挖挖除填料及側側墻改拱式腹腹孔為全空腹腹式梁板腹孔孔來減輕主拱拱圈負擔,圖圖1.7-6,但主拱軸線線形有所變化化,應注意驗驗算。如果是是墩臺位移引引起的病害,,且還在繼續續發展,則應應先加固墩臺臺,消除病因因;圖1.7-4增加拱腳段配配筋并增大截截面圖1.7-5拱腹新增鋼筋筋混凝土襯砌砌圖1.7-6挖除拱上填料料及側墻改拱拱式腹孔為全全空腹式梁板板腹孔圖1.7-7主拱圈上設鋼鋼板箍或預應應力鋼拉桿(2)對主拱圈或或腹拱圈出現現的縱向裂縫縫,墩、臺帽帽縱向裂縫及及墩、臺身豎豎向裂縫,如如裂縫繼續發發展,則須先先加固基礎及及其它下部結結構,拱圈裂裂縫應視縫寬寬大小,采用用灌漿封閉,,增大截面,,橫向粘貼鋼鋼板或纖維復復合材料。或或增設多道鋼鋼箍,并盡量量做成封閉箍箍,或通過鋼鋼拉桿,施加加橫向預應力力等方法加固固,圖1.7-7;(3)對雙曲拱橋橋拱波頂或拱拱肋與拱波連連接處的縱向向裂縫,應加加強或增設橫橫向聯系,增增大拱肋或拱拱板截面或者者增加拱肋數數量,減輕拱拱上建筑自重重,如更換腹腹拱和實腹段段的填料,改改橫墻式腹孔孔墩為立柱式式腹孔墩,改改拱式腹孔為為梁板式腹孔孔等,圖1.7-6。如果是墩、、臺橫向不均均勻沉降引起起的開裂,則則應先加固地地基;(4)對拱上矮立立柱上下端裂裂縫,最好改改成縮頸鉸,,讓它能適當當轉動,圖1.7-8。對于靠近墩墩臺及實腹段段的腹拱圈拱拱腳或拱頂裂裂縫,如果裂裂縫較寬至斷斷裂或兩側有有明顯高差,,則要考慮折折除重建為三三鉸或兩鉸腹腹孔,否則可可暫不管它,,但相應位置置處側墻及橋橋面的變形縫縫要設置好,,不然會漏水水;圖1.7-8改拱上矮立柱柱為鉸接(5)對橋面縱向向開裂及橫向向聯系豎向裂裂縫,應加強強結構的橫向向整體性,如如加大或增加加橫梁,結合合翻新橋面,,適當加厚混混凝土鋪裝層層厚度、提高高標號、增強強橋面橫向配配筋,有填料料的拱橋,將將填料挖除并并改為現澆混混凝土等方法法加固;(6)對主拱圈接接頭不好產生生的裂縫可采采用灌縫、植植筋連接或補補焊連接等方方式加強;(7)對鋼管混凝凝土鋼管表層層的折皺,最最好采用外包包一層鋼筋混混凝土增大截截面,或加密密格構間的綴綴體板,或增增加管壁加勁勁肋。對管內內空隙則要鉆鉆孔注入環氧氧膠漿或水泥泥漿充滿;(8)對拱頂下撓撓過多,底面面橫向開裂的的拱橋,可采采用體外預應應力索在拱圈圈彈性中心以以下部位的拱拱背上設錨座座張拉,使拱拱頂產生負彎彎矩及反拱度度,圖1.7-9,但拱腳處也也同時產生負負彎矩,應加加大拱腳段截截面來處理,,體外索的具具體位置及張張拉力大小應應根據拱圈內內力(主要是是彎矩)的的變化反復試試算后確定;;圖1.7-9拱上布置體外外預應力索(9)對肋拱、雙曲拱拱等因拱腳水平位位移及下沉造成主主拱圈變形過大及及開裂,拱軸線與與壓力線嚴重偏離離,采用其它補強強措施難于奏效時時,可采用拱腳頂頂推復原調整拱軸軸線的方法改善拱拱圈受力,但此法法技術復雜,風險險大,成本也不低低,較少采用,此此不詳述;
(10)以上各種加固方方法中,若對拱上上建筑進行改造或或對主拱圈增大截截面時,在卸載和和加載過程中應注注意單孔和多孔間間的均衡對稱性,,保證拱圈及墩臺臺的穩定。中、下承式拱橋為為肋橋拱,拱肋常常為鋼筋混凝土矩矩形,Ⅰ形或箱形(后者較較多)。也常用鋼鋼管或鋼管混凝土土,或他們的組合合體。從受力體系系來講有普通拱((即有推力拱)和和系桿拱(即無推推力拱),與上承承式拱橋的主要構構件區別有吊桿、、吊桿橫梁(有的的還有縱梁)、系系桿。吊桿有剛性性吊桿和柔性吊桿桿,后者用得較多多。系桿也有剛性與柔柔性之分,中承式式(飛燕式)系桿桿拱常用柔性的高高強鋼絲作為系桿桿,下承式系桿拱拱有柔性系桿剛性性拱,剛性系桿剛剛性拱和剛性系桿桿柔性拱之分,前前兩者較普通。除除了有類似于上承承式拱橋的病害外外,還可能有如下下病害:(1)吊桿錨頭松脫、、銹蝕或鋼絲銹蝕蝕、剪斷,重點在在橋面下的錨頭及及短吊桿的兩端錨錨頭容易出現;1.8中、下承式拱橋圖1.8-1吊桿橫梁裂縫(2)吊桿橫梁作為簡簡支梁或雙懸臂簡簡支梁,常用鋼筋筋混凝土或預應力力混凝土,可能跨跨中梁底會有豎向向彎曲裂縫,靠吊吊點兩側的腹板上上出現斜裂縫,此此外吊點處的橫梁梁頂面可能出現縱縱向裂縫,圖1.8-1。吊桿橫梁間有縱縱梁的梁格系橋面面,縱、橫梁的節節點附近以及拱肋肋與剛性系桿的節節點附近也可能會會出現開裂現象;;(3)系桿錨頭的松動動、銹蝕,或鋼絲絲銹蝕、斷絲。剛剛性系桿因要承受受軸力及局部彎矩矩,類似于彈性支支承的連續梁,也也具有受彎構件常常見的病害,這里里不再復述。上述病害可選的加加固方法有:(1)對于吊桿或系桿桿的錨頭松動或個個別滑絲的,條件件許可時,應重新新收緊錨頭張拉松松弛的系桿或吊桿桿來調整內力或標標高,柔性吊桿大大多采用墩頭錨,,可通過增加鋼墊墊塊的方法收緊,,系桿若采用夾片片錨則應補拉重錨錨。對嚴重銹蝕、、斷絲或無條件張張拉收緊的吊桿或或系桿,應通過預預留孔道換索,沒沒有預留孔道的,,則應采取其它措措施將所換吊桿或或系桿臨時卸載后后再換索,有關更更換吊桿的方法及及工藝詳見后續章章節;(2)對于吊桿橫梁、、縱梁或剛性系桿桿出現的各種裂縫縫可像本章前幾節節的鋼筋混凝土或或預應力混凝土簡簡支梁、連續梁和和懸臂梁那樣進行行加固,如體外預預應力法、粘貼鋼鋼板或纖維復合材材料法等;(3)對縱、橫梁節點點及拱腳節點裂縫縫,簡便的方法是是粘貼塊狀鋼板或或纖維復合材料,,如圖1.8-2。圖1.8-2粘貼塊狀鋼板加固固拱腳節點(3)對縱、橫梁節點點及拱腳節點裂縫縫,簡便的方法是是粘貼塊狀鋼板或或纖維復合材料,,如圖1.8-2。1.9鋼筋混凝土剛架拱拱橋1)剛架拱橋的的使用現狀眾所周知,剛架拱拱橋是在我國改革革開放初期,在特特殊國情下出現的的新型輕型拱橋,,那時國內缺乏優優質建筑鋼材,水水泥供應不足,研研制這種橋型的目目的,是在實用、、安全、經濟、美美觀的前提下,盡盡量挖掘承載潛力力,優化結構及尺尺寸,盡量減少材材料用量,以求最最為經濟,正因為為如此,剛架拱橋橋才在全國廣泛推推廣。二十年來,,隨著國內經濟的的高速發展,交通通運輸增長較快,,特別是經濟發展展較快的地區,無無論是交通量或是是載重量己成倍增增加,加上有些橋橋梁的部分構件施施工質量并非完全全符合設計要求,,這些地區的剛架架拱橋病害較為嚴嚴重。而在交通量量和載重量增加不不是太多的線路上上,多數剛架拱橋橋的病害并不嚴重重,還沒有到必須須加固的地步,但但由于剛架拱橋本本身承載潛力偏低低,與其它類型的的橋梁相比,病害害出現率較高。正正常情況下,大跨跨度剛架拱的圖1.9-1剛架拱片構造圖最常見的病害是弦弦桿和剛節點處的的裂縫,只要有病病害的剛架拱橋,,大多有這類裂縫縫,但對鋼筋混凝凝土構件來說,只只要裂縫寬度不超超過容許值,也屬屬正常使用。雖然然目前有較多的業業主反對再新建剛剛架拱橋,但通過過對其病害原因的的分析,應該正確確地看待其承載能能力及使用性能的的問題。2)剛架拱橋常常見病害及可選的的加固方法剛架拱橋主要由外外弦桿、內弦桿、、實腹段、拱腿((主拱腿)、斜撐撐(次拱腿)、橫橫向聯系、橋面板板及橋面鋪裝層組組成,如圖1.9-1。以下將對各構件件病害現象、病害害原因及目前采用用的加固方法逐一一論述。(1)橋面板剛架拱橋的橋面板板常用少筋肋腋板板或微彎板兩種,,極少數采用矩形形實心板或空心板板,前兩種就是在在矩形板的基礎上上優化出來的。鋼鋼筋和混凝土用量量較少,重量輕,,特別是肋腋板做做到了挖空心思,,代價是施工復雜雜。少筋肋腋板和和微彎板不僅配筋筋少,厚度尺寸也也偏小,在短期設設計荷載下肯定沒沒有問題,長期超超載較多的情況下下,實橋病害表明明:肋腋板底出現現方向不太規則的的裂縫,嚴重的已已露筋、漏水。如如果是微彎板則微微彎板的加勁肋中中部底面均有多條條向上延伸的豎向向裂縫,其中有的的裂縫可延伸至板板頂,造成板頂縱縱向開裂。對上述病害可選的的加固方法有:對底面開裂的肋腋腋板,可采用粘貼貼雙向編織的纖維維布或粘貼鋼板,,纖維的強度不必必太高。對加勁肋開裂的微微彎板,采用垂直直裂縫的單向碳纖纖維片形成U字型型,粘貼于肋底比比貼鋼板方便,微微彎板頂的縱向裂裂縫視寬度大小,,采用灌縫和封閉閉處理。結合橋面改造,增增加現澆層的厚度度及強度、加強現現澆層內的配筋,,以改善橋面板的的受力狀況。(2)內、外弦弦桿及實腹段弦桿及實腹段常采采用矩形、工字形形、箱型截面,外外弦桿為受彎構件件,內弦桿及實腹腹段為壓彎(偏心心受壓)構件。一一般拱片產生的裂裂縫,常出現在外外弦桿上,其次是是內弦桿和實腹段段。外弦桿豎向裂裂縫和大、小節點點兩側的斜裂縫是是常見的,只是程程度不同而已,當當然如果裂縫寬度度在容許范圍內,,也符合設計要求求,或者還不到必必須加固的地步。。但對病害嚴重的的剛架拱橋,外弦弦桿和實腹段跨中中底部受拉區、內內弦桿的裂縫較多多、較寬,有的橫橫向己貫通,豎向向也裂至頂部,特特別是節點兩側的的斜裂縫較寬,有有的己貫穿。對上述病害可選的的加固方法有:①對剛架拱外外弦桿受彎構件的的加固,如果弦桿桿不屬于超筋梁,,可采用在底面受受拉區粘貼U型纖纖維片或粘貼鋼板板或增大截面高度度和配筋,如果弦弦桿屬于超筋梁,,最好采用增大截截面高度和配筋的的方法,或在底面面受拉區粘貼U型型纖維片或粘貼鋼鋼板的同時,增加加橋面現澆層厚度度。②內弦桿為偏偏心受壓構件,可可采用與外弦桿相相同的方法加固。。③大、小節點點兩側的斜裂縫,,可在裂縫面粘貼貼鋼板或纖維片加加固,以承受主拉拉應力。增大弦桿桿截面高度,也能能減小主拉應力。。④對跨中實腹腹段的微弧形底面面,可采用粘貼UU型碳纖維片,以以承受彎曲拉應力力及徑向撕拉力,,或采用增大截面面高度和配筋的方方法。⑤對弦桿及實實腹段其它部位的的裂縫,可采用灌灌縫和封閉裂縫。。如圖1.9-2。圖1.9-2剛架拱片各部位加加固圖(3)橫向聯系剛架拱橋的橫向聯聯系,在弦桿及實實腹段約3米有一道,節點處處得到加強,在拱拱腿及斜撐上,根根據跨徑大小,也也有一至多道,一一般情況下都比較較完好。但整體性性受損的剛架拱就就大不一樣,實腹腹段及弦桿段的橫橫隔板中部大多有有上下貫通的豎向向裂縫,挖空的橫橫隔板比實心橫隔隔板嚴重,特別是是實腹段橫隔板裂裂縫較多較寬,個個別的幾乎斷裂成成只有鋼筋相連,,拱腿及斜撐上的的橫向聯系一般基基本完好。而采用用重力式墩臺的剛剛架拱橋,橫向聯聯系很少有病害,,說明剛度低的輕輕型拱橋不宜采用用柔性墩。對上述病害可選的的加固方法有:①中斷交通施施工時,橫隔板可可采用混凝土加固固,即在原橫隔板板的基礎上,通過過植筋加厚加高橫橫隔板。不能中斷交通施工工時,橫隔板只有有采用施工快速、、簡便的鋼結構加加固,如圖1.9-3。在原混凝土橫橫隔板的四個角角,采用粘貼和和螺栓固定四根根角鋼,再用兩兩片鋼桁架夾住住原混凝土橫隔隔板,施工時作作好所有橫隔板板加固準備工作作,并點焊固定定位置后,臨時時中斷交通,將將各鋼構件焊接接完成后,再恢恢復交通。圖1.9-3剛架拱橫隔板加加固圖(4)主拱腿及斜撐主拱腿和斜撐為為小偏心受壓構構件,在恒載及及車輛作用下,,一般不產生拉拉應力,其內主主要按構造配筋筋。但有的斜撐撐底部附近有較較多由頂面而下下的環形裂縫,,有的開裂至截截面高度一半左左右。采用有限限元計算分析可可知,使用荷載載下,構件不產產生拉應力,但但在墩、臺不均均勻沉降時,斜斜撐底部的負彎彎矩就非常敏感感,較小的不均均勻下沉,在此此處將產生較大大的拉應力。實實橋觀察也說明明斜撐底部有裂裂縫出現,極可可能是墩、臺有有不均勻沉降。。此外,溫度下下降時也容易產產生斜撐底部的的負彎矩。對上述病害可選選的加固方法有有:對于斜撐根部的的裂縫,可采用用環形包裹粘貼貼纖維布,也可可采用頂面粘貼貼鋼板或碳纖維維條。也可考慮慮增大截面加固固。(5)橋面鋪裝層橋面現澆層對采采用預制拼裝施施工的橋面板來來說,尤為重要要,以其它類型型橋梁相比,剛剛架拱橋的混凝凝土鋪裝層是組組合斷面的一部部分,直接參與與受力,更重要要的是拱片大、、小節點負彎矩矩區的受拉鋼筋筋都布置于現澆澆鋪裝層中。如如果該位置所承承受的拉應力過過大,將會導致致橋面橫向貫通通開裂,若橋梁梁整體性較差,,還會引起橋面面的拱片位置處處縱向貫通開裂裂,這兩類裂縫縫均屬結構受力力性裂縫,必須須盡快進行加固固。其他坑槽、、網裂之類均屬屬鋪裝層本身局局部病害。對上述病害可選選的加固方法有有:①鑿除橋面面鋪裝,重新澆澆筑鋪裝層混凝凝土,按新規范范要求提高混凝凝土標號,加強強橋面鋼筋網的的配筋。并特別別注意鋼筋網必必須架起來。新新澆鋪裝層的厚厚度,根據需要要決定是否加厚厚。②進一步加加強負彎矩區的的縱向鋼筋配置置。1.10鋼筋混凝土及預預應力混凝土桁桁架拱或桁式組組合拱橋中等跨徑以下的的桁架拱一般采采用鋼筋混凝土土,中等跨徑以以上的桁架拱或或桁式組合拱橋橋一般采用預應應力混凝土,它它們均為組合體體系拱,常采用用預制拼裝施工工。上弦桿及跨跨中實腹段除承承受軸力外,還還承受較大彎矩矩,下弦桿為偏偏心受壓構件,,腹桿有斜桿和和豎桿,一般采采用斜拉桿式腹腹桿,即斜桿為為偏心受拉,豎豎桿為偏心受壓壓構件。因此跨跨徑大時,需在在上弦桿、斜桿桿及實腹段中施施加預應力。圖1.10-1桁架拱片裂縫常見病害有:(1)上弦桿及實實腹段跨中附近近底面及側面橫橫向開裂,圖1.10-1,或下撓過大,,表明桿件的有有效預加應力不不足,或截面高高度偏小,普通通鋼筋配置不足足;(2)斜桿開裂,說說明拉力過大,,預加應力不足足,圖1.10-1;(3)下弦桿及豎桿桿沿桿長方向出出現多條裂縫或或局部壓碎,主主要是桿件截面面尺寸偏小。如如果出現垂直于于桿長方向的裂裂縫,說明桿件件的長細比過大大或桁架片變形形較大引起較大大偏心彎矩所致致;(4)各桿件節點附附近開裂,由于于各桿件軸線一一般不會相交于于一點,且受其其他附加應力影影響使節點局部部應力過大引起起開裂,圖1.10-2;圖1.10-2桁架拱片節點裂裂縫(5)橫向聯系(如如橫隔板、橫系系梁、剪刀撐等等)中部出現豎豎向裂縫或其它它裂縫,主要是是桁片橫向整體體性差,橫向聯聯系剛度不足、、尺寸偏小;(6)由于桁架拱拱采用預制拼裝裝施工,接頭較較多,干接頭可可能因焊接質量量或疲勞問題松松脫,濕接頭也也可能因接頭強強度不足引起開開裂;(7)桁架拱橋的橋橋面板一般用鋼鋼筋混凝土微彎彎板,鋼筋混凝凝土或預應力混混凝土矩形空心心板或實心板。。桁式組合拱橋橋的橋面板常用用鋼筋混凝土單單向板或雙向板板。其病害與上上節剛架拱橋類類似,不再復述述。上述病害可選的的加固方法有::(1)對上弦桿、斜斜桿及實腹段裂裂縫,如果不太太嚴重可采用粘粘貼鋼板或纖維維復合材料方法法加固,否則可可采用體外預應應力加固,或結結合增大截面,,張拉體外預應應力索后用鋼筋筋混凝土包裹;;(2)對下弦桿及豎豎桿的裂縫,最最好采用增大截截面法加固,如如果裂縫不太嚴嚴重,可采用加加鋼板箍或包裹裹纖維復合材料料加固;(3)對節點裂縫,,可采用粘貼塊塊狀鋼板或纖維維復合材料加固固;(4)對橫向聯系裂裂縫,最好采用用加大橫向聯系系截面尺寸,或或增設橫向聯系系,或施加橫向向預應力加固。。如果開裂程度度較輕,可采用用局部粘貼鋼板板或纖維復合材材料加固;(5)對各種施工接接頭的裂縫,可可采用補焊、灌灌縫、植入錨筋筋、粘貼鋼板等等方法加強。1.11圬工拱橋圬工拱橋主要指指用石材、混凝凝土預制塊砌筑筑的實腹式或空空腹式拱橋。實實腹式拱橋的跨跨徑大多在20米以下,主拱圈圈常用板拱,自自重大,但承載載潛力是所有拱拱橋中最大的一一種。空腹式拱拱橋主拱圈常用用板拱、箱板拱拱及肋拱,最大大的石肋拱跨徑徑達130米左右。圬工拱拱橋均為上承式式拱橋,其大多多數常見病害及及加固方法與本本章第七節的鋼鋼筋混凝土板拱拱、肋拱及箱形形拱類似,以下下僅針對圬工的的特點闡述所具具有的不同病害害及加固方法。。常見病害有:(1)拱圈出現大面面積的嚴重風化化剝落、灰縫脫脫空。原因是砌砌體和砂漿的材材質差,或者受受到腐蝕性強的的水和氣體的浸浸蝕;(2)主拱圈拱頂頂下緣出現1~2條橫向貫通的裂裂縫,如果裂縫縫兩側有明顯高高差,說明墩臺臺有不均勻下沉沉,若無明顯高高差,但拱頂有有少量下沉,則則可能墩臺向橋橋孔外滑動或轉轉動,或由于拱拱圈承載力已不不足引起,若拱拱頂上拱且下緣緣出現橫向壓碎碎裂紋,則可能能墩臺向橋孔內內滑動或轉動;;(3)拱圈的個別拱拱石出現裂縫,,灰縫脫落,壓壓碎或外凸;(4)拱圈分層砌筑筑時,沿砌縫出出現環向裂縫,,這主要與施工工時的砌筑工序序,支架變形、、砌縫處理及砂砂漿強度有關;;(5)砌體表層沿砌砌縫無規則的開開裂,主要是砂砂漿標號低或砂砂漿不飽滿;(6)拱上側墻外外傾或伴有斜向向沿豎向砌縫成成鋸齒狀的裂縫縫,特別是實腹腹式拱橋的側墻墻,主要是拱上上填料在車輛作作用下產生較大大土側壓力所致致;(7)拱上側墻沿拱拱圈的拱背開裂裂或脫離,主要要是墩臺下沉,,溫度變化或車車輛作用時主拱拱圈與拱上建筑筑變形不協調,,或砌縫未處理理好引起。其它一些病害與與鋼筋混凝土上上承式拱橋類似似。上述病害可選的的加固方法有::(1)對砌體表層風風化剝落、灰縫縫脫空,可先鑿鑿除松動的剝蝕蝕層,露出新鮮鮮面,用高標號號水泥砂漿填塞塞灰縫,視厚度度分層涂抹或噴噴涂水泥砂漿修修補,砂漿中可可添加一些化學學纖維以增強抗抗裂性;(2)對由于墩臺不不均勻下沉引起起的拱頂橫向裂裂縫,如果下沉沉還未穩定,應應先加固墩臺基基礎,再對裂縫縫注水泥漿后,,在拱腹下植筋筋,掛鋼筋網澆澆筑或噴射混凝凝土內襯,增大大拱圈截面加固固。如果沉降基基本終止,就只只需加固拱圈,,開裂不嚴重時時,也可只灌漿漿封閉。對由于于墩臺滑動或轉轉動引起的拱頂頂裂縫,如果墩墩臺位移尚未停停止,應先加固固墩臺,再對裂裂縫注漿封閉后后,可從拱腹或或拱背澆筑鋼筋筋混凝土,增大大截面加固。對對由于承載能力力不足引起的拱拱頂橫向裂縫及及下沉,除可采采用拱背或拱腹腹增大截面外,,圖1.7-5。還可同時采用用減輕拱上建筑筑自重來減少恒恒載,如實腹拱拱改空腹拱,如如圖1.11-1,將原填料更換換為輕質填料,,改拱式腹孔為為梁板式腹孔或或全空腹式拱上上建筑,圖1.7-6。對小跨徑拱橋橋還可在拱頂上上澆筑一鋼筋混混凝土簡支板或或墊板,如圖1.11-2,將原橋改為拱拱梁組合體系,,以減輕主拱圈圈活載,提高承承載力。以上加加固中若墩臺負負擔增加較多,,應考慮墩臺及及基礎的承載力力及穩定是否滿滿足加固需要;;圖1.11-2原拱上增設鋼筋筋混凝土墊板圖1.11-1實腹式拱橋改空空腹式拱橋圖1.11-3拱圈環形裂縫處處理(3)拱圈個別拱石石出現的病害,,可鑿除壓碎部部分,視裂縫寬寬度大小,用環環氧膠、高標號號水泥砂漿或環環氧砂漿,灌縫縫或填縫,再用用水泥砂漿或小小石子混凝土修修補。拱石嚴重重碎裂的,要全全部鑿除用混凝凝土填補;(4)主拱圈沿砌縫縫環向開裂時,,采用鋼板或鑄鑄件做成的楔形形剪力鍵或抓釘釘豎向嵌入拱圈圈兩側,開裂范范圍大且嚴重時時在拱圈上徑向向鉆孔穿入長錨錨栓,適當加壓壓后錨固,其間間距布置視環向向開裂程度而定定,原裂縫用水水泥漿灌縫封閉閉,圖1.11-3;(5)砌體表層砌縫縫開裂,可采用用水泥砂漿灌縫縫封閉或勾縫;;(6)拱上側墻外傾傾,視外傾程度度,采用挖出墻墻內填料更換成成砂礫石、漿砌砌片石等較少側側壓力的材料,,對空腹式拱橋橋的腹拱側墻及及實腹段側墻外外傾,由于填料料較少,可更換換成低標號混凝凝土。對實腹式式拱橋也可采用用加厚側墻尺寸寸,或者在兩側側墻鉆孔設多根根鋼拉桿對錨,,圖1.11-4。還可改變拱上上建筑形式不要要側墻,如實腹腹式改空腹式等等,圖1.11-1;圖1.11-4用橫向拉桿加固固側墻外頃(7)拱上側墻沿拱拱背開裂或脫離離,如果是基礎礎下沉引起并未未終止的,應先先加固基礎,再再用高標號水泥泥漿或砂漿灌縫縫封閉。并檢查查兩拱腳上方側側墻上至橋面的的伸縮縫是否完完好,否則可能能引起拱上建筑筑與主拱圈變形形不協調。其它病害的加固固方法與鋼筋混混凝土上承式拱拱橋類似。1.12鋼-混凝土組合合梁橋鋼-混凝土組合合梁橋一般是采采用I字形或箱形鋼梁梁上加鋼筋混凝凝土或預應力混混凝土橋面板,,常用于簡支梁梁,少數也用于于連續梁,但在在負彎矩區須施施加預應力。(1)鋼梁的病害及及加固同一般鋼鋼結構,對于鋼鋼構件的銹蝕、、脫皮、變形,,連接部位的松松動、焊縫裂紋紋等病害,由于于鋼構件連接方方式多,有焊接接、栓接、鉚接接、粘接等,加加上構件加工容容易、材料均質質單一,加固設設計及施工都較較混凝土構件容容易,與新結構構的設計與計算算相比沒有什么么特殊性。(2)混凝土橋面板板的病害及加固固同一般鋼筋混混凝土或預應
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