低等級公路橋梁檢測加固技術(shù)

1、土木工程檢測與加固技術(shù)課程考核土木工程檢測與加固技術(shù)課程考核低等級公路橋梁檢測加固技術(shù)專 業(yè)： 土 木 工 程 班 級： 2013 級 5 班姓 名： 陳 玲 璘學(xué) 號： 2012 15065002 任課教師： 李 滟 浩提交日期： 2016. 11. 18土木建筑工程學(xué)院2016年10月制目錄【摘要】：3【關(guān)鍵詞】3【引言】3一、選題概述41、橋梁病害成因42、低等級公路橋梁維修及加固的重要性43.公路橋梁的檢測技術(shù)44.橋梁加固技術(shù)6二、參考文獻(xiàn)7三、所學(xué)知識81、T型梁橋的加固措施82.石拱橋的加固措施9四、總結(jié)和期望9【摘要】：隨著城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程和新農(nóng)村建設(shè)的快速發(fā)展，低等級公路網(wǎng)的建

2、設(shè)日臻完善，橋梁作為公路必不可少的一部分，在交通中起到了至關(guān)重要的作用。但由于低等級公路橋梁維修加固的諸多問題，致使無法適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)展的要求。本文考慮橋梁經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求情況，研究橋梁加固維修方案。 【關(guān)鍵詞】：低等級，公路橋梁，檢測，加固，維修【引言】：近年來，我國交通運(yùn)輸業(yè)得到了長足的發(fā)展，但由于車輛超限超載現(xiàn)象十分嚴(yán)重，致使公路橋梁特別是低等級公路橋梁很容易被破壞。在過去，因為經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，橋梁建設(shè)投入資金較少或是施工質(zhì)量欠缺，使非常多的橋梁發(fā)生了許多的病害。如橋面破損，過早出現(xiàn)車轍，擁包，瀝青面剝落、欄桿斷裂、伸縮縫損壞、梁板或拱體裂縫、混凝土剝落、墩臺斷裂位移、擋土墻傾斜錯位、錐坡下挫坍塌、

3、墩臺基底沖空、河床護(hù)底沖翻而危害橋頭路基等。這些危險嚴(yán)重影響著低等級公路的使用安全，但又不可能全部拆除重建。因此對老橋進(jìn)行維修加固，提高其承載能力，確保交通運(yùn)輸安全是當(dāng)前的重點。 常用的橋梁加固維修技術(shù)包括減輕恒載、加固臨界桿件、增加新的桿件和改善結(jié)構(gòu)體系的方法，以增大橋梁承受活荷載的能力。另外，下部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、支座和車行道伸縮縫的適時清潔以及安全性的改善，也在改善服務(wù)性能和延長現(xiàn)有結(jié)構(gòu)使用壽命中起著重要作用。一、 選題概述1、橋梁病害成因橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以承受作用在上面的重力及附加力；結(jié)構(gòu)各部必須具有足夠的剛度，以使其在和在作用下不產(chǎn)生過大的撓曲和變形；結(jié)構(gòu)各部尺寸也需要有適當(dāng)?shù)拇?/p>

4、小，使其承受軸向壓力時的構(gòu)件不發(fā)生屈曲，喪失穩(wěn)定性。同時結(jié)構(gòu)也需要有較高的耐久性。由于作用荷載的隨機(jī)性、材料高度的離散性、制造與施工的特性，致使在長期使用過程中橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害，具體原因如下：1.過去社會經(jīng)濟(jì)及交通量狀況，原設(shè)計荷載偏低，交通發(fā)展后車輛荷載增大，橋梁因承載能力不足而產(chǎn)生病害，這是造成低等級公路橋梁需要進(jìn)行維修加固處理的重要原因2受天氣地勢印象，使河床降低，橋梁基礎(chǔ)外露受水流沖刷損害，或鉆孔灌注在外露而使橋梁承載力降低而產(chǎn)生損害3結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在缺陷4橋梁施工質(zhì)量差，未按設(shè)計要求和施工規(guī)程實施5不重視橋梁后期養(yǎng)護(hù)工作，沒有及時消除已產(chǎn)生的病害。6自然災(zāi)害使橋梁產(chǎn)生損害7低等級公路橋

5、梁所在地質(zhì)條件差，如滑坡、軟基等導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生病害2、低等級公路橋梁維修及加固的重要性任何公路橋梁使用期間，都將會成為舊橋。它們自身由于修建當(dāng)時經(jīng)濟(jì)發(fā)展的狀況，交通量，技術(shù)水平，建筑材料的影響，以及自然壞境和應(yīng)用壞境的影響，難免產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。所以橋梁的維修、加固成為必然。加固之后，能很大程度的消除交通安全隱患，使其處于正常的工作狀態(tài)，充分發(fā)揮橋梁的作用，提高公路橋梁的能力。從經(jīng)濟(jì)上看，采用科學(xué)的橋梁加固方法可以節(jié)約大量資金，不僅可以避免拆除舊橋和重建的新橋的費用，而且對現(xiàn)有交通運(yùn)輸影響有限的甚至可以在不中斷交通的情況下完成，同時也恢復(fù)和提高了舊橋的承載能力及通行能力，延伸橋梁的使用壽命。3.公路

6、橋梁的檢測技術(shù) 橋梁結(jié)構(gòu)檢測是結(jié)構(gòu)可靠性鑒定和耐久性評估的手段和基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)鑒定是結(jié)構(gòu)加固設(shè)計的依據(jù)，因此，橋梁檢測是結(jié)構(gòu)鑒定和加固的前提。以鑒定為目的的結(jié)構(gòu)檢測，一般要求檢測后結(jié)構(gòu)能繼續(xù)使用，所以檢測需要是非破壞性的。非破壞性的檢測一般包括非破損檢測和微破損檢測3.1混凝土結(jié)構(gòu)檢測對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行的鑒定和評估分為外觀檢測和內(nèi)部質(zhì)量檢測，外觀檢查主要是目測，輔以刀、錘、尺等簡單工具，觀察混凝土表面風(fēng)化腐蝕、空殼鼓起的位置和范圍及程度等。內(nèi)部質(zhì)量包括混凝土強(qiáng)度、均勻性、裂縫、空洞、鋼筋布置、保護(hù)層厚度和碳化深度等。混凝土內(nèi)部質(zhì)量的檢測用特殊的儀器，并按照相關(guān)規(guī)程或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作和數(shù)據(jù)分析。3.1.1

7、.混凝土強(qiáng)度檢測 3.1.1.1回彈法使用回彈儀檢測混凝土強(qiáng)度的一種非破損方法。回彈儀的基本原理為：使用具有規(guī)定動能的重錘彈擊混凝土表面，重錘的初始動能發(fā)生重分配，一部分能量被混凝土吸收，剩余的能量則回傳給重錘。被混凝土吸收動能的多少取決于混凝土表面的硬度，如果混凝土表面硬度低，其受彈擊后表面塑性變形和殘余變形大，被混泥土吸收就多，而回傳給重錘的能量就少；反之，如果混凝土表面硬度高，受彈擊后塑性性變形小，吸收的動能就少，而回傳給重錘的能量多，因而回彈值就高。間接地反映了混凝土的抗壓強(qiáng)度。3.2荷載實驗評定荷載試驗評定是對橋梁結(jié)構(gòu)物進(jìn)行直接加載測試的一項科學(xué)試驗工作，可直接了解橋梁在試驗荷載作用

8、下的實際工作狀態(tài)及一些理論上難以計算部位的受力狀態(tài)，判別橋梁結(jié)構(gòu)的安全承載能力和使用條件；也可以確定理論上無法考慮的因素，如使用材料的均勻質(zhì)性，不同齡期的不同力學(xué)特性和修建質(zhì)量等對結(jié)構(gòu)受力的影響。此外，荷載試驗還常常有助于發(fā)現(xiàn)一般性橋梁檢查中難以發(fā)現(xiàn)的隱蔽病害。試驗部位的選擇，應(yīng)在能夠較全面反映橋梁縱橫向性能的部位，以便于能通過試驗獲得符合實際的需要數(shù)據(jù)。3.3新式檢測方法3.3.1機(jī)敏砼機(jī)敏砼是指在砼中摻入短切碳纖維或納米粒子，從而使砼同時具有壓敏特性和良好的力學(xué)性能。機(jī)敏砼的壓敏特性是指機(jī)敏砼電阻隨壓應(yīng)變或壓應(yīng)力變化而變化的特性，通過測量碳纖維砼或納米砼的電阻變化，就可預(yù)測砼的應(yīng)變或應(yīng)力。

9、機(jī)敏砼具有較高的強(qiáng)度和較大的變形能力，因此，機(jī)敏砼既可以作為傳感器埋在砼橋梁和隧道結(jié)構(gòu)中，檢測結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，其耐久性與橋梁和隧道結(jié)構(gòu)相同，因此稱為長壽命傳感器；也可以作為結(jié)構(gòu)材料制作橋梁和隧道的結(jié)構(gòu)構(gòu)件3.3.2聲發(fā)射AE技術(shù)是根據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)出的應(yīng)力波來判斷內(nèi)部損傷程度的一種新型動態(tài)無損檢測方法。它可以在構(gòu)件或材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、缺陷或潛在缺陷處于運(yùn)動變化的過程中進(jìn)行檢測。4.橋梁加固技術(shù)4.1增大截面加固法又稱為外包混凝土加固法，是通過在原混凝土構(gòu)件外，疊澆新的鋼筋混泥土，增大構(gòu)件的截面積和配筋，達(dá)到提高公路橋梁的承載力和剛度的效果。增大截面加固法一般采用兩種方式:一種是加厚橋面板;另一種是加

10、大主梁梁肋的高度和寬度。該法工藝簡單、適應(yīng)性強(qiáng),具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗,適用于較小跨徑的T姓梁橋或板橋的加固。4.2塞縫灌漿是按一定比例配制的水泥（砂）漿、環(huán)氧樹脂（砂）漿，通過噴漿機(jī)按一定壓力灌入公路橋梁縫隙內(nèi)，起到填塞裂縫、避免鋼筋銹蝕并提高結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度的作用。裂縫在橋梁病害中較為普遍，產(chǎn)生裂縫的原因很多，也很復(fù)雜。橋梁一旦出現(xiàn)裂縫，其受力截面發(fā)生應(yīng)力重分布，也就意味著受力有效截面變小，結(jié)構(gòu)應(yīng)力增大，承載能力降低。塞縫灌漿是用膠結(jié)材料把橋梁的裂縫填滿，提高橋梁的抗彎承載力。塞縫灌漿一般用于處理橋梁上、下部結(jié)構(gòu)裂縫，灌漿分為水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧樹脂漿、環(huán)氧樹脂、砂漿等。通常用水泥砂漿于石

11、砌墩、臺和拱圈裂縫，由裂縫的大小來決定灌漿中是否摻砂。4.3體系轉(zhuǎn)換加固法當(dāng)混凝土梁中預(yù)應(yīng)力筋或普通鋼筋嚴(yán)重銹蝕或及其他病害造成結(jié)構(gòu)承載力下降；需要提高橋梁的荷載等級；或者控制梁體裂縫及鋼筋疲勞應(yīng)力幅度。常用的體外預(yù)應(yīng)力的方法是在梁的下緣受拉區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力材料，通過張拉對梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力，在此偏心壓力作用下，使梁體發(fā)生上拱，抵消部分自重應(yīng)力，減小了結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度，改善了結(jié)構(gòu)受力，能夠較大幅度的提高橋梁的承載力。這種方法在自重增加很小的情況下可大幅度的改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，提高結(jié)構(gòu)剛度、抗裂性。既適用于同行重車時的臨時加固，也可作為提高橋梁承載力的永久加固措施。4.4粘貼鋼板加固法 是只用

12、膠黏劑把薄鋼板粘貼在混泥土構(gòu)件表面，使薄鋼板與混凝土整體協(xié)同工作，從而提高梁的承載能力的一種加固方法。鋼板固定于受拉混凝土表面可以增加混凝土結(jié)構(gòu)抗彎剛度，使結(jié)構(gòu)擾度減小，限制了裂縫的發(fā)展。并且施工時可以根據(jù)設(shè)計需要進(jìn)行裁切鋼板，有效的發(fā)揮粘鋼構(gòu)件的抗彎、抗壓和抗剪的性能，受力均勻，不會在混凝土中產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。除此之外，使用此方法施工簡便、快速、不影響結(jié)構(gòu)外形、加固費用低，鋼材利用率高，用量少，不減小橋梁凈空以及增加荷載不多等優(yōu)點。不足之處是尚缺乏全面、充分的疲勞性能試驗材料，應(yīng)慎重使用。4.5碳纖維加固法是指采用高性能粘接劑將碳纖維布粘貼在橋梁結(jié)構(gòu)物的表面，當(dāng)結(jié)構(gòu)荷載增加時，兩者共同工作，

13、提高構(gòu)件承載力，從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。纖維復(fù)合材料的力學(xué)特點是其應(yīng)力應(yīng)變量完全線彈性，不存在屈服點或塑性區(qū)。由于碳纖維具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異物理力學(xué)性能，以及施工速度快，施工工期短，粘貼質(zhì)量容易得到保證等優(yōu)點。因此，是低等級公路橋梁加固補(bǔ)強(qiáng)的理想材料。碳纖維加固法中粘結(jié)材料的性能是保證碳纖維與混凝土共同工作的關(guān)鍵，也是兩者傳力途徑的薄弱環(huán)節(jié)，因此粘結(jié)材料應(yīng)有足夠的剛度與強(qiáng)度保證碳纖維與混凝土剪力的傳遞，同時應(yīng)有足夠的韌性，不會因混凝土開裂導(dǎo)致脆性粘結(jié)破壞。與其他加固方法相比，采用碳纖維加固舊橋能最小程度的改變原有結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，保證在設(shè)計荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共同受力。二、參考文獻(xiàn)

14、 1.農(nóng)村舊橋的檢測與加固技術(shù)余愛飛 余北方2.橋梁檢測與維修加固 張俊平，北京：人民交通出版社3.土木工程檢測與加固技術(shù)周樂，化學(xué)工業(yè)出版社4.回彈法評定混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程（JGJ/23-2001）5.建筑結(jié)構(gòu)檢測標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)（GB/T50344-2004）三、所學(xué)知識利用課余去現(xiàn)場勘測了一處T型梁橋，根據(jù)所學(xué)知識，并針對此公路橋梁提出加固方案。1、T型梁橋的加固措施1.1 此橋梁，梁肋側(cè)面有豎向細(xì)微裂縫，可采用之前提到的鐵碳纖維布的方法進(jìn)行加固。將碳纖維布粘貼至混凝土結(jié)構(gòu)表面， 可對其進(jìn)行受彎、受剪、剛度和抗震等加固，同時也可以提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。同時可以保證在設(shè)計荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共

15、同受力，對裂縫寬度有一定的控制，有效的使裂縫寬度和間距明顯變小，裂縫變細(xì)、變密、變短，從而提高混凝土的耐腐蝕性。1.2下部構(gòu)造的加固措施1.2.1此橋梁的主要跨越物為季節(jié)性河流，墩臺常年浸水較多，遇到洪水泛濫季節(jié)時對墩臺及鋪底的沖刷較為嚴(yán)重，這種情況下應(yīng)及時進(jìn)行修補(bǔ)，如采取修正和增設(shè)維護(hù)坡，對被洪水沖淘部位新澆混凝土進(jìn)行修補(bǔ)；增設(shè)導(dǎo)流堤、丁壩等調(diào)治構(gòu)造物防護(hù)；拋填片石、鉛絲籠對河床防護(hù)；河堤鋪底等。將被水沖刷脫落的勾縫和空洞修復(fù)好，以避免對橋梁造成更大的損害。 由于地基處理不到位或上部構(gòu)造重力原因引起的基礎(chǔ)下沉，應(yīng)首先對基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)大處理，新舊基礎(chǔ)之間用鋼筋或鋼銷進(jìn)行連接，然后對下沉產(chǎn)生的裂縫用

16、水泥砂漿或混凝土進(jìn)行封閉填補(bǔ)處理。 其他的幫扶恩橋梁由于臺背土壓力過大，造成橋臺向橋孔方向位移，可采取更換臺背填土的方法進(jìn)行處理。挖除原臺背填土，改用輕質(zhì)材料回填，以減少臺土背壓力，使橋臺穩(wěn)定。1.2.2伸縮縫的加固伸縮縫是公路橋梁的易損部件，調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大部分低等級公路橋梁的伸縮縫存在著或大或小的損壞。所以伸縮縫的加固技術(shù)尤為重要應(yīng)用鋼纖維砼加固橋梁伸縮縫，能夠彌補(bǔ)不同砼性能的缺陷與不足，能有效遏制裂縫形成和發(fā)展，沖擊韌性和沖擊疲勞強(qiáng)度提高，抗彎韌性和延展性變好。2.石拱橋的加固措施2.1拱腹襯砌法這種方法主要適用于不便中斷交通、橋下通航不受限制、橋墩臺完好，只是拱圈由于抗彎強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)而引起的

17、開裂且裂縫超過限值的情況，可采取在原拱圈下增設(shè)拱圈的方法加固2.2拱背加固法當(dāng)拱下凈空受限制，拱圈因抗剪強(qiáng)度不夠而開裂，或因為拱圈強(qiáng)度不夠引起劈裂或壓碎時，可考慮挖除原拱圈上部的填土，采用植入鋼筋并布設(shè)鋼筋網(wǎng)，再整體現(xiàn)澆混凝土拱圈。2.3局部結(jié)構(gòu)改造有些石橋由于填土太高或拱圈已經(jīng)開裂，拱圈已沒有使用價值，而橋臺仍然完好，可采取拆除拱上側(cè)墻和填土，加高原有橋臺，利用裸拱作支架，現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。四、總結(jié)和期望有利于創(chuàng)建節(jié)約型社會。舊橋加固從經(jīng)濟(jì)上分析比較，可以節(jié)省大量投資，收到良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。舊橋加固、維修工作應(yīng)該說是一項技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的舉措，實踐證明，采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)和拓寬措施，不僅可以避免因拆除舊橋與重建新橋而增加工程費用，同時也恢復(fù)和提