以某高速公路為例,這條路全長(cháng)約16公里,已運營(yíng)12年。為保持橋梁長(cháng)期運營(yíng)的安全性和正常使用壽命,在保證日常養護情況下,對全線(xiàn)橋梁的基本狀況進(jìn)行了全面普查,全面掌握橋梁的基本狀況進(jìn)行全面普查,全面掌握橋梁的基本狀態(tài);對承載力有懷疑的橋梁進(jìn)行進(jìn)一步荷載試驗和評估綜合;對承載能力不過(guò)的橋梁進(jìn)行加固處理,對影響橋梁耐久性的病害進(jìn)行修補處理。
一、橋梁綜合評估
依據原普查報告結果和荷載試驗情況及結論,確定本次檢測的內容及荷載試驗方案。
進(jìn)行檢測,通過(guò)這些檢測掌握橋梁的損害及老化程度。
靜載檢測,根據橋梁的普查結果,有針對性地重點(diǎn)不止一些測點(diǎn),測試橋梁的實(shí)際受力變形狀態(tài)和承載能力。
綜合評估,根據前三步的工作成果對計算、檢測和試驗成果進(jìn)行綜合對比分析;對橋梁的工作狀況和承載能力進(jìn)行綜合評定,提出初步處理方案。
二、橋梁病害分類(lèi)
根據檢測和評估報告,此高速公路橋梁病害主要為以下五類(lèi):
使用狀態(tài)問(wèn)題:梁體主要受拉區在荷載作用才能開(kāi)列或原有裂縫有擴展,鋼筋應力較大,結構使用狀態(tài)出問(wèn)題;但梁本身受拉區未破損,受拉筋未損失,結構的極限強度并未減小。
極限狀態(tài)問(wèn)題:梁體主要受拉區早荷載作用下,截面應變符合平截面假設,截面應力較小,梁體在荷載作用下沒(méi)有開(kāi)裂或原有裂縫穩定,沒(méi)有新的擴展,結構的使用狀態(tài)沒(méi)有問(wèn)題;但梁體由于被撞而造成鋼筋或預應力鋼絲斷裂,使梁體現有配筋與原設計相比減少,結構的極限強度降低。
梁體底版混凝土保護層過(guò)薄、露筋。
部分支座丟失。
其他,如混凝土剝落,錐坡沉降開(kāi)裂等。
三、加固方法的分析與比選
加固設計是以實(shí)測數據為依據,以現行規范為標準,對現有結構進(jìn)行補強設計,使現有結構在補強后能滿(mǎn)足原設計的要求或滿(mǎn)足規范和正常安全營(yíng)運的要求。加固方法的確定是通過(guò)對具體存在的問(wèn)題理解和現有常用加固方法的分析比較而得出較佳的加固方案,從而達到簡(jiǎn)單、實(shí)用、經(jīng)濟、有效的效果。
1、結構正常使用狀態(tài)問(wèn)題
當結構處于正常使用狀態(tài)時(shí),結構變形完全符合彈性理論,截面應變沿梁高呈線(xiàn)性分布。在活載作用下,解決鋼筋應力過(guò)大問(wèn)題,對全預應力梁,可采用加體外預應力使結構恢復到原設計標準,也可以在滿(mǎn)足安全使用要求的情況下,通過(guò)增加鋼筋面積來(lái)減小鋼筋在活載作用下的應力以滿(mǎn)足部分預應力混凝土B類(lèi)的規范要求。試驗表明,結構的關(guān)鍵截面撓度滿(mǎn)足規范要求,說(shuō)明結構的整體剛度沒(méi)有問(wèn)題。根據經(jīng)濟,使用、有效的原則,只將其加固到部分預應力混凝土B類(lèi)即可,目前較成熟的加固方法有粘貼鋼板和碳纖維布兩種。
2、結構極限狀態(tài)問(wèn)題
當結構處于極限狀態(tài)時(shí),結構已進(jìn)入塑性階段,根據極限狀態(tài)理論,截面混凝土達到極限強度,應力分布呈矩形分布,當混凝土受壓區足夠是,鋼筋也將達到其極限強度。當梁體被撞后,受拉鋼筋或預應力鋼絲損失、面積減少,加固是通過(guò)彌補損失剛才的面積和強度來(lái)達到加固結構極限強度的目的。通常此類(lèi)加固方法有粘貼鋼板和碳纖維布兩種。此項工程在結構極限狀態(tài)下,粘貼鋼板的加固方法由于結構構造原因無(wú)法實(shí)施,因此推薦粘貼碳纖維布法。
3、梁體底版混凝土保護層過(guò)薄、露筋問(wèn)題
混凝土保護層過(guò)薄,碳化或露筋,則使其失去或減弱保護鋼筋的作用,造成碳化、鋼筋銹蝕,混凝土開(kāi)裂等多種病害。針對此病害,目前比較成熟的處理方法是對混凝土進(jìn)行表面涂裝。
4、部分支座丟失
解決方法有以下兩種,恢復原設計,將空心板梁吊起或用千斤頂頂起,補回支座;高率到缺支座的橋梁為空心板梁,每片空心板有4個(gè)14×14×2.1cm的板式橡膠支座,梁寬只有1.05m,支座間距68cm,且空心板聯(lián)系并未因支座缺少而造成破壞,同時(shí)到目前為止也未對行車(chē)舒適和安全造成影響,故可考慮簡(jiǎn)單處理,即將板式橡膠支座的厚度改為1.4cm,將其用膠粘回梁底,再用帶膠薄鋼板將其墊實(shí)。這樣,可使補加的支座在活載的作用下與其他支座共同作用,結構在活載作用下的受力狀態(tài)得到改善。
考慮到使用的難易程度和多安全運營(yíng)的實(shí)際影響程度,推薦方案2.
5、結構出現裂縫
裂縫的出會(huì )加速混凝土的碳化和鋼筋的銹蝕,影響結構的使用壽命。應即對裂縫進(jìn)行修補。通常的做法是,對于大于0.2mm的裂縫進(jìn)行灌縫處理,對于小于0.2mm的裂縫進(jìn)行封閉處理,對于滲水的裂縫,應先鉆孔將水排出。
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