2023年橋梁加固機理及加固準(zhǔn)則

PAGEPAGE8橋梁加固機理及加固準(zhǔn)那么橋梁是確保公路暢通的咽喉，而其承載能力和通行能力，更是溝通全線的關(guān)鍵。歷史上，從1879年的蘇格蘭“泰依大橋〞事故到1994年的韓國“圣水大橋〞事件，直到1999年的中國綦江“虹橋事件〞，沉痛的教訓(xùn)告誡人們，車輛的平安行駛必須以橋梁足夠的承載力作為保障。當(dāng)今世界范圍內(nèi)，無論是興旺國家還是開展中國家，均有較大一局部橋梁因結(jié)構(gòu)損傷。材料老化等原因而發(fā)生承載力缺乏問題，有待加固增強。美國自1978年至1981年共用4年時間對全國公路橋作了調(diào)查，迄至1981年的統(tǒng)計，美國全國公路橋約566,000座。調(diào)查報告中表達了514,000座橋的現(xiàn)狀，這些橋梁中有40%以上(超過20,000座)都有不同程度的損壞；98,000座橋梁結(jié)構(gòu)強度降低，應(yīng)停止或只能限載通行；102,000座橋梁車行遭太窄，橋下凈空不夠或承載力缺乏。在日本，隨著汽車工業(yè)的開展，汽車日益大型化、重型化，交通量逐年增加，給現(xiàn)有公路橋梁造成了越來越大的壓力，按舊有標(biāo)準(zhǔn)修建的橋梁，其承載力深感缺乏。聯(lián)邦德國的公路橋梁調(diào)查說明，橋齡在30-50年的橋梁，有13%的橋梁上部構(gòu)造至少有一處中等損傷，在我國現(xiàn)有橋梁中，除按1972年交通部公布的?公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(試行)?和1982年以來按部頒?公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?(JIJ1—81)設(shè)計建造的橋梁，尚能根本滿足近期交通量外，在此之前，特別是50年代后期及60年代修建的一些橋梁大多發(fā)生荷載噸位缺乏，甚至干線公路橋梁重車無法通過的情況時有發(fā)生。在重慶市，據(jù)2000年的不完全統(tǒng)計，縣遭以上干線目前已有100多座橋梁承載力缺乏。但是，廢除這些舊橋重建新橋不但需耗巨資，而且需花時間，中斷交通。因此，各國都視舊橋為珍貴財富，力圖通過修復(fù)加固，予以充分利用相應(yīng)，自70、80年代以來，舊橋加固技術(shù)在世界范圍內(nèi)已成為橋梁建設(shè)中的一項重要研究課題。然而實踐中，橋梁加固往往走入二大誤區(qū)：一是判別不了舊橋和危橋的界限，認(rèn)為任何舊橋都可進行加固處理，結(jié)果加固工作進行過程中加劇了橋梁病害的開展，最終造成“財去橋垮〞事故；二是將舊橋加固模糊于新橋設(shè)計，單純采用極限狀態(tài)理論，認(rèn)為截面尺寸越大越平安，結(jié)果是加固效果適得其反。因此，剖析橋梁加固機理，遵循橋梁加固準(zhǔn)那么，把握橋梁加固程序具有積極的現(xiàn)實意義。1.橋梁加固機理1.1加固機理及負面效應(yīng)由于橋型的多樣性，橋梁病害的復(fù)雜性，決定了舊橋加固具有多樣、靈活，富于實踐的特點，以拱橋加固為例，實踐中常用增大主拱圈截面(包括錨噴技術(shù)、主拱圈拱背現(xiàn)澆加固技術(shù)及套箍封閉技術(shù))、鋼板箍加固、增設(shè)新主拱圈、碳纖維加固等技術(shù)。然而，眾多技術(shù)中，集技術(shù)、經(jīng)濟、社會效益于一體的為增大主拱圈截面技術(shù)，其在實踐中也最廣為采用?，F(xiàn)以增大主拱圈截面技術(shù)為例，探討橋梁加固機理。1.2實例御臨河大橋系一座15m(石板拱)+38m(石肋拱)+38m(石肋拱)+15m(石板拱)的石拱橋，于1979年建成通車。由于1989年的特大洪水和地震作用，該橋加固前存在拱軸線變形、砂漿脫落、主拱圈開裂等多處病害，經(jīng)課題組充分研究，采用鋼筋砼套箍封閉主拱圈技術(shù)予以加固。該橋在恒載及恒載+活載作用下原主拱圈在加固前后的邊緣應(yīng)力。見表1和表2所示：從表1可看出，御臨河大橋經(jīng)加固整治后，由于加固后的鋼筋砼套箍加強了拱肋剛度，分擔(dān)了活載和人群荷載，從而使原拱肋受力更趨合理均勻化，減小了控制截面特別是拱腳截面的邊緣應(yīng)力，改善了該橋的受力性態(tài)。然而，從表2結(jié)果可看出，由于新增鋼筋砼套箍層重量，增加了原主拱圈承當(dāng)?shù)暮奢d，使得橋梁僅在恒載作用下，原主拱圈邊緣應(yīng)力增大。因此，橋梁加固不同于新橋設(shè)計，認(rèn)為加固截面尺寸越大越平安、越保守的觀點是錯誤、片面的，設(shè)計中應(yīng)把握好加固準(zhǔn)那么。2.加固準(zhǔn)那么2.1“恒載應(yīng)力〞準(zhǔn)那么即橋梁在加固前或擬定截面加固后在恒載作用下其主拱圈應(yīng)力必須控制在限值范圍內(nèi)。橋梁在營運過程中，隨著材料的老化、風(fēng)化，承載結(jié)構(gòu)裂縫的開展，截面尺寸的破損及永久性變形的增大，往往橋梁本身在恒載作用下其承載力不能滿足要求。此時橋梁管理部門應(yīng)當(dāng)機立斷，判定橋梁為“危橋〞，作重建處理。否那么，將出現(xiàn)加固后橋梁病害加重直到垮塌的“財去橋垮〞事故，或原橋加固費用巨大、經(jīng)濟指標(biāo)不合理的不利情況。如某地區(qū)一橋梁營運多年后因恒載應(yīng)力不能滿足強度要求，橋梁管理部門強行加固。結(jié)果造成橋梁變形加劇，迫使炸橋重建。另外，橋梁加固后，由于加固層增加了原主拱圈的負擔(dān)，造成原主拱圈邊緣應(yīng)力增大。因此，還因驗算橋梁在本身恒載與加固層恒載作用下原主拱圈應(yīng)力是否滿足強度要求。2.2“組合應(yīng)力〞準(zhǔn)那么在各種最不利荷載組合作用下原主拱圈邊緣應(yīng)力必須滿足強度要求，橋梁加固的精髓在于新、老主拱圈能夠協(xié)調(diào)變形，共同承當(dāng)活載作用。一般而言，新增加的主拱圈層往往采用強度和彈性模量均較高的材料，而老主拱圈層由于已營運多年，出現(xiàn)材料強度削減，整體受力性差的情況。因此，橋梁加固中控制應(yīng)力的是新、老復(fù)合主拱圈中的老主拱圈。具體地說，橋梁加固后，在最不利荷載組合作用下。新、老復(fù)合主拱圈中的老主拱圈邊緣應(yīng)力必須滿足強度要求，即：α組＜αL〔2〕α組--組合荷載作用下原主拱圈邊緣應(yīng)力值；αL--原主拱圈應(yīng)力限值?！敖M合應(yīng)力〞準(zhǔn)那么是橋梁加固中尺寸擬定的控制準(zhǔn)那么，只有在滿足該準(zhǔn)那么前提下方可進行后續(xù)加固工作。2.3極限承裁力準(zhǔn)那么在最不利荷載組合作用下，橋梁加固后其強度和穩(wěn)定性均要滿足要求，即：式中，A—新老主拱圈組合截面的換算面積，其按極限強度進行換算；Nj—計算縱向力；α—縱向力偏心影響系數(shù)。按下式計算：eo——縱向力偏心距；y——組合截面重心至偏心方向截面邊緣的距離；rw——組合截面的回轉(zhuǎn)半徑；m——截面形狀系數(shù)；rm——材料平安系數(shù)；ψ——縱向彎曲系數(shù)。極限承載力準(zhǔn)那么是橋梁加固滿足前兩準(zhǔn)那么前提下，表達提高橋梁承載力幅度的準(zhǔn)那么，橋梁加固效果是否顯著，以該準(zhǔn)那么為依據(jù)。4.結(jié)話當(dāng)今世界，眾多橋梁急待加固，橋梁加固理論也正向系統(tǒng)化、理論化開展。筆者在結(jié)合多項橋梁加固課題研究與實踐的根底上，探討了橋梁加固的三個準(zhǔn)那么和執(zhí)行程序，旨在剖析橋梁加固機理。排除橋梁加固的種種誤區(qū)，可望在實踐中起到一定的借鑒作用。本文介紹了關(guān)于“橋梁加固機理及加固準(zhǔn)那么〞的內(nèi)容。歡送登陸，查詢更多相關(guān)信息。內(nèi)容總結(jié)

〔1〕橋梁加固機理及加固準(zhǔn)那么

橋梁是確保公路暢通的咽喉，而其承載能力和通行能力，更是溝通全線的關(guān)鍵

〔2〕該橋在恒載及恒載+活載作用下原主拱圈在加固前后的邊緣應(yīng)力

〔3〕2.加固準(zhǔn)那么

2.1“恒載應(yīng)力〞準(zhǔn)那么

即橋梁在加固前或擬定截面加固后在恒載作用下其主拱圈應(yīng)力必須控制在限值范圍內(nèi)

〔4〕因此，橋梁加固中控制應(yīng)力的是新、老復(fù)合主拱圈中的老主拱圈

內(nèi)容總結(jié)

（1）橋梁加固機理及加固準(zhǔn)那么

橋梁是確保公路暢通的咽喉，而其承載能力和通行能力，更是溝通全線的關(guān)鍵

（2）該橋在恒