76、改变结构体系加固的技术原理
改变结构体系加固技术是通过改变桥梁结构体系以减小梁内力的一种加固方法。 77、改变结构体系加固的特点
?? 承载力提高大,结构内力通常有着根本性的变化
?? 施工复杂,工程量较大,只有在较复杂的情况下考虑体系改变 ?? 适用于临时加固及承载力提高较大情况 78、改变结构体系加固的主要方法
1、简支变连续、2、减小跨径法3、梁拱组合加固4、斜拉加固法 79、其它结构变换法
简支变为组合结构、梁变拱、 拱变拱拉协作体系 80、体外预应力加固技术原理
体外预应力加固技术是利用预应力原理,对待加固构件受拉区施以预加应力的一种加固方法。
81、体外预应力加固的优点 (1)承载力提高幅度大,主动性强 (2)对刚度提高明显,能有效减小挠度变形 (3)可减小或闭合、限制结构的裂缝
(4)对交通影响小(可不中断交通或短时限制) (5)可做到不减小净空,附加重量 2、体外预应力加固的缺点 (1)锚固区构造复杂 (2)施工工艺相对复杂
(3)预应力加固需要可靠的防腐设计 3、体外预应力加固的适用范围
(1)适用于正截面受弯承载能力不足或正截面受拉区钢筋锈蚀的情况。
(2)适用于梁抗弯刚度不足导致的梁挠度超过规范或由于刚度太小导致梁的受拉区裂缝宽 度超过规范规定的情况。
(3)适用于梁斜截面受剪承载能力不足的情况。
82、施加预应力的方法有纵向张拉法、横向张拉法、竖向张拉法和绞紧钢丝束等 83、体外预应力加固设计计算步骤 (1)计算待加固桥梁原有荷载和内力 (2)计算提高荷载标准后的荷载和内力
(3)得出需要提高的内力值,估算预应力筋的面积 (4)根据挠度、裂缝以及荷载平衡度确定需要的预应力大小 (5)确定预应力筋所需要的张拉力和伸长量 84、p158
第七章
85、桥梁下部结构包括桥墩、承台、基础 86、基础冲刷的处理
(1)可筑草袋围堰或板桩围堰,然后把水抽干浇筑混凝土。
(2)亦有不抽水而把钢筋混凝土薄壁套箱围堰下沉到损坏处附近河底,在套箱与桥墩之间现浇筑水下混凝土以包裹损坏或冲空处。
(3)也可以麻袋盛装干硬性混凝土,每袋装置量为麻袋容积的 2/3,通过潜水作业将袋装混凝土分层填塞冲空部分,并注意比基础宽 0.2-O.4m。
(4)水下结构的病害整治、加固的传统方法基本上都需要弃水、防水处理。
(5)围堰、基础防渗和基坑排水往往耗费大量的时间和费用,并且施工过程中占用航道空间,社会影响大。 87、基础加固的常用方法 ?? 扩大基础加固法
?? 增补桩基法(打人桩或钻孔灌注桩) ?? 人工地基加固(改良地基)法 88、人工地基加固(改良地基)法
砂桩法、树根桩法、高压喷射注浆法、灌浆法 89、墩台的常用方法 钢筋混凝土套箍、 护套加固、
用支撑法或增建挡土墙法处理墩台滑移、
顶升法加固产生过大沉降的桥梁结构等
第六章补充
1 桥梁的灾害 桥梁火灾 船只撞击 超载垮塌 洪水 地震 施工质量疲劳破坏 2 简支梁桥的主要病害 表面缺陷 开裂露筋 锈蚀 联接构件失效
3 简支梁常见裂缝 ①弯曲裂缝;②剪切斜缝(含L/4处弯剪裂缝);③收缩缝;枣核形缝,腹板半梁高处网状缝④钢筋锈胀缝(含梁底水平纵缝);⑤其它裂缝。
4 空心板桥 桥台错位、侧倾 挡块破坏 铰缝联结失效 漏水 蜂窝与露筋 板底横向裂缝 板底纵向裂缝 铺装层破坏 支座脱空或破坏
5 T梁桥 横隔板损坏或横向联系不足 翼缘纵向接缝开裂、破碎 T梁腹板裂缝 6 T梁其它病害 梁底横向裂缝 桥面铺装破碎 支座劣化
7 大跨梁式桥存在一些较常出现的病害 一、跨中下挠;二、梁体开裂 8 跨中下挠的原因分析如下: (一)轻型化导致混凝土徐变显著增大
由于大跨径梁桥的恒载内力占总内力的80%、甚至90%以上。为减小恒载内力,上世纪90年代过分强调结构的轻型化。 (二)内支点负弯矩预应力筋配置不足
设计时仅按上缘混凝土不出现拉应力控制负弯矩预应力筋数量,未充分考虑负弯矩预应力对
控制徐变下挠的有利作用。 (三)片面强调缩短施工周期
施工单位往往希望缩短施工周期,设计图纸上往往仅标明混凝土强度达到设计强度的80%~
90%后,即可张拉预应力,而没有对混凝土的加载龄期提出要求。 (四)部分活载也会产生徐变挠度
徐变挠度计算只针对恒载。但在繁忙交通的路段上,桥上车流日夜不断,部分活载也实 际成了“恒载”,也会产生徐变挠度,导致下挠增大。 (五)施工质量上也存在一些缺陷
有的工地上,对进行预应力损失试验重视不够,没认真去做。有试验表明,预应力钢筋与管
道壁之间摩擦引起的预应力损失,比设计采用值大很多,甚至差几倍。这样就会导致有效预应力不足,下挠增大。 (六)梁体开裂,挠度加大
梁体在下挠的同时开裂,不论是斜裂缝或横向裂缝,都会导致梁的刚度降低,会使挠度加大,
尤其有较严重的斜裂缝和横向裂缝时。 9 梁体开裂原因分析如下
包括梁上出现斜裂缝、横向裂缝、纵向裂缝、混凝土劈裂、横隔板裂缝以及齿板裂缝等。 (一)主拉应力斜裂缝
是出现最多的梁体裂缝。往往首先发生在剪应力大而截面抗剪能力不足的支座~L/4区域,与梁轴线呈25°~50°开裂,并随时间的推移,不断向受压区发展。裂缝数也会增加,裂缝区向跨中方向发展。斜裂缝的另一个特征是箱内腹板斜裂缝要比箱外腹板斜裂缝严重。这已为一些大跨径梁桥的检查结果所证实。
10 预防对策:1、保证有足够的斜截面强度。2、采用三维分析箱梁的主拉应力,不要漏项。
3、必须配置弯起束,同时也应配置竖向预应力束。必须充分考虑预应力损失。对竖向预应力束,应采用二次或多次张拉,确保其有效预应力 (二)纵向裂缝
纵向裂缝是与桥轴方向平行的裂缝,较多地出现在顶底板,也是出现很多的一种裂缝。除因未设横向预应力而在顶板下缘出现规范允许宽度的纵向裂缝外,还存在下列原因: (a)箱梁顶板纵向裂缝(b)箱梁底面纵向裂缝 (三)横向裂缝
在大跨径梁桥的设计中,通常采用全预应力设计。无论是全预应力或部分预应力A类构件,都不应该出现横向裂缝。出现横向裂缝,反映了正截面强度的不足。 11 主要原因
1、有效预应力不足过早加载,预应力徐变损失大。沿管道预应力损失偏大。底板预应力筋因管道压浆不饱满和浆体离析而锈蚀。
2、对剪力滞影响考虑不够,腹板区域上下缘纵向拉应力远大于平均应力。 3、梁体下挠过大以及斜裂缝过宽过多的影响,也促使横向裂缝出现。 (四)局部应力裂缝
支座、锚头等受局部应力较大的部位或受到突然撞击的部位。
12 常规拱桥典型病害示例
双曲拱桥 桁架拱桥 刚架拱桥 圬工拱桥(石拱、混凝土拱)肋拱桥 13 双曲拱桥典型病害—主拱圈
拱肋混凝土破裂 拱圈漏水 拱肋纵向砼剥落开裂 拱波裂缝渗水 边拱肋砼剥落露筋立墙构造不合理 拱肋砼剥落钢筋锈蚀 立墙构造不合理 14 双曲拱桥典型病害—拱上立柱
主柱角钢筋腐蚀 主柱保护层混凝土落 混凝土破裂剥落 主柱钢筋腐蚀混凝土剥落 桥面漏水立柱破损 主柱钢筋腐蚀 主柱钢筋腐蚀 主柱周边钢筋腐蚀 15 双曲拱桥典型病害—桥面系 桥面开裂积水 桥面积水 泄水孔破损 16 双曲拱桥典型病害一般规律
1抗裂性不足 2横向裂缝: 主拱圈或拱肋受拉边砼横向开裂 3 纵向裂缝: 主拱肋砼纵向开裂、伴随钢筋锈蚀、砼剥落 4刚度不足 5主拱圈拱顶下挠明显、拱轴线偏离竣工线形 6整体性较差、横向联结失效 7横向联系构造失效、拱波拱板破损 8腹拱圈开裂严重、桥面系破损、栏杆损坏、侧墙外胀 9主拱圈四分点下漏水严重、致钢筋锈蚀、混凝土胀裂 10圬工基础冲刷脱空 17 桁架拱桥典型病害
下弦杆节点开裂 下弦杆开裂 下弦杆开裂露筋 下弦杆节点开裂 微弯板开裂 微弯板开裂 拱脚节点开裂 伸缩缝破损 18 刚架拱桥典型病害
主拱腿开裂 主拱腿节点开裂 微弯板连接失效 主拱腿节点开裂 19 圬工拱桥典型病害—主拱圈 坑洞 渗水 20 圬工拱桥典型病害—腹拱圈 腹拱横向通缝 砌缝开裂 立墙横向通缝 21 圬工拱桥典型病害—墩台 砌缝脱落 砌块脱落 22 肋拱桥 拱肋病害
(a)拱脚混凝土开裂压碎(b) 拱肋侧面露筋 23 吊杆病害 钢丝锈蚀 锚具区吊杆突断
立柱病害( a)立柱下部水平裂缝( b)立柱脚部局部缺损、漏筋