橋梁預(yù)應(yīng)力加固新技術(shù)設(shè)計(jì)分析
時(shí)間:2022-06-23 11:06:02
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【摘要】當(dāng)前我國交通體系中仍舊存在不少20世紀(jì)建設(shè)的橋梁,受當(dāng)時(shí)橋梁建設(shè)技術(shù)、環(huán)境、材料等方面的影響,出現(xiàn)了各種病害問題,承載能力大大降低,而又無法進(jìn)行大面積的推倒重建,因此,對橋梁進(jìn)行加固改造技術(shù)的研究具有非常重要的意義。預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)作為較為先進(jìn)的橋梁加固技術(shù)之一,能夠有效增加橋梁承載力,修復(fù)橋梁病害問題。論文闡述了橋梁預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的基本原理及其應(yīng)用優(yōu)勢,對橋梁預(yù)應(yīng)力加固新技術(shù)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】橋梁工程;預(yù)應(yīng)力;加固技術(shù)
1引言
近年來,我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展迅速,人們的生活水平日漸提升,對于交通體系的要求也越來越高,而我國現(xiàn)有交通環(huán)境下相較于20世紀(jì)出現(xiàn)較大變化,橋梁作為道路交通的重要組成,使用過程中會(huì)受到多重因素影響,造成承載力下降,影響橋梁使用性能,甚至無法滿足使用要求,出現(xiàn)橋梁沉降、裂縫、鋼筋腐蝕等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響橋梁感官體驗(yàn),破壞路網(wǎng)整體性能。為解決此類問題,需要采取有效措施對橋梁進(jìn)行加固,預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)作為橋梁加固技術(shù)之一,其應(yīng)用對于橋梁損傷程度較低,能夠預(yù)防裂縫問題的產(chǎn)生及擴(kuò)大,在橋梁加固施工中應(yīng)用較為廣泛。
2橋梁預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)概述
2.1橋梁預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的基本原理?;炷潦菢蛄汗こ探ㄔO(shè)不可或缺的材料,而混凝土結(jié)構(gòu)抗拉性較差,會(huì)影響橋梁整體承載能力,針對這一現(xiàn)象,可以使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行加固,提升橋梁工程的穩(wěn)定性、安全性,確保橋梁整體使用壽命。預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)屬于后張預(yù)應(yīng)力體系的重要分支,其套管布置簡便,便于調(diào)整,將后張法的操作流程做了簡化,能夠有效縮短現(xiàn)場施工時(shí)間。而且,預(yù)應(yīng)力筋布置不影響混凝土澆筑施工,所設(shè)置的預(yù)應(yīng)力筋摩擦損失較少且更換便利。在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)當(dāng)中可以分為體內(nèi)、體外2種情況,體外鋼索應(yīng)力受結(jié)構(gòu)整體變形影響,體內(nèi)鋼索位于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部,與其完全黏接,能夠與結(jié)構(gòu)形變進(jìn)行有效協(xié)調(diào)。一般情況下,體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋不作為單獨(dú)構(gòu)件進(jìn)行研究,體外預(yù)應(yīng)力筋位于混凝土外部,屬于相對獨(dú)立的構(gòu)件類型。在進(jìn)行橋梁預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí),需要綜合考慮預(yù)應(yīng)力筋與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,避免兩者形成共振,這主要是由于兩者一旦發(fā)生共振,容易出現(xiàn)錨具疲勞、轉(zhuǎn)向構(gòu)件疲勞等方面的問題,嚴(yán)重影響橋梁整體安全性。因此,設(shè)計(jì)過程中必須采取有效措施消除共振,提升預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)抗震性能【1】。2.2預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的優(yōu)勢。2.2.1技術(shù)簡單、成效顯著。橋梁傳統(tǒng)加固技術(shù)工序較為復(fù)雜,所需的設(shè)計(jì)和施工周期較長,且存在大量因素影響加固效果。預(yù)應(yīng)力加固施工技術(shù)相較于傳統(tǒng)加固技術(shù)類型,不需要大量設(shè)備、人員、工器具就能開展施工,而且現(xiàn)場施工工序較為簡單,能夠根據(jù)橋梁現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行靈活調(diào)整,整體的加固設(shè)計(jì)、施工成本較低,而且能夠獲得良好的加固效果。預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)所使用的材料不存在大量附件,能夠有效降低橋梁加固后的重量。2.2.2對交通環(huán)境影響小。以往橋梁加固處理期間,多會(huì)對施工路段進(jìn)行封閉,因橋梁損壞情況不同,相應(yīng)的加固施工工期也有所不同,甚至較長時(shí)間才能完成加固的情況,而在施工期間會(huì)對周圍交通環(huán)境產(chǎn)生較大影響,給人們的出行帶來不便。而預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)能夠有效改善這一問題,現(xiàn)場加固過程中可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行交通管制,必要情況下才會(huì)進(jìn)行封閉施工,且施工速度快、效率高,相較于傳統(tǒng)封閉性的加固施工技術(shù)而言,預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)對交通環(huán)境的影響相對較小,只需短暫的封閉或限制即可完成現(xiàn)場主要工作項(xiàng)目【2】。
3橋梁預(yù)應(yīng)力加固新技術(shù)的設(shè)計(jì)分析
3.1技術(shù)整體設(shè)計(jì)。橋梁工程設(shè)計(jì)期間,預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系的重要組成部分,其中,包含了加固設(shè)計(jì)、受彎構(gòu)件、鋼筋混凝土3個(gè)方面的內(nèi)容。在橋梁加固設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù),能夠系統(tǒng)、全面地處理橋梁缺陷,其中,包括橋梁構(gòu)件、橋梁拉壓區(qū)等方面的防護(hù)【3】。隨著橋梁工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,所能獲取的橋梁工程預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、信息不斷增多。各類新型材料的應(yīng)用更為預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用提供了便利的條件。在橋梁設(shè)計(jì)期間需要考慮自身承載能力及構(gòu)件加固、結(jié)構(gòu)性能的提升,通過制定新型預(yù)應(yīng)力評估方法,確保設(shè)計(jì)過程中能夠?qū)Π踩赃M(jìn)行深入、客觀、全面的系統(tǒng)性分析,消除橋梁加固過程中可能出現(xiàn)的各類風(fēng)險(xiǎn)因素,延長橋梁實(shí)際使用壽命。3.2預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)。借助預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)設(shè)計(jì),提升橋梁整體性能及承載能力,延長橋梁整體使用壽命,更好地滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展需求【4】。預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)的方法需要根據(jù)橋梁建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及工程結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行選擇,如橋面補(bǔ)強(qiáng)加固、粘貼鋼板加固、體外預(yù)應(yīng)力加固等多種方式應(yīng)用較為普遍。針對橋梁構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力能夠降低混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初始應(yīng)變量,是橋梁加固設(shè)計(jì)的重要方式之一,其核心在于緩解構(gòu)件初彎矩作用,及其相互關(guān)聯(lián)的拉應(yīng)變、壓應(yīng)變等系統(tǒng),通過完善的設(shè)計(jì),建立完善的構(gòu)件極限承載力應(yīng)變能力,對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固控制,有助于降低橋梁工程建設(shè)期間存在的承載力風(fēng)險(xiǎn)。通過采取有效措施對工程節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)質(zhì)量、安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管控,對預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固設(shè)計(jì)進(jìn)行有效應(yīng)用,能夠大大提升橋梁整體結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性,為交通體系建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。3.3預(yù)應(yīng)力混凝土多跨連續(xù)梁的加固設(shè)計(jì)。預(yù)應(yīng)力混凝土多跨連續(xù)梁在結(jié)構(gòu)支座處經(jīng)常存在負(fù)彎矩,而跨中處一般存在正彎矩。采用預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì),需要考慮不同混凝土路段的設(shè)計(jì)載荷,并根據(jù)各類混凝土的整體使用年限、結(jié)構(gòu)幾何特性,以及后續(xù)物理臨界值等參數(shù)的具體變化,考慮建設(shè)過程中各類狀況的變化進(jìn)行管控。同時(shí),針對綜合性的聯(lián)動(dòng)影響系統(tǒng),對不同橋梁段位結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力、位移等因素進(jìn)行核查,掌握橋梁預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的變化及偏移量。將預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)工作應(yīng)用到預(yù)應(yīng)力混凝土多跨連續(xù)梁的處理當(dāng)中,可以針對性地處理連續(xù)梁的正彎矩區(qū)、負(fù)彎矩區(qū)加固問題。此類加固處理設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用在橋梁工程建設(shè)期間的可行性較高,能夠獲得良好的收益,并合理控制相應(yīng)的費(fèi)用。借助預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)方法改變橋梁安全、性能方面的風(fēng)險(xiǎn)問題,努力消除各類風(fēng)險(xiǎn)因素,保護(hù)橋梁工程項(xiàng)目免受設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)侵害。橋梁所存在的正負(fù)彎矩區(qū)域以及抗彎和抗剪承載力疲軟區(qū)域,特別是其中工程主體結(jié)構(gòu)的抗壓物理性能必須借助預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的高強(qiáng)度碳纖維對其進(jìn)行加固處理,以此提高工程結(jié)構(gòu)的承載力。
4結(jié)語
橋梁工程建設(shè)運(yùn)營期間可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)病害問題,若不能及時(shí)處理,會(huì)造成各類安全隱患的出現(xiàn)。隨著社會(huì)的快速發(fā)展,對于橋梁工程建設(shè)的要求越來越高,預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為橋梁加固的重要技術(shù)之一,必須確保其設(shè)計(jì)施工嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,才能獲得良好的加固效果,提升橋梁承載能力、延長橋梁使用壽命的同時(shí),滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展對橋梁工程的整體需求,促進(jìn)橋梁工程持續(xù)和健康發(fā)展。
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作者:袁家幸 單位:浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司