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  YR依然 2016-01-03 18:37

  　　桥梁加固中的主要加固施工方案
  
  　　核心提示：采取加固的方法提高桥梁承载力、抗弯能力、抗剪能力、荷载等级等是最经济、最简单和最适用的措施 ,依据不同的桥梁现状和加固要求
  
  　　采取加固的方法提高桥梁承载力、抗弯能力、抗剪能力、荷载等级等是最经济、最简单和最适用的措施 ,依据不同的桥梁现状和加固要求可以采取不同的方法。本文主要介绍工程中常用的几种方法 ,以与同行交流。1 桥梁加固改造的技术途径及设计原则1. 1 主要技术途径桥梁加固一般是通过对构件的补强和结构性能的改善来恢复或提高现有桥梁的承载能力,以延长其使用年限 ,适应现代交通运输的要求。其改造的主要技术途径有:加强薄弱构件、增加辅助构件、改变结构体系、减轻恒载、加固墩台及基础等。1. 2 加固方案确定原则一般认为满足以下条件 ,加固方案才基本可行:比重建新桥可以节约大量的投资和材料 ,具有明显的经济效益;桥梁经加固改造之后 ,无论结构性能、承载力还是耐久性方面都能达到使用要求; 桥梁的下部结构具有足够的潜力[1] 。2 桥梁加固的几种常见方法2. 1 加大截面加固法加大截面法 ,也称为外包混凝土加固法 ,是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。这种加固方法要求被加固的桥梁下部结构能够承受更多的自重 ,能够提供更高的承载力。通常情况下 ,以加厚桥面板或加大主梁的梁肋宽度为主。2. 2 预应力加固法预应力加固法是采用外加预应力的钢拉杆对结构进行加固的方法 ,适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后所占用空间小的桥梁。可分为预应力拉杆加固和预应力撑杆加固 ,其中预应力拉杆加固主要用于受弯构件 ,以梁身为锚固体 , 通过预应力张拉对梁的受拉区域施加外力 ,以抵消结构本身的自重 ,减少车辆荷载作用下的应力 , 能够减少梁体出现过多的裂缝 ,以及减小裂缝宽度。预应力撑杆加固主要用于桥梁下部结构的轴心受压墩柱 ,但在实践中桥梁墩柱加固也很少采用这种方法。2. 3 外部粘钢加固法外部粘钢加固法是一种采用化学粘结剂将钢板直接粘贴在混凝土构件表面 ,使之与构件形成受力整体 ,以提高承载力、增大延性、刚度和满足正常使用要求的加固方法。2. 4 粘贴 FRP 加固法粘贴 FRP 加固法[2]是采用高强度或高弹性模量的纤维复合材料 ,用专门配置的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件表面 ,使之与原构件形成整体共同受力的加固方法。目前 ,结构工程中常用的 FRP 材料有玻璃纤维(GFRP) 、碳纤维(CFRP)和芳纶纤维(AFRP) 3 种,其中以碳纤维增强复合材料 (CFRP) 应用更多。本文着重概述采用 CFRP 的加固方法及实际工程应用。
  
  　　碳纤维布纤维方向分为单向和双向2 种 ,其中以单向布应用为主。碳纤维布具有高的强度重量比和刚度重量比率、良好的抗疲劳性及高的耐久性、耐腐蚀、热膨胀系数低等特点。当被加固的桥梁结构处于特殊环境时 ,应根据具体情况选用其他防护材料。目前 ,粘贴碳纤维布加固方法往往辅以裂缝灌浆、封闭等方法。与其他加固方法相比 ,碳纤维布加固技术的优势主要体现在:高强高效 ,可设计性强;基本不改变原结构外观 ,不会对原结构造成损害;运输储存、施工更方便、快捷 ,容易保证施工质量而且后期维护费用低;其化学结构稳定 ,在耐候性、腐蚀性以及抗疲劳性能等方面更加突出。但应用此法对桥梁进行加固时 ,应充分考虑纤维的方向布置 ,合理的材料连接方式、连接尺寸、连接位置粘结材料的性能指标。尤其是施工过程的质量控制 ,一定要按正常的施工程序进行 ,否则会影响桥梁加固效果。3 应用实例某桥于上世纪 70 年代初建成:上部构造为4 孔跨径 L = 16. 8 m 的少筋微弯板工字梁组合的装配式钢筋混凝土梁结构 ,无横梁 ,桥面净空为净 - 7 m 2 ×0. 25 m ,下部构造为钢筋混凝土双柱式灌注桩墩及重力式桥台。原桥上部构造采用 1966 年 1 月出版的《少筋微弯板与工型梁组合的装配式钢筋混凝土上部构造试用图纸》,设计荷载为汽-13 ,拖-60。3. 1 加固前病害调查在确定加固方案前 ,对旧桥现状进行了全面调查 ,全桥主梁 4 ×5 片。根据实际损坏情况 ,对2～4 孔的 15 片主梁、微弯板、支座、桥墩 (台) 及附属结构进行了细致的检查。3. 1. 1 主梁施工质量较差 ,各部位尺寸沿跨径不一致。单根主梁最多发现裂缝 51 条 ,裂缝宽度最宽为4mm。有竖直裂缝 ,也有斜裂缝、水平裂缝 ,斜裂缝与水平方向夹角为 40～80°。竖向裂缝主要分布在主梁腹板下部(主要在跨中8. 5m 范围内) 且下宽上窄;斜裂缝主要分布在端部 4 m 范围 内;水平裂缝主要分布在梁端。主梁局部钢筋外露 ,产生锈蚀。3. 1. 2 其他微弯板施工质量较差 ,底部非常粗糙,局部有细微裂纹。支座为钢板支座 ,钢板锈蚀严重 ,有大块蚀块脱落。支座附近主梁砼有压碎现象。1 号桥台锥坡破损 ,3 号桥墩发现一处空洞现象。部分栏杆倾斜 ,泻水孔堵塞 ,桥面上梁间隙较大,车辆通过时振动大、噪声大。3. 2 加固设计根据调查情况 ,笔者主要针对主梁进行加固设计。主梁采用 CYMAXL3002C 碳纤维片材进行加固 ,主要性能指标有:设计厚度0.167 mm ;抗拉强度标准偏差 40 MPa ; 抗拉强度标准值
  
  　　4108 MPa ;抗拉强度平均值4233 MPa ;弹性模量236 GPa。计算中 ,考虑到碳纤维片材与主梁砼之间的密合性 ,对材料的抗拉强度设计值取用折减系数 0. 8。经计算 ,主梁跨中底部碳纤维材料厚度需 0. 25 mm ,故采用 2 层。加固设计见图1 所示。
  
  　　3. 3 加固要点 (1) 支座更换 采用 5 个液压千斤顶将整孔梁一端整体同步顶起 ,更换支座。将梁体顶升后,取出原锈蚀支座 ,将墩台支承垫石处|考试|大|和梁底面清洗干净 ,去除油垢用环氧树脂抹平。支座垫石建议采用树脂砼 ,以迅速增长强度 ,加快施工进度。 新支座安装前应进行全面检查和力学性能检验, 安装过程中不能碰撞新支座。新支座重心对准梁的计算支点 ,使支座受力均匀。 (2) 裂缝处治 裂缝宽度 < 0. 2 mm 时采用表面涂抹修复,裂缝宽度 > 0. 2 mm 时采用化学灌浆修复。 (3) 碳纤维材料粘贴 施工时应从梁底至梁肋顶部方向进行。先对混凝土表面作清洗处理 ,配置并涂刷底层树脂、配置找平材料并对构件表面进行清平处理、配置并涂刷浸渍树脂或粘结树脂。粘贴时碳纤维布应与砼表面完全密合 ,粘贴完毕再对其表面进行防护处理。
  
  　　3. 4 评定 对原有桥梁进行汽220 荷载的静|考试|大|载试验 ,测定加固后桥梁控制截面的应力(应变) 、挠度等技术参数 ,鉴定其承载能力[3] 。 由所测数据分析看出 ,碳纤维加固少筋微弯板工型组合梁的方法切实有效 ,经加固后的主梁具有一定承载潜力。
  
  　　4 结语 本文介绍了当前旧桥加固的几种主要方法, 着重探讨了碳纤维材料在旧桥加固中的应用。通过具体的加固实例 ,说明经过碳纤维布加固的桥梁构件能大幅度提高梁板的抗弯、抗剪性能 ,并能提高桥梁构件刚度和延性 ,起到抑制开裂和降低挠度的作用。相信这种新材料、新工艺经过更多的工程实践检验和完善,会有更大的应用前景。

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  Hzl_8542 2016-01-02 22:17

  梁柱加固：根据木构架的腐朽和损伤情况，需要进行修整加   固，根据情况不同采取三种加固方案：      1）   材质未出现老化、梁身未出现损伤，梁身出现干缩裂缝   深度在梁宽或梁直径的1/4的，采取梁身紧固钢箍的方法处理。首先对梁身进行清理，将木架上杂物及腐朽部分剔除干净，经防腐处理后用干燥木材按所需形状尺寸，以耐水胶粘剂贴补严实，再用扁钢、螺栓紧固。扁钢应做两遍底漆、两道面漆防腐，并在扁钢内侧内衬6厚橡胶垫。梁身干缩水平裂缝深度超过梁宽或梁直径的1/4时，需进行承载力验算

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  灯泡大怪兽 2016-01-02 16:17

  根据总体施工布置和本合同段桥梁工程设计的结构形式。其中包括地形、地貌、外部环境、水电设施、进场道路等，工程开工前对施工现场需进一步进行调查、核实。并结合我公司的实际技术能力，编制详细的实施性施工技术方案、项目质量保证计划和材料供应计划，进一步明确工期进度计划、工期控制点，以及关键工序控制和质量检验评定标准，报请监理工程师批准后认真组织实施。施工前期工作准备内容，主要有施工进场便道、临时供水、供电、生产生活临时用房的搭建、资料堆场的硬化处置、各种原材料的进场检验和试验，以及进场设备的装置和调式，为正式开工做好一切准备工作。
  
  5.4.3 施工力量安排及施工任务划分
  
  根据总体施工安排。本着高质、高速圆满完成本合同段桥梁工程的施工任务，以及本工程设置桥梁工程的结构设计特点。拟安排我公司具有较强施工能力和具有丰富管理经验的桥梁工程队承担本合同段所有桥梁等结构物的施工建设任务。施工机械设备配备主要有强制式砼搅拌机、砼输送泵、钻孔桩机、汽车吊、预应力筋张拉及小型运输、加工设备。
  
  5.4.4 主要施工方法及施工工艺流程
  
  ① 钻孔灌注桩
  
  其中桥墩 32 根，桩长 35 米，桩径 1.5 米;桥台 112 根，桩长 30 米，桩径 1.2 米。根据设计图纸和地质勘察资料，本工程桩基拟选用 GPS-20 型孔底冲击反循环钻机钻进成孔。钻孔前，桥位处先进行平整场地，清除杂物，场地平整时应设置横坡或纵坡 , 共设计钻孔桩 144 根。本工程所有桥梁钻孔桩均为摩擦桩。以利于排除地表水，尤其是桥墩处，需砍伐树木、挖除树根、清理淤泥，排水疏干、抛填片石砂砾等措施，必要时可在迎水面做 2m 宽挡水埝，高于施工水面 1.5m 按 0.5m 间距打设直径 10cm 木桩，用草袋或水泥编织袋围堰围护，再用粘土分层填筑，桩位处的回填土中应不得含有草根、杂草、砖块等，并用推土机、压路机推平压实，保证地基密实稳定，其地基承载力不小于 100Kpa 以保证场地不致产生大的沉陷和水平位移。
  
  后桥台的顺序进行施工。 钻孔桩拟按照先桥墩。
  
  1 施工顺序
  
  场地平整 → 定位放线 → 埋设护筒 → 钻机装置就位 → 钻孔 → 清孔 → 钢筋笼制作、吊装就位 → 二次清孔 → 灌注砼
  
  2 施工方法：
  
  1 丈量放线：根据设计图纸用全站仪现场进行桩位精确放样，并用测距仪或钢尺对桩中心纵、横距离核实无误后方可施工。桩中心位置钉以木桩，并设护桩，放线后由主管技术人员进行复核，施工中护桩要妥善看管，不得移位和丢失。
  
  2 护筒制作及埋设：
  
  并在外围加强环箍，为增加刚度防止变形，可在护筒上、下端和中部的外侧各焊一道加劲肋，护筒内径比钻孔桩设计直径加大 20 30cm 护筒采用 5mm 厚钢板弯制成型 , 拼缝和接头不漏水。护筒的制作应有一定的强度和刚度。
  
  护筒埋设采用挖埋法。护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，根据土质不同选择不同的埋深。一般情况埋置深度宜为 2 4m 埋设深度到河床底原土面下 1.5m 处，特殊情况加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行，可用震动、重压等措施使其达到标高，护筒顶面应高出水面 1.5m 或高出地面 0.3m 以上，以防杂物、地面水进入井孔内。就位后在四周底部分层回填素粘土并夯实，以防渗漏或防止孔内水头太高，使护筒底形成反穿孔。
  
  夯填土应均匀对称。护筒埋设控制水平偏差小于 5cm 垂直度偏差小于 1% 防止护筒位移。
  
  3 钻孔泥浆
  
  泥浆循环系统由泥浆池、沉淀池、循环槽和泥浆搅拌站组成。泥浆池容积应为桩孔容积的 3 4 倍以上。泥浆循环系统应布置在不影响施工的位置，22 场地，用于设置泥浆沉淀池和储浆池，并用作临时存放废渣场地。
  
  泥浆是粘土拌合物。静水压力高，由于比重大。泥浆可作用在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔内渗流，维护孔壁免于坍塌。钻孔前应储备足够数量的优质膨润土，接通水电管路，以保证正常施工。并根据地层、地质情况配制泥浆，合理调整泥浆的比重、粘度等技术参数。
  
  钻进至软土层和液化砂土层时。并有效防止泥浆渗漏、防止孔壁坍塌。 可在泥浆中掺入 CMC 羟基纤维素、硝基腐植酸钠盐及纯碱、 PHP 等制成优质泥浆加强护壁以增强排碴能力。
  
  拌制泥浆用水应使用无污染的井水。施工中应注意防止污水渗入泥浆中，周汉河 1# 桥在桥墩桩位处有化工厂污水经过。防止破坏泥浆。
  
  不能随意排放。 沉淀池的废浆、废渣拟选用封闭的翻斗车运至业主及环保部门所规定的排放位置。
  
  4 钻机就位：
  
  钻机就位前。保证配套设施的完好及水电供应的接通。 对主要机具进行检查、维修和安装。
  
  用枕木或木架搭设坚固稳定的工作平台。并固定钻机使钻机保持平稳，钻机应垫平。使其不产生位移和沉陷，钻机桅杆应对称钻机轴线准确定位，使起重滑轮、钻孔护筒中心在同一垂线上，其偏差不得大于 2cm 以保证钻孔的垂直度。
  
  5 钻孔：
  
  钻孔前。绘制钻孔处地质剖面图，应根据施工图设计所提供地质、水文资料。挂在钻台上，以供对不同土层选择适当的钻头、钻进压力和速度以及适当的泥浆比重参考数据。
  
  采用连续作业工作制。为保证钻孔的垂直度，钻孔开孔初钻时。采用减压低档慢速钻进，逾越护筒刃脚下 1m 后，方可转入正常速度钻进，同时根据地层的不同土质情况调整钻速与反循环提浆的速度比，以保证成桩质量。钻孔作业必需连续进行，不得间断。因故必需停钻时，孔口应加护盖，并严禁钻头留在孔内，以防埋钻。
  
  钻进中应密切注意孔内是否有漏浆情况。维持护筒内的水头压力，反循环钻进过程中必须注意连续补充泥浆。以防止出现孔壁坍塌，钻进时，钻机的主吊钩宜始终吊住钻具，防止钻具的全部重量由孔底承受，从而防止出现孔斜和钻杆折断，并保证钻孔的质量。
  
  卵砾石层中钻进时。防止钻头合金崩落、损坏钻头。钻进时若碰到孤石，宜低中速钻进、控制进尺。正常钻孔无法进行，则采取用粘土、片石和砂砾石回填到此位置以上 1 2m 左右，然后，填平外表用冲击钻成孔。
  
  钻架使用时间过长。或孔内有探头石和其他情况，可能发生位移。会使所钻的孔偏离设计孔位，因此每一个台班要用探孔器检查钻孔一次。设专人负责记录钻进中的一切情况。钻孔过程中要控制钻头在孔内的升降速度，以防冲刷孔壁或在钻头下方发生负压而造成孔壁坍塌。
  
  钻进过程中。土层变化处均应捞取渣样，应注意土层变化。判断土层，并记入记录表中。并与设计文件仔细对照，若出现与设计不符情况及时停钻并演讲监理工程师及设计部门处理。
  
  6 清孔：
  
  清孔分两次进行。应对孔深、孔径和垂直度进行终孔检查，当钻孔达到设计标高后。合格后即进行第一次清孔工作，清孔采用换浆法进行。
  
  清孔的目的抽、换孔内泥浆。尽量减少孔底沉淀厚度，清除钻渣沉淀层。防止桩底存留过厚沉淀层而降低桩的承载力。其次，清孔还为浇注水下混凝土创造良好条件，使测孔准确，浇注顺利。
  
  清孔方法采用抽浆清孔法。使水流将泥浆冲稀。泥浆比重逐渐降低后向孔口溢出。 降低泥浆比重。
  
  钻孔在终孔和清孔后。倾斜不大于竖孔深的 1/100 桩底沉淀厚度小于 20cm 清孔后的泥浆性能指标：含砂率

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