桁架加固(因桥梁台、墩不均匀沉降产生的桁架上、下弦桥节点处的裂缝基本稳定时)
在桥梁工程中,由于台、墩的不均匀沉降,桁架上下弦桥节点处可能会出现裂缝。为了确保这些裂缝的稳定性,需要对桁架进行加固。可以通过增加支撑来提高结构的刚度和稳定性,或者采用预应力技术来提高结构的整体性能。还可以通过改变材料的性质或形状来增强结构的承载能力。桁架加固是一个综合性的过程,需要根据具体情况选择合适的方法和措施来提高桥梁的安全性和耐久性。
桁架加固的常见情况与方法
一、桁架拱桥加固
(一)上弦杆端部节点和下弦杆拱脚处裂缝的维修加固方法
因桥梁台、墩不均匀沉降产生的桁架上、下弦桥节点处的裂缝已基本稳定时,可采用环氧树脂灰浆在其两面或三面粘贴钢板的方法进行维修加固。具体步骤如下:
- 首先将构件混凝土的表面凿毛,如节点处混凝土剥落严重,应处理好混凝土表面;
- 对裂缝先进行灌浆(环氧灰浆)处理,然后再粘贴钢板;
- 由于拱脚处常处于水位以下,为防钢板锈蚀,粘贴钢板后要立模浇筑外包混凝土。
(二)横系梁、横拉杆、横隔板开裂的维修加固方法
因桁架拱桥设计标准低,横向联系薄弱而不能适应交通量或重载交通时,应考虑对全桥的横向联系系统进行整体加固。
- 加截面法
- 加横系梁、横拉杆截面,要先进行加筋的焊接处理,凿开节点处的钢筋保护层将需要增加的钢筋按设计焊接到接点处,采用吊模法浇注混凝土。
- 增加杆件法
- 剪刀撑、横系梁的施工采用预制安装即挂篮施工、流水作业的方法,其重点是湿接头的施工。湿接头施工包括接头钢筋的焊接和混凝土的浇注两个方面。
- 接头钢筋焊接主要是桁架节点处钢筋保护层的凿除要慎重,即要露出钢筋便于焊接,更要注意不要凿的太深、太,防止损伤杆件。
- 混凝土的浇注在于立模要规范,严防漏浆;拆模时要对湿接头混凝土及时进行整修和养生,确保接头混凝土强度达到设计标准。
(三)桥面微弯板及铺装层裂缝、破碎的维修加固
- 因微弯板混凝土强度不足而产生的桥面铺装层裂缝、破碎,应撤换微弯板和铺装层;
- 因桥面铺装层混凝土强度低而微弯板尚未损坏产生的桥面裂缝可撤换铺装层。
- 为适应现今交通量和重载交通需求,采用钢纤维钢筋混凝土加固桥面系的方法,简易、可靠,可幅增强桥面系的整体抗载抗裂能力,效果显著。设计时,桥面铺装层的布筋也要适当增加。
- 钢纤维混凝土的施工工序与普通混凝土基本一样,关键是钢纤维混凝土的拌和和摊铺时的振捣。前者应先干拌再加水湿拌,保证钢纤维在混合料中均匀分布;后者应避免钢纤维聚集。
(四)伸缩缝损坏的维修方法
- 采用型钢或钢板伸缩装置改造桁架拱桥伸缩缝时要注意两点:一是锚固钢筋的埋置要牢固,不能松动;二是混凝土强度设计要适当提高并确保现浇混凝土的质量达到设计标准。
- 如与桥面铺装层同时改造时,伸缩缝混凝土的浇筑应与桥面铺装层同步进行,即采用整体浇筑,一次成型工艺施工:先将型钢或钢板装置按设计标准安装就位,然后与桥面铺装层同时立模,浇筑钢纤维混凝土。
(五)人行道下垂、变形及接缝处裂缝的维修加固
在边桁片上弦杆上置挑梁承托人行道板,因悬臂过长,设计人群荷载偏低及其他原因引起人行道下垂、变形的病害可采用立钢斜支承或体外补筋法加固。体外补筋法即在桥面铺装层中增加两侧挑梁的横向抗拉钢筋。人行道挑梁的维修加固施工要先拆除栏杆和人行道板,后对挑梁进行加固。
二、钢结构桁架下挠加固
- 加大杆件截面加固
- 一般用补加新钢板或角钢、槽钢,加大杆件截面加固。加固可用螺栓铆接或焊接,使与原杆件结合在一起,共同受力。当采用栓接时,每个截面上最多一次只开两个栓孔,且相邻两截面距离不小于被加固杆件高的2倍。
- 加设加劲杆件或增强联系加固
- 在杆件底下加设加劲杆件,或增强各杆件截面间联系的方法加固。
- 结合处加固
- 在结合处用贴板拼接,或加置短角钢的方法加固。
- 承载能力不足时的加固方法(因荷载等级变化或整个结构强度下降)
- 增设补充钢梁:可装在原有各梁之间,也可以紧靠在原有各梁的旁边。
- 在主析架上装置附加结构
- 用加劲梁装在主析架的下弦杆上,加劲梁的加固方法,适宜于不通航的桥孔结构或桥下净空足够的小型桥梁。
- 用体外预应力体系加固,预应力施加在下弦杆下挠后的截面形心之下,预应力加固法对桥下净空的影响较小,施工方便,但预应力钢索的防锈工作较困难。
- 添建桥墩(在不影响排洪和通航的情况下)
- 在桥孔中间添建桥墩,缩短跨径,减小桁架杆件的负荷。但是由于桥孔分成两半,引起原有桁架或板梁杆件在新桥墩上这一部分的应力加大。为了承受加大的剪应力作用,在新桥墩顶的上部结构中,必须加置竖杆及必要的斜杆。
三、一般桁架加固的其他方法
- 增设支点加固法
- 该方法适用于梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。通过增设支承点来减小构件计算跨度,达到减小结构内力,从而较大幅度地提高承载力,减小和限制梁、板的挠曲变形。其优点是受力明确,简便可靠,且易拆卸复原。按支承结构的受力性质分为刚性支点和弹性支点。
- 改变钢结构计算图形加固法
- 采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固。这种方法是改变结构传力途径加固法的一种,例如通过增设支点(柱与托架)的办法使结构受力体系(即计算简图)得以改变,从而达到加固目的。
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