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当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时,通常采用增大构件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。在适筋范围内,混凝上弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。增大主梁截面加固方法,是梁桥加固方法中最常用的的加固方法,该法广泛用于梁桥及拱桥拱肋的加固。增大梁截面的途径有:增加受力钢筋主筋截面、加大主梁混凝土截面、加厚原桥桥面板和锚喷凝土四种方法。
一、增大梁肋加固法
增大梁肋加固法常用于T形截面桥。T形桥梁常因原截面高度比较小,或面积过小,导致承载能力不足,出现了病害。对于这部分梁桥,可以将梁的下缘加宽加强,增大截积,并在新混凝土截面中增设受力主筋。在靠近支座处主筋上弯,与原结构主筋焊在浇筑新混凝土截面时,为了保证新旧混凝土之间有良好的粘结,须在浇筑混凝土前将结合部位的旧混凝土表面凿毛,露出骨料,清洗干净。同时每隔一定距离凿露出主筋,以便通过锚固钢筋将新增加的主筋与原结构中的主筋相连接。新增加的混凝土一般采用悬挂模板现场浇筑。
二、加厚桥面补强法
当原桥的承载力不足,截面面积过小,而墩台及基础较好,承载力较大,为了方便施工,可将原有桥面铺装层拆除,在桥面板上浇筑一层新的钢筋混凝土补强层,用以提高桥梁的抗弯刚度,这种加固补强方式称为“加厚法”。为了使新旧混凝土结合良好,原桥面板表面凿毛洗净,每隔一定的距离要设置齿形剪力槽或埋设桩状(钢筋柱)剪,或用环氧树脂作为胶结层。同时,在桥面板上设置钢筋网,以增强桥面板的整体抗压能力,防止新浇筑的混凝土补强层开裂。钢筋网的直径和间距根据板的受力确定。这种方法由于加厚部分使桥梁自重和恒载弯矩增加较多,并且仍然是原结构下缘受拉筋应力控制设计,故此加固方法一般只适用跨径较小的T形梁桥或板梁桥。在加固时对梁(板)的受力状况进行详细分析,在梁(板)下翼缘强度容许的限度内确定桥面的高度。
从梁板结构的上部加大截面(即加厚桥面板)的加固方法,具有施工简便、投资节省的优点,在国内外中小跨径桥梁加固中应用较多。加厚桥面补强法在桥面破坏修复中,通常是完全凿出旧桥面,重新铺装新桥面,这样一是费时费工,二是经济效益也不理想。对此,有人提出了植筋技术,在旧桥面上直接加一层新桥面,这样不仅充分利用了旧桥面,而且缩短施工时间,经济效益也很显著。
采用植筋技术,对旧桥面进行简单的清洁处理,然后平行旧桥面钢筋,按计算深度和规定间距钻孔,再将钢筋植入孔内,再采用同级别的混凝土填孔,并浇筑新的桥面层。在加厚桥面加固技术中,新旧桥面的连接是个薄弱环节,尤其是界面的抗剪强度。采用植筋技术以后,界面的抗剪强度由三部分组成:界面混凝上内部结合力、界面摩擦力、植筋的抗剪力。由于植入钢筋的影响,界面的抗剪强度大大提高,而且植入钢筋对旧桥而也起到了一定的加强作用。
三、锚喷混凝土
锚喷混凝土是借助喷射机械,利用压缩空气将新混凝土混合料,通过管道高速喷射到己锚固好钢筋网的受喷面上,使其凝结硬化形成一种钢筋混凝土。从而增大桥梁的受力断面和补强钢筋,加强结构的整体性,使其能承受更大的外荷载作用。锚喷混凝土不需要振捣,而是在高速喷射时,由水泥与骨料的反复连续撞击,使混凝土压密。同时又可采用较小的水灰比(0.40-0.45),使其与混凝土、砖石、钢材产生较高的粘结强度。所以新旧混凝上结合面上能够传递拉应力和剪应力。采用锚喷混凝土加固旧桥是在近几年发展起来的一种新型的旧桥加固技术。其加固原理是通过新增加混凝土与受力钢筋和原结构紧密结合,组成“喷射混凝土(内含补强钢筋网)一锚杆一原结构”的整体组合结构。锚喷混凝土加固旧桥的实质就是增大受力断面和补强钢筋,加强结构的整体性,使其能承受更大的外荷载。此种加固法在浆砌片石板拱桥加固中运用较多,日前低等级公路上的石板拱桥由于早期施工时未按强度和规格要求严格选料,砌筑片石时砂浆不饱满,砂浆配合比控制不严,再加上超重车辆长期作用,普遍存在主拱圈片石风化、石料大小不一、片石被挤压碎裂、石料强度不均匀等现象,砌筑砂浆松动脱落并存在较多空洞,有的拱圈已发现纵向裂缝。针对此种情况采用锚喷混凝上加固能很好地解决这此病害。锚喷混凝土在旧桥加固补强时,具有施工快速简便、经济可靠、不中断交通等优点。
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