市政公路桥梁结构加固设计原则及方法分析 陈佳乐

市政公路桥梁结构加固设计原则及方法分析陈佳乐

发表时间：2019-04-04T10:42:21.287Z 来源：《防护工程》2018年第35期作者：陈佳乐

[导读] 加强对市政公路桥梁结构加固的设计要求, 因而本研究从这一角度出发, 分析了市政公路桥梁结构加固设计的原则和加固方法。

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摘要：目前在我国很多城市都面临着交通量不断增加的压力问题, 影响了人们的日常交通出行, 而市政公路工程中路桥在长时间使用的过程中常常会发生结构破损以及质量缺陷等问题也影响人们的正常使用, 因此我们需要对市政路桥进行加固处理。基于此, 论文从市政公路桥梁结构加固设计的原则和方法这一角度出发, 在概述其加固相关理论的基础上, 重点分析了加固方法, 为市政公路桥梁设计提供理论基础。

关键词：桥梁结构；结构设计；加固；原则及方法

引言

市政公路桥梁结构设计与桥梁的安全性和稳定性有很大的关系, 不仅如此, 还关系着我国城市的对外形象。因此, 市政公路桥梁结构设计在城市化进程的推进过程中, 具有重要的作用和意义。然而, 市政公路桥梁在建设和使用过程中, 会受外部自然因素、人为因素以及内部设计因素的影响, 进而导致其在使用过程中出现了诸多病害, 对交通安全造成了严重的威胁。其中, 设计因素是导致病害存在和发生的重要因素。为避免由于设计因素导致病害的发生, 应注重从设计的角度出发, 加强对市政公路桥梁结构加固的设计要求, 因而本研究从这一角度出发, 分析了市政公路桥梁结构加固设计的原则和加固方法。

1市政公路桥梁中存在的问题浅析

1.1桥梁裂缝

桥梁产生裂缝的现象是一种最为常见的问题, 公路桥梁在长时间使用过程中都会出现或多或少的裂缝, 而产生裂缝的原因也有多种, 如温度变化、混凝土收缩徐变、地基基础变形之类, 并且都会带来一定程度的危害。当桥梁裂缝严重时, 桥梁的整个表面都会出现网状的裂缝, 这样桥梁的正常使用就会受到影响, 车辆行驶的过程中就存在严重的安全隐患, 而裂缝还会破坏桥梁内部的钢筋混凝土结构, 从而使桥梁的整体结构发生了质变, 降低市政公路桥梁的使用寿命。可以看出, 如果不对裂缝加以有效的处理, 那么对市政公路桥梁工程的危害是极大的。

1.2钢筋混凝土结构发生破坏

桥梁结构中混凝土和钢筋在长期超负载状况下受弯、剪、扭作用导致钢筋混凝土结构开裂, 在发生此类情况时, 沿钢筋的方向会出现严重的裂缝,结构整体受力的效果大大降低，并且可能导致钢筋锈蚀及混凝土碳化，不仅会影响桥梁的使用寿命, 同时也会威胁人们的生命财产安全。

1.3混凝土中存在气泡和毛细裂缝

这一问题是在混凝土浇筑过程中形成的, 主要原因是混凝土施工工艺不合理没有得到充分和均匀地搅拌,使气体留在其内部, 慢慢地形成气泡、产生毛细裂缝。空气和液体会利用这些细微的裂缝向混凝土的内部进行渗透。如果这一问题不能及时解决, 就会使钢筋的强度和混凝土结构的稳定性不断下降, 缩短公路桥梁的使用年限。

1.4剥蚀

桥体结构的表面部位长期经过超负载压力或雨水浸蚀、汽车碰撞等外力作用, 表面混凝土容易被剥蚀, 主要表现在桥体表面发生脱落、蜂窝孔、露石等现象, 如果不及时对表面进行处理, 剥蚀部位就会越来越大, 造成结构损坏。

2 加固原则

为进一步预防市政公路桥梁病害的发生, 在市政公路桥梁设计中,遵循相应规范的基础上, 也应遵循的加固原则主要包括以下2点: (1) 在设计市政公路桥梁加固方案确定前, 应先对桥梁现状进行鉴定和分析, 还应分析原有桥梁施工图纸以做到设计人员对现有的桥梁状态有全面且精确的认识和了解, 进而为加固方法的选择和应用奠定基础, 合理选用加固方法时, 要确保桥梁构件均处于良好的弹性状态。 (2) 在对市政公路桥梁结构进行加固时, 还应遵循的原则是应对市政公路桥梁基础实行复核计算。在复核计算过程中, 应重点分析现有桥梁的破坏程度, 与此同时, 还应加强对桥梁结构承载力的分析。一般来说, 为提高市政公路桥梁加固设计的水平, 应将承载力提升至1.5倍左右。

在对市政公路桥梁进行加固设计时, 主要方法是通过增加构件的横截面面积提高其承载力。因此, 在市政公路桥梁结构加固设计过程中,应透彻地理解加固原理。对于损坏不十分严重的构件, 加固方法以修复为主;而对于无法采用修复方法进行加固的桥梁构件, 应进行更换。但是, 无论是何种加固方法, 其重点均是以增强市政公路桥梁结构的承载力为主。在加固设计过程中, 可通过改变结构性能的方式和结构内力分布的方式进行加固。

3 市政公路桥梁结构加固方法

3.1市政公路桥梁上部结构加固方法

对于市政公路桥梁的上部结构,采用的加固方法主要有预应力加固法、粘贴加固法、增设纵梁加固法、改变结构体系加固法以及增大截面法。

预应力加固法主要是在原构件体外增设预应力钢筋, 通过对桥梁上部结构加体外预应力, 以预应力产生的反弯矩部分抵消外荷载产生的内力从而达到改善旧桥使用性能并提高其极限承载力的目的, 这种加固方法有卸荷、改变结构内力的效果。粘贴加固法主要使用具有黏合性的材料与需要加固的桥梁构件进行粘贴, 使高强材料与桥梁受拉薄弱的部位形成整体共同作用, 从而改善钢筋混凝土的应力状态提高承载力。这两种方法通常用于因交通量增加而导致的承载力不足情况。

增大截面法主要用于解决截面尺寸偏小以及结构受力钢筋偏小而导致桥梁承载力不能满足当今交通量需求的问题。这种加固方法主要可以采取以下几种形式: (1) 增大桥梁受力结构的截面面积; (2) 增加受力主筋数量。其中, 增加受力主筋数量的具体操作方式是将主梁底面的保护层凿开, 使桥梁主筋暴露出来, 然后将新的主筋与原主筋进行捆绑与焊接, 并在桥梁侧面设置能提高桥梁抗剪能力的箍筋, 最后恢复保护层。

除此之外, 还有很多加固方法, 增设纵梁加固法主要是指在拓宽改建桥梁时将新增桥梁和既有桥梁进行衔接, 进而在一定程度上减少原有