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皓月高架桥加固设计与计算文献综述

 2020-04-13 15:19:30  

毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告

1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写

2000字左右的文献综述:

文 献 综 述

在桥梁运营时,由于频繁承载,甚至超载;再加上自然界乃至自然灾害的侵袭,以及交通事故等人为事端的侵袭,会造成桥梁损伤或局部破坏。随着时间的增长,桥梁的损伤种类和损伤部位会越来越多,其程度也会越来越严重。

为了保证桥梁的安全营运和尽可能延长其安全使用年限,应对桥梁进行质量鉴定与评估。所谓鉴定评估,就是对桥的整体及其组成部分进行考察、了解、检查、检测,经过检查分析,有时还需辅以相关试验,对其病害情况、损伤程度、病害与损伤原因、实有承载能力、功能以及能否正常运营等做出鉴定,给出明确结沦,同时,还应提出需采取的措施及维修加固的建议。

1.桥梁加固的概念、特点及目的要求

1.1桥梁加固的概念及特点

加固是通过技术改造加强或增加桥梁构件,来提高整座桥梁通行能力的措施。加固可以通过不同的技术手段进行,视桥梁的其荷载承受能力的降低程度、结构型式及使用要求而定。加固有自身的特点:

(1) 桥梁加固的经济效果往往优于新建桥梁

新建桥梁施工费时、费力,且造价较高,而加固所需费用节约很多。但要求加固时应尽量减少对原有交通的影响。

(2) 桥梁的加固应使原有结构发挥最大功效

桥梁的加固,首先应进行原桥的检测评定,合理利用原有结构,使原有桥梁的经济效益发挥到最大化。

(3)桥梁加固涌现出许多新的施工工艺

桥梁加固工作也是在前些年才兴起的,有许多新型的工艺。所以,其工艺的科学性、合理性、耐久性等必须经过大量的工程实践的检验。也必须通过实践才能进一步的认识、了解加固的机理,为新型的加固工艺的涌现打下基础。

(4)加固改造的标准与原设计时所采用的标准不同

加固由于旧桥设计时受时代限制,所采用的标准只能满足当时的需要,而不能满足未来使用的要求,所以加固时采用标准一般比原设计时采用的荷载标准提高一个等级。为保证桥梁的安全性与耐久性,我们应该正确地掌握加固时有关荷载标准要求。

1.2 桥梁加固的目的要求

由于社会主义现代化建设的需要,我国的交通量是在不断的增加、汽车荷载也在不断加大,这就需要对原有桥梁进行有效地加固,满足不断发展的交通要求。桥梁加固的目的要求如下:

(1) 了解桥梁结构状态,为加固提供基础性资料

对桥梁进行日常的养护管理,需要掌握相关的使用阶段的资料、施工记录以及桥梁设计方面的资料。有些旧桥的基础性资料很难找到,这就需要工作人员在日常的维护管理中多积累,采用各种技术手段建立档案资料。基础性资料为日后可能进行的加固提供必要的条件。

(2) 加固能确保桥梁的安全、耐久性

桥梁结构物在运营使用过程中经常遭受风、雨等自然因素的影响,遭到机械车辆的撞击等,使桥梁发生大大小小不同程度的损伤或病害,此时要及时发现损伤早做处理,防止损伤病害扩大,确保构造物的安全与耐久。如果,产生进行桥梁加固,首先判断桥梁是否需要加固,应从以下几个方面考虑:

(1)桥梁局部产生裂缝、露筋等破损病害,如果通过检测发现破损严重,已不能满足正常使用要求时,应立即组织相关部门对个别受损严重的构件进行加固。

(2)在正常使用过程中桥梁局部或整体刚度不足,挠度或裂缝过大已影响正常使用时,为保证桥梁能满足车辆通过的需要,应立即组织相关部门对桥梁进行加固。

(3)随着我国经济持续快速的发展,交通量也在不断提高。有些桥面的宽度不足,影响车辆通过能力制约了交通的发展,应立即组织相关部门对桥梁进行拓宽加固。

(4)为保证载重量过大的车辆临时安全通过桥梁,需对桥梁进行临时加固;以及因自然灾害或机械撞击,桥梁出现破损需进行抢修加固。

(5)桥梁承载能力不能满足要求,随着经济的发展按照现行需要通行的一般车辆进行验算桥梁不能满足承载力要求;有个别承载能力较低的桥梁成为整条路线上的瓶颈,为使车辆能顺畅的通过整条路线,应对这种限制整个路线承载力的桥梁进行加固,提高其承载能力;或者由于车辆的载重量不断提高尤其是工业建设的需要,特大型工业设备、集装箱运输的超重车辆通过桥梁,原有桥梁承载力不够而发生损坏现象,应组织有关部门对桥梁进行加固处理。

2.桥梁混凝土的病害有:

1.1混凝土表层病害主要有:蜂窝、空洞、剥落、老化、露筋、麻面、层隙、磨损、掉角、表面裂缝、表面腐蚀、构件变形、接缝不平、模板走样等。

1.2混凝土内部主要缺陷有:在混凝土内部形成的空洞和蜂窝、施工时钢筋类型、数量的选用以及放置位置不对、钢筋接头处焊接绑扎质量较差、混凝土保护层较薄造成钢筋外露导致钢筋锈蚀,混凝土的强度、抗渗、抗冻标号不足等。

3.加固的基本原则:

(1)桥梁结构通过检测给出评估报告(公路旧桥承载能力评定方法)其承载能力不能满足现阶段车辆通行要求时,必须对桥梁进行加固。有些构件已经失效损坏必须进行更换。对所涉及的加固设计内容和范围,可以对整座桥梁进行加固,也可以指定区域或桥梁特定的构件,这都是根据评定办法作出的评估结论和委托方自行提出的要求来确定。

(2)在具体的加固施工过程中,采取有效的措施,减小对周围环境的污染,还要注意尽量减少对桥面和桥下交通的影响。

(3)桥梁加固施工中,应对桥梁进行密切的安全监测,确保桥梁加固工作人员及桥梁结构的安全。

(4)对于体量较大的桥梁,对其主要承重构件进行加固设计时,加固设计方案应不少于 2 个,并进行方案比选,形成加固方案可行性研究报告。

(5)加固设计应按照下列原则计算:

1. 如果加固后桥梁的恒载增加,应计算被加固的相关结构和基础,以保证结构能适应新的荷载变化;

2. 加固结构的计算截面积,新增构件采用实际有效截面积,确定加固构件与原结构协同工作的情况,并考虑结构在加固后的实际受力情况、加固部分的应变滞后特点;

3. 桥梁结构内力应以加固后桥梁的实际边界条件和实际受力情况进行计算。

(6)对原有结构能利用的尽量利用,避免不必要的浪费,设计方案及施工实行时尽量不对原结构产生新的伤害。

(7)加固设计和施工工艺应同步考虑,使加固的施工在实际工程中能够较为便捷的实现。在加固施工阶段,施工方若发现原桥梁结构或相关工程隐蔽部位存在重大缺陷时,应立即向有关部门做出汇报并暂停施工,与相关加固参与方讨论研究,对缺陷部位进行有效处理后,才能进行下一阶段的施工。

(8)加固设计时应充分考虑新老结构协同工作的问题,施工时应采取必要措施,使新老结构连接可靠有效。加固后的桥梁结构整体使用限应不少于原桥设计时的使用年限。

4.已有类似结构的加固方法介绍:

加固设计应针对不同的病害特征采用相对应的加固方法。

1.简支梁(板)桥

(1)简支梁桥抗弯能力不足或主梁挠度过大时,宜优先采用施加体外预应力,增大截面、简支变连续等加固法。

(2)个别主梁(板)出现严重病害,而其他主梁良好,可采用更换主梁加固。

(3)提高承载能力幅度不大时,可采用粘贴钢板或纤维复合材料加固。

(4)梁(板)横向联系不足时,可采用增强横梁、增设横向预应力或加强桥面横向联系等方法加固。

(5)主梁斜截面抗剪能力不足时,可采用粘贴钢板或纤维复合材料加固。

2.连续梁(刚构)桥、悬臂梁桥

(1)箱梁的刚度不足且产生严重下挠时,应采用施加体外预应力进行加固,也可以采用改变体系法进行加固。

(2)箱梁的抗剪承载能力不足时,可采用增大截面、粘贴钢板、粘贴纤维复合材料或增设竖向预应力等方法进行加固。

(3)箱梁的抗弯承载能力不足时,可采用体外预应力、粘贴钢板、粘贴纤维复合材料或增大截面等方法进行加固。

(4)箱梁顶、底面因承载力不足纵向开裂时;可采用粘贴钢板、粘贴纤维复合材料或新增肋等方法进行加固。

(5)箱梁齿板局部承压不足引起的齿板破坏或锚固区箱梁局部开裂时,可采用增大截面或粘贴钢板等方法进行加固。

(6)悬臂端牛腿开裂时,宜采用粘贴钢板、粘贴纤维复合材料或施加体外预应力等方法加固。
3.拱桥加固方法

圬工拱桥自重较大,主拱圈主要承受压力,产生破坏的原因主要为承压不足;双曲拱桥常见的病害为拱肋强度不足引起的承载力降低、横向联系不足引起的横桥向失稳;桁架、刚架拱侨结构自重较轻,整体性较差,桁片受力不均,节点及系梁易开裂;钢管混凝土拱桥建设历史不长,加固实例较少,其主要病害形式为钢管与管内混凝土脱空、拱肋钢管及节点开裂及吊杆及系杆的锈蚀、疲劳破坏等。对上述各种类型拱桥的病害,常用加固方法如下:

(1)圬工拱桥可采用增大主拱截面、调整拱上建筑恒载以及增强横向整体性等方法加固。

(2)双曲拱桥可采用增大截面或改变截面形式、粘贴钢板和纤维复合材料,以及增强横向整体性等方法加固。

(3)桁架(刚架)拱桥可采用增强横向整体性、粘贴钢板和纤维复合材料、施加体外预应力,以及增大构件截面等方法加固。

(4)钢筋混凝土箱板(肋)拱桥可采用增大截面、调整拱上建筑恒载、增加拱肋、增强横行整体性、以及粘贴纤维复合材料等方法加

(5)钢管混凝土拱桥可采用外套钢管混凝土增大截面、粘贴纤维复合材料、更换吊杆或系杆、改善桥面系结构,以及增强横向整体性等方面加固。
4.悬索桥、斜拉桥加固方法

悬索桥主缆的构造决定了悬索桥加固不能依赖于主缆的更换或增强,具体加固方法应视情况而定,常用可行的加固方法。由于主缆为主要的承重结构,在主缆承载力不足或锚碇承载力有限时,不得提高使用荷载等级,必要时应降低使用荷载等级。对于斜拉桥拉索,当不满足使用要求时,必须进行更换。根据病毒特征,悬索桥、斜拉桥常用下列方法进行加固。

(1)悬索桥可采用更换吊索(杆)、增设斜拉索、设置中央扣等方法进行整体加固;可采用更换加劲梁构件、增大截面、粘贴钢板或纤维复合材料等方法进行索塔和加劲梁的局部加固。

(2)斜拉桥可采用更换斜拉索增设辅助墩、增设纵横向主梁限位装置、增设斜拉索减震装置等方法进行整体加固;可采用增大截面、粘贴钢板或纤维复合材料等方法进行桥塔和主梁的局部加固。
5.钢桥及钢一混组合结构桥梁加固方法

钢桥结构加固的主要方法有:加大截面法(加悍钢板、型钢)或粘贴碳纤维复合材料、加大连接强度、增设体外预应力、改变结构受力体系、减轻荷载及阻止裂纹扩展等方法。


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