加固技术篇1
摘要:很多旧桥由于设计荷载等级低,超载及其他因素,桥梁的安全性和耐久性受到严重影响,为了延长桥梁的使用寿命和状况,必须对其进行加固改造处理。本文简要介绍了旧桥加固技术的各种方法和某高速公路跨河特大桥的加固改造设计。
关键词:旧桥加固;增大构件截面加固;体外预应力加固;改变结构体系加固
中***分类号:K928文献标识码: A
前言
自20世纪70年代以来,我国着手对旧桥加固改造技术进行研究。对公路旧桥的检测、评价和加固方法进行了研究和工程实践,旧桥加固技术得到了长足发展,并取得了良好的社会效益和经济效益。而2008年国家出台了第一份行业推荐性标准《公路桥梁加固设计规范》和《公路桥梁加固施工技术规范》,使得桥梁加固有了共同遵循的规范。
1.旧桥加固技术
在旧桥加固改造工程中,每座桥旧桥梁的情况各不相同,具有各自不同的特点,但也存在一定的共性,常用的加固、改造技术和方法主要有以下几种:
1.1增大构件截面加固技术
(1)桥面补强加固法
将原有的桥面铺装拆除后,在梁顶面加铺一层钢筋混凝土面层,使其与原有主梁形成整体,共同受力,达到增加主梁高度、增大梁的抗压截面以及提高抗弯刚度的目的,从而提高桥梁的承载力和抵抗变形的能力。
(2)增大构件截面和配筋加固技术
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、增加配筋、提高配筋率加固,在梁底面或侧面加大尺寸、增配主筋,提高梁的有效高度和抗弯强度,从而提高桥梁的承载力。其主要适用于钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件、钢筋混凝土受压构件,有比较成熟的设计施工经验,不足之处主要是构件截面增大导致结构自重增大,施工工期长,施工空间大。
1.2粘贴加固技术
(1)粘贴钢板加固技术
粘贴钢板加固法采用粘贴剂及锚栓将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱位置,使其与结构形成整体,设计成仅承受轴向应力作用,已达到提高梁的承载能力的目的。适用于钢筋混凝土受弯、受拉和偏心受压构件。该方法不需要破坏被加固的原结构的尺寸,施工工艺简单,施工质量较容易控制,施工工期短。不足是钢板端部加强锚固时需细致,使用中防腐养护任务突出。
(2)粘贴纤维复合加固技术
该方法适用于钢筋混凝土受压柱,以提高延性、耐久性的加固;亦可用于梁、板的加固;不适用于素混凝土构件(含配筋率不满足最小配筋率的的构件)以及受冲剪作用和支座局部承载力不足的构件。纤维复合材料为承拉材料,应将其沿受拉方向或围束粘贴。纤维复合材料具有轻质高强、耐腐蚀、耐久性好、强度重量比大、施工便捷、加固后结构承载力明显提高等优点。不足是该材料一般各向异性、抗剪强度低,防火性较差,对施工要求严格,而且工程造价较高。
1.3体外预应力加固技术
体外预应力(简称体外索)加固是通过增设体外预应力索(包括钢绞线、高强钢丝束和精轧螺纹钢筋)对既有混凝土梁体主动施加外力,以改善原结构的受力状况的加固方法。主要由预应力钢筋(束)、锚固系统、转向块或滑块、水平束减震装置和梁体组成。可用于钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁、连续梁及连续刚构桥,可改善构件的抗弯、抗剪性能,可用于加固上部的梁结构,加固桥墩及索塔部位以及无法加固或加固效果不理想的较高应力下的大跨径桥梁。体外预应力加固自重增加很小,能够大幅度改善和调整原结构的受力状况,提高承重结构的刚度、抗裂性能,且对墩台及基础受力状况影响很小,可节省对墩台及基础的加固;对桥梁营运影响较小。不足是体外索要具有可更换性和很好的防腐性,体外索后期养护会产生一定的费用;体外索预应力损失的计算与常规体内预应力钢筋有所不同,计算时需注意。
1.4改变结构体系加固技术
该方法采用一定技术措施改变原结构受力体系,降低控制截面内力,提高桥梁结构整体承载能力,是一种变被动为主动的加固方法。它包括将多孔简支梁改为连续梁,将单孔简支梁改为支撑梁,将中、下承式拱改为拱—斜拉组合体系,将连续梁、连续刚构桥改为矮塔斜拉桥,将带挂梁T形刚构改为连续刚构以及其他增设构件(杆件)而使原结构受力体系发生改变的方法。经常与增大截面法、粘贴加固法等综合使用。其中简支变连续加固和增设支承结构加固是传统而成熟的加固方法,而索塔加固组合体系加固、采用斜拉索加固梁式桥及其他外力体系加固桥梁尚处于探索中,如需采用需要进行专门的研究论证。
(1)简支变连续加固技术
简支变连续加固是将相邻简支梁墩顶部位结构上缘纵向用普通钢筋或用预应力钢筋加以连接,并现浇接头混凝土形成结构连续体系。该法可提高结构承载力,增大结构刚度,减小挠度,加固效果好,需要注意的是简支变连续后应对中间支点梁段的抗剪能力进行验算,必要时对其抗剪区进行加固处理;支点连续构造的纵向受力钢筋(预应力钢束)要有足够的布设长度,而且此处桥面的防裂和排水也很重要,不足之处是一般会拆除并重新铺装部分桥面,增加了工程量和费用,加固效果受支点连续构造处的施工质量影响较大。
(2)增设支承结构加固技术
增设支承结构加固是通过在原结构下增设支承结构及构件,减小被加固结构的跨度或位移,来改变结构不利的受力状态,以提高其承载力,按支承结构及构件受力变形性能的不同分为铰支加固和固结加固。铰支加固是主梁与新构件以铰形式连接,支座位置由该点主梁截面所容许承担的弯矩和剪力来确定。该法适用于对外观和使用功能要求不高的梁板等结构的加固,具有加固效果好、简便、可靠、易拆的优点,可临时性加固严重超载的桥梁,常用于抢修工程。不足之处在于桥下施工影响通航,加固后结构占用桥下空间,减小了桥下的净空。
常用的还有增设主梁加固、喷锚混凝土加固和增加横向联系加固等,要对加固后的桥梁进行检测和观察,以确定加固的效果,上部结构通常采用静载或动载试验,将试验结果与加固设计的计算结果进行对比,判断加固成功与否;下部结构不便进行荷载试验,通过其频率变化来定量评估桥墩的加固效果。
2.工程实例
某高速公路跨河特大桥全长1163.5m,宽24.2m,下部结构为双柱式墩或独柱墩,桩径为120cm、150cm、180cm三类,主桥跨径为5×35m,北岸引桥由3联6孔20m一联的连续工字梁、2联4孔20m一联的连续工字梁及183.5m的连续箱梁组成,南引桥由2联7孔一连联的连续工字梁组成,北岸跨公路段K10+908.5~K11+092.0段合计183.5m为31.5+35.0+50.5+35.0(30.0)+31.5(36.5)m(括号内为左幅尺寸,括号外为右幅尺寸)的连续预应力箱梁。每跨由8片预应力工字梁组成,先简支后连续,20m桥面板为现浇,桥面铺装为8cm的钢筋混凝土。该桥于1996年8月建成通车,已运营十几年,随着高速公路交通量的不断增长,超载车辆普遍增加,桥梁的结构安全受到了威胁。主要表现为:各孔跨中附近底板U形裂缝,底板纵向裂缝,腹板竖向裂缝等;结构验算分析也表明,箱梁底板压应力储备不足,只能满足规范规定的预应力B类构件的要求。现对其进行加固设计处理:
(1)桥梁结构出现的裂缝压浆或封闭;
(2)在主桥箱梁内布置体外纵向预应力钢束改善桥梁的受力状况,提高桥梁结构承载力,增加截面的压应力储备;
(3)引桥横隔板裂缝粘贴钢板补强;
(4)主桥腹板外侧出现的斜裂缝、桥底板外侧出现的纵、横向裂缝粘贴碳纤维布补强;
(5)支座部分脱空加垫薄钢板,支座变形、老化的更换;
(6)蜂窝、麻面、空洞的凿毛、砼填充;对掉块、露筋的凿除、清洗、环氧砂浆修补;
(7)20m和15m工字梁腹板增设剪力槽、梁端和隔板增大截面加固处理、隔板增设横向预应力钢筋;
(8)盖梁上增设防震锚栓。
3.结语
随着经济的发展和时代的进步,人们对桥梁的结构安全和耐久性越来越重视,桥梁加固技术得到了长足的进步,但是随着越来越多的桥梁进入运营使用阶段,旧桥的加固与改造的任务更加艰巨。应该积极引进和开发旧桥加固、改造的先进技术、材料和设备,合理确定加固、改造方案,尽可能的延长桥梁的使用寿命,发挥桥梁的最大作用,让有限资金发挥更大的效益,使我国桥梁建设真正步入“建养并重”的可持续发展道路。
参考文献:
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[3]税银平.对桥梁加固技术的探讨.魅力中国.2009.第7期
[4]梁建.公路旧桥的加固与管理.公路.2001.第四期
作者简介:
贺红***,男,1983.10,中国市***工程中南设计研究总院有限公司,工程师。
黄玲玉,女,1984.9,中国市***工程中南设计研究总院有限公司,工程师。
加固技术篇2
【摘要】随着人们生活质量的提高,对于住宅环境和住宅的房屋质量更加重视。房屋的质量涉及到很多种,本文主要讲房屋在建筑施工过程中的加固技术,房屋加固技术可以有效的提高建筑结构的坚固水平,实现了房屋建筑的使用功能和抗震抗灾的作用。下面探讨了常用了房屋加固技术。
【关键词】房屋 加固 技术
一、房屋加固的作用
由于我们国家的安居项目不断的推广,同时住宅向着产业化的方向进步,此时使用者对于项目的品质以及使用性质等方面的规定越来越严格,如果对设计开展变更活动,或者是建设时期存在偏差,又或是出现了灾情等问题的时候,就要对之前的建筑进行加固活动,确保它能够体现出具体的作用。关键的体现为以下的几点:
第一,此时的结构会再次的受力,在处理之前的时候早就受力尤其是对受力性较差而开展的加固面的应力等都要处在非常高的层次之中。不过,那些新加的区域在开展加固的时候,并不会即刻的分担力,是在新的力出现的时候才反应。此时,就会导致加固构造在再次受力的时候,一直处于一种应变滞后的状态。在房屋建筑受到破坏时新加部分可能会因为达不到自身的极限状态而无法发挥潜力。
第二,对于处理过的构造,其实质上是二次组合得到的,其两种结构很显然的要面对着怎样开展综合活动,和一起面对受力的内容。综合活动的重点就是结合区域的构造的处理以及建设措施。通常来讲,对于结合区域来说,其粘结强度要比混凝土自身要低很多。因此,在承担总的力的时候,受过处理的构造较之于第一次的来说,相比的要低一些。加固构造有着以上的一些特征,在对多项构造开展运算的时候,不应该按照过去的那种思想来应对。
二、常见的房屋加固方法
1、基础的加固方法
1.1注浆加固基础法。 基础补强注浆适用于基础有裂缝时的加固,浆液一般可用水泥浆,水灰比可采用0.5―0.6,也可采用环氧树脂等浆材。设计施工方法:先在基础裂缝处钻孔,对单独基础每边不少于2孔,对条形基础可沿基础纵向每1.5m―2.0m 布置钻孔,并不少于2 排。注浆管直径约25mm,与水平面的倾角不小于30°,以利于流动。钻孔直径约28mm,并较注浆管大2mm―3mm。孔距0.5mm―1.0mm,注浆压力可取0.1MPa ―0.3MPa,影响半径约0.3mm―0.6mm。一般压力越大,注浆的有效半径越大。
1.2扩大基础底面积法。当地基或基础底面积不足时,可用混凝土套或扩大基底面积。当基底荷载偏心时则采用不对称套,中心荷载则用对称套。灌注混凝土前应将原基础涂上混凝土界面剂或凿毛洗净后铺一层相同强度等级的水泥浆,以增强新老混凝土的粘结。对加宽部分的地基应铺设垫层,材料和厚度与已有部分的垫层相同。素混凝土套的台阶高宽比应符合地基基础规范的要求。沿高度方向应设置锚固筋以加强新老部分连接和抗剪。钢筋混凝土套亦须在新旧混凝土间设钢筋、锚栓或灌环氧。条形基础加宽时可沿纵向分段进行,分段长度为1.5m―2m。扩大的宽度部分地面不低于原有基底。该方法适用于埋深相对较浅的***基础、条形基础,对筏基、箱基、桩基适用性差。
2、预应力加固方法
预应力加固主要是采用外加预应力钢拉杆对结构进行加固,钢拉杆的方式是多种多样的,主要由分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆或撑杆等几种。这是一种可以显著降低被加固构件应力水平的加固方法,也可以大幅度提高墙体正截面和斜截面的承载能力。
3、结构构造性加固法
结构构造加固主要用于砌体的承载力严重不足,或者是用于应对砌体发生严重碎裂可能会导致倒塌等情况时。对砌体结构进行构造性的加固时主要可以采用以下几种方式:
3.1增加横墙。对于空旷房屋增加足够刚度的横墙,其间距不超过一定的标准,应该按照《砌体结构设计规范》所规定的标准进行,并且要将房屋的静力计算方案由弹性改为刚性。
3.2砖柱承重改为砖墙承重。砖柱承重的显著缺点是承载能力严重不足,应该改为砖墙承重。
3.3托梁换柱。托梁换柱主要用于应对***砖柱承载力的严重不足状况的发生,需要在加设临时支撑后卸除砖柱荷载,然后,根据计算确定新砌砖柱的材料强度和截面尺寸,并在柱梁下增设梁垫。
3.4托梁加柱,主要在大梁下的窗间墙承载能力严重不足时使用。
4、混凝土结构加固方法
混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。
4.1 直接加固的一般方法
4.1.1 加大截面加固法
该法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。
4.1.2 置换混凝土加固法
该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
4.1.3 有粘结外包型钢加固法
该法也称湿式外包钢加固法,受力可靠、施工简便、现场工作量较小,但用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于600℃以上,高温场所;适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承截能力的混凝土结构加固。
4.2 间接加固的一般方法
4.2.1 预应力加固法
该法能降低被加固构件的应力水平,不仅使加固效果好,而且还能较大幅度地提高结构整体承载力,但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固,但在无防护的情况下不能用于温度在600℃以上的环境中,也不宜用于混凝土收缩变形大的结构。
4.2.2 增加支承加固法
该法简单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
4.3 与混凝土结构加固改造配套使用的技术
4.3.1 托换技术
托梁(或桁架,以下同)拆柱(或墙,以下同)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。
4.3.2 植筋技术
一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。
4.3.3 裂缝修补技术
根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,应采用相应的加固措施。
结论
以上是房屋加固技术进行的简要介绍,还有其它结构以及更多更好的加固技术需要在今后工作中去不断学习、探讨、研究,使我们能够解决各种结构问题,保证房屋住宅的安全使用。
加固技术篇3
【摘要】地基是土建工程中的基础,其承载着上部整个建筑结构的荷载,其施工质量直接关系到工程的正常使用与质量问题。因此要想保证土建工程的施工质量与使用质量,就需要从基础做起,通过地基加固技术来提高地基的稳定性与质量,从而推动建筑事业的健康发展。本文就地基加固技术进行全面分析,以供相关技术人员参考。
【关键词】地基;加固技术;强夯法;振冲挤密法;压实法
地基的稳定性与施工质量是建筑结构安全的基础,也是保证建筑物正常使用的关键。对于地基进行加固处理主要是为了提高软土地基承载力与稳定性。现阶段,在我国土建工程施工中,地基所面对的主要问题有:强度不足、稳定性不够、不均匀沉降、渗漏问题等。针对这些问题,施工人员必须要采取有效的措施来对其进行加固,其最为常见的方法有:换土处理、人工或机械夯实、振动压实、石桩挤密加固等。如果施工人员没有根据相关规定要求对地基进行处理与加固,或者没有按照相关规定要求进行施工,这就会导致工程在施工过程中出现各种安全事故与质量问题。
一、地基处理的目的及现实意义
1、对地基加固处理有利于提高地基土的抗剪强度
剪力破坏是土建工程地基施工中最主要的一种质量问题,其造成的影响非常大,这种问题主要体现在以下几个方面:1)建筑工程地基的承载力不足;2)因建筑物的偏心荷载与侧向土压力而导致整个结构稳定性不足;3)建筑物因上部荷载或者在填土过程中导致周边地基隆起;4)在土方开挖的过程中,地基的边坡稳定性下降等。通过分析发现,地基土抗剪强度不足是导致地基出现剪切破坏的重要原因。因此施工人员必须要结合实际工程为提高地基土的抗剪强度而采取有效的措施。
2、对地基加固处理有利于缩小地基土的压缩性
地基土的压缩性主要表现在建筑工程施工及使用过程中产生的沉降程度,一般来说,地基产生沉降的原因有以下几种:因建筑物荷载而导致地基产生一定的沉降;因建筑物基础中负摩擦力而导致建筑物出现沉降;大范围地基出现沉降而导致建筑结构出现不均匀沉降;因土方开挖而导致周边基础部分出现沉降等。这些原因都会引起不均匀沉降,不利于建筑工程的施工质量,因此我们需要采取有效的措施进行加以控制,避免出现不均匀沉降现象。
随着社会经济的快速发展,建筑的规模不断扩大,城市用地面积越来越紧张,为了给人们提供充足的生活空间,建筑行业开始将建筑工程“拉长”,其结构也越来越复杂,配套设施也相对比较完善,这在很大程度上给地基带来了巨大的压力,当结构上部荷载超过了地基土的压缩性,那么就会导致地基出现沉降,因此我们在实际工作中,必须要采取有效措施来提高地基土的压缩模量,避免地基出现不均匀沉降。
3、对地基加固处理有利于改善地基土的动力特性
当发生地震时,地基土中的饱和松散粉细砂就会产生液化,这就是地基土的动力特性,出现这种情况的原因往往是由于交通荷载或者在打桩过程中产生的荷载而引起的,这就导致建筑周边的地基出现不均匀下沉。因此施工人员必须要结合实际工程,通过分析采取有效的措施避免地基产生液化,提高地基的抗震性,保证工程的稳定性。
二、地基加固技术分析
在选择地基加固技术之前,施工人员首先应该对当地的地质条件进行全面分析。由于这一施工技术需要在既有建筑物的周边进行施工,这就加大了工程的施工难度,为了保证地基的稳定性与上部结构的安全性,我们可以采用以下几种方法进行施工。
1、换土加固技术分析
在处理浅层地基的过程中,施工人员一般会采用换土加固技术进行,这是最常见的方法之一。首先,需要将软弱土层彻底挖出,然后再填入结构相对较好的土壤或者其他材料,例如石屑、煤渣、工业废物等,将其制作成素土地基等,最后再采用相关机械设备或者人工的方式将其夯实,提高其密实度。
这种方法在基坑面积较大的工程中非常适用,在处理软弱土层方面具有非常好的效果。换土加固方法的处理深度一般在2~3米左右,对于软弱土层、湿陷性黄土、季节性冻土等都有非常好的施工效果。
2、振密加固技术
所谓振密加固技术也就是施工人员采取有效的措施来减小地基土体的孔隙比,尽量提高其密实度与强度,从而达到设计的要求。该施工技术主要有压实法、夯实法、强夯法等各种施工方法,其中强夯法是最振密加固技术中最为常见的一种。
强夯法主要是对软土地基的深层土壤进行加固,随着机械夯实能量的不断增大,地基加固的深度也会不断加深。也就是说,该方法采用的是大重量的重锤,从不同的高度自由落下,因产生过大的冲击力来压实地基,从而提高地基的强度与密实度,降低其本身的压缩性。这种方法在砂土、粘土、碎石等多种土壤中具有非常重要的作用,能够有效的提高地基的强度,承载上部结构的荷载。
2.1排水固结法
在实际施工过程中如果遇到软土地基,施工人员则需要通过重力荷载将地基中多余的水分挤压出来,从而减小地基的压缩性,提高其密实度,这种方法也就是排水固结法。在采用这一方法进行施工的过程中,由于重力荷载的影响,软土地基中的水分会逐渐减少,而其有效应力就会不断增加,提高其抗剪强度。施工人员一般是采用排水以及加压的方式进行施工,其中,在排水的过程中,施工人员可以将土壤的透水性充分利用起来,通过设置砂浆来提高软土地基的抗剪强度。
2.2高压喷射注浆加固
高压喷射注浆(旋喷)加固地基是利用高压泵通过特制的喷嘴,把浆液(一般为水泥浆)喷射到土中。浆液喷射流依靠自身的巨大能量,把一定范围内的土层射穿,使原状土破坏,并因喷嘴作旋转运动,被浆液射流切削的土粒与浆液进行强制性的搅拌混合,待胶结硬化后,便形成新的结构,达到加固地基的目的。旋喷法适用于粉质粘土、淤泥质土、新填土、饱和的粉细砂(即流砂层)及砂卵石层等的地基加固与补强。其方法有单管法、双重管法、三重管法及干喷法等。压力灌浆加固在实施中要注意以下细节:
1)旋喷浆液前,应作压水压浆压气试验,检查各部件各部位的密封性和高压泵、钻机等的运转情况。
2)根据设计要求和地质条件,选用适合的旋喷方法、施工机具和桩位布置。
3)科学配浆,控制浆液的水灰比及稠度。
4)根据旋喷固结体的形状及桩身匀质性,调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。
三、结束语
地基是土建工程施工中的基础,也是最为关键的环节,如果地基没有经过合理的处理,那么上部结构就会因稳定性不足而出现各种质量问题与安全缺陷。本文介绍了几种地基加固处理技术,各有利弊,因此在实际工作中,施工人员必须要结合实际工程的特点,采取有效的措施来提高地基土的密度与稳定性,从而有效的保证地基的强度与稳定性,保证整个工程的质量。
参考文献
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