橋梁結(jié)構加固-外包鋼加固和增大截面及配筋加固

1、外包鋼加固特點及適用范圍外包鋼加固法施工簡便、效果直觀明顯、對施工環(huán)境影響小、成本低，不顯著增大原構件截面尺寸和自重，但可大幅度提高其承載能力。外包鋼加固法適用于提高受壓為主構件（橋墩、拱肋、桁架桿等）的承載力、剛度及延性。適用的環(huán)境溫度在-20°C?60°C范圍內(nèi)，相對濕度不大于70%及無化學腐蝕地區(qū)。附加影響（1）須對結(jié)合面進行處理，并鉆埋螺栓孔，對原結(jié)構有一定損傷。（2）鋼材需作防腐處理，增加了日后養(yǎng)護的費用。材料要求（1）鋼材外包鋼采用的型鋼、鋼板、扁鋼和鋼管以3號鋼、16錳鋼為宜，鋼材、連接螺栓及焊縫的強度設計值，應按現(xiàn)行鋼結(jié)構設計規(guī)范規(guī)定采用。（2）混凝土被加固構件混凝土強度不宜低于C20，表面應鑿除疏松雜質(zhì)，露出新鮮密實混凝土。（3）連接材料濕式外包鋼法中，當采用化學漿液灌漿連接時，其漿液組成在工程應用前應進行試配，選擇可灌性好、收縮性小、粘結(jié)強度高、固化時間可調(diào)整，耐久性好，且材料是無毒或低毒的漿液。外包鋼材與原混凝土宜采用膨脹螺栓或植鋼筋連接，以保證兩者協(xié)同工作，其質(zhì)量應符合有關技術標準的規(guī)定。力學特點干式外包鋼加固法受力簡單直觀，外包鋼可以按剛度比分擔原結(jié)構的荷載，加固效果明顯。濕式外包鋼加固法除角鋼可以分擔原結(jié)構的荷載，外套扁鋼箍可以對核心混凝土產(chǎn)生約束作用，提高其受壓強度，加固效果較干式外包鋼加固法好。2、增大截面和配筋加固法特點和適用條件該加固方法是在構件表面加大混凝土尺寸，增加受力鋼筋，使其與原結(jié)構形成整體，從而增大構件有效高度和受力鋼筋面積，增加構件的剛度，提高橋梁整體承載能力，這種加固方法廣泛應用于梁（板）橋及拱橋拱肋的加固。附加影響加大構件截面時，會使上部結(jié)構恒載增加，對原結(jié)構及基礎承載能力有一定影響。材料要求優(yōu)先選用早強沙漿和早強混凝土，或膨脹混凝土。配制混凝土用的石子宜用堅硬耐久的卵石或碎石，其最大粒徑不宜大于20mm當采用鋼筋補強時，縱向受力鋼筋的直徑不宜12mm；封閉式箍筋直徑不宜小于8mm。U型箍筋直徑宜與原有箍筋直徑相同。當采用型鋼和鋼板補強時，應將其和原結(jié)構的鋼筋進行聯(lián)結(jié)，或采用錨栓與原結(jié)構聯(lián)系，切實保證力的有效傳遞和能夠參與原結(jié)構共同受力。力學特點增大主梁混凝土截面和增加配筋后，使主梁成為二次受力的疊合構件，原主梁的混凝土和鋼筋除了已有的應力外，還需要承受后期恒載和活載產(chǎn)生的應力。因此需按二次受力的疊和梁進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的演算。如果橋面鋪裝部分得到加固，可適當考慮部分鋪裝層參與受力。施工工序為了加強新、舊混凝土的結(jié)合，應對原構件混凝土存在的缺陷清理至密實部位，并將構件表面鑿毛，要求打成麻坑或溝槽，溝槽深度不宜小于6mm，間距不宜大于箍筋的間距或200mm；當采用三面或四面外包方法加固舊橋構件時，應將構件的棱角敲掉，同時應除去浮碴、塵土；原有混凝土表面應沖洗干凈，澆筑混凝土前，原混凝土表面應以水泥漿等界面劑進行處理，以加強新、舊混凝土的結(jié)合。對原有和新設受力鋼筋應進行除銹處理；有條件時，在受力鋼筋施焊前采取卸荷或支頂措施，并逐根分區(qū)分段分層進行焊接，以減少原受力鋼筋的熱變形，使原結(jié)構的承載力不致遭受較大影響；外包混凝土加固法施工不如整澆混凝土構件方便，必須采取措施，保證模板搭設、鋼筋安置以及新混凝土的澆筑和振搗的質(zhì)量，以達到混凝土密實要求。同時，應加強新澆混凝土的養(yǎng)護，養(yǎng)護期最好達14d以上。增焊主筋法當結(jié)構因主筋應力超過容許范圍而又受到橋下凈空限制不宜加大截面高度時，可采用只增焊主筋的方法進行加固。其要點如下：1)增焊主筋首先鑿開梁的混凝土保護層，露出主筋，將原箍筋切斷拉直，再把新增鋼筋焊在原主筋上，增焊鋼筋的斷頭宜設在彎矩較小的截面。為減少焊接時的溫度應力，采用斷續(xù)雙面焊縫，從跨中向兩端依次施焊。（2）增設箍筋如果原橋梁的箍筋不足，梁腹出現(xiàn)剪切裂縫，則加固過程中，在增焊主筋的同時，應在梁的側(cè)面增加箍筋。具體作法是在梁腹上埋上梢釘，把補充的箍筋固定起來，并把箍筋上端埋入橋面板中。（3）卸除部分恒載加固時為了減少原結(jié)構的截面應力，使新增加的鋼筋充分發(fā)揮作用，有條件時應采取多點起頂措施，將梁頂起，或鑿除部分橋面鋪裝，然后再進行加固（起頂位置和噸位由計算來確定）。（4）恢復保護層鋼筋焊接好并接長箍筋后，應重新做好保護層。材料最好是用環(huán)氧樹脂小石子混凝土（砂漿）或膨脹水泥混凝土（砂漿）。修復保護層，通常有三種可供選擇使用的方法：涂抹法、壓力灌注法、噴護法。采用噴護法時，應采取分層噴護水泥砂漿，每次噴涂厚度為1?3cm為宜，待砂漿達到一定的強度后，最后進行表面整修。構造措施（1）采用增大混凝土截面法加固橋梁時，新澆混凝土的最小厚度不應小于40mm，用噴射混凝土施工時不應小于50mm；（2）加固的受力鋼筋與原結(jié)構的受力鋼筋間的凈距不應大于20mm，并采用短筋焊接連接；箍筋應采用封閉式或U形箍筋；（3）當加固的受力鋼筋與構件的受力鋼筋采用短筋焊接時，短筋的直徑不應小于20mm，長度不小于5d（d為新增縱筋和原有縱筋直徑的小值），各短筋的中距不大于50mm；（4）當用單側(cè)或雙側(cè)加固時，應設置U型箍筋。U型箍筋應焊在原有箍筋上，單面焊縫長度為10d,雙面焊縫為5d（d為U型箍筋直徑）。U型箍筋還可焊在增設的錨釘上，或直接伸入錨孔內(nèi)錨固，錨釘直徑d不應小于10mm，錨釘距構件邊沿不小于3d，且不小于40mm。錨釘錨固深度不小于10d，并采用環(huán)氧砂漿或高標號水泥砂漿將錨釘錨固于原構件內(nèi)，鉆孔直徑應大于錨釘直徑4mm。總結(jié)采用該加固方法，主梁的受力明確，計算簡