公路舊橋的結(jié)構(gòu)檢算和加固設(shè)計(jì)

公路舊橋的結(jié)構(gòu)檢算和加固設(shè)計(jì)1前言隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，人們對(duì)安全、快速、舒適和美觀的公路交通提出了越來(lái)越高的要求。由于歷史和資金等原因，我國(guó)大部分20世紀(jì)六、七十年代甚或五十年代修建的橋梁仍在營(yíng)運(yùn)使用，但其設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)偏低和橋梁寬度偏小等因素，這些橋梁已成為交通運(yùn)輸中的潛在隱患。對(duì)這些舊橋、危橋如要全部推倒重建，則既不科學(xué)，更不現(xiàn)實(shí)。更何況歲月無(wú)情，任何一座“新”建的橋梁經(jīng)過(guò)若干年大自然的侵蝕和使用，終將成為一座“舊”橋。所以，舊橋加固、維修將是一個(gè)永久性的技術(shù)課題，舊橋的加固利用和改造已成為橋梁工程建設(shè)中既古老、又年輕的新興學(xué)科；實(shí)踐證明，舊橋的檢測(cè)、評(píng)定與加固是一項(xiàng)既綜合繁雜，又在不斷發(fā)展創(chuàng)新、逐步完善的技術(shù)，也是當(dāng)今國(guó)際土木工程界所共同關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，亦是橋梁建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要組成部分和關(guān)鍵技術(shù)之一。舊橋加固改造技術(shù)，是針對(duì)正在使用的舊橋進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)定、維修、加固或改造等技術(shù)對(duì)策的總稱。國(guó)內(nèi)、外的實(shí)踐均以證明，舊橋加固、維修工作是一項(xiàng)技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的舉措。但由于舊橋加固的過(guò)程中常存在原始資料和圖紙不全的客觀原因；舊橋加固設(shè)計(jì)的規(guī)程尚在制訂；舊橋加固設(shè)計(jì)的制約因素和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)比設(shè)計(jì)新橋要大得多。而且，舊橋加固是一項(xiàng)繁雜的系統(tǒng)工作，工程量往往不大，但涉及面廣，并關(guān)聯(lián)到諸多隱蔽工程。病害原因、加固方法常常因橋、因地而異，且施工工藝多具特殊性和復(fù)雜性。上述情況是舊橋加固工作的特點(diǎn)，應(yīng)引起我們的重視。同時(shí)，實(shí)踐也證明，盡管每座舊橋的情況各不相同，具有各自不同的特點(diǎn)，但舊橋加固也同其他任何事情一樣，有其內(nèi)在的規(guī)律，也存在一定的共性。我們應(yīng)遵循橋梁加固、改造工作的共性，結(jié)合具體橋梁的特殊性，在實(shí)踐中發(fā)揮積極性和創(chuàng)造性，不斷進(jìn)取和探索，采用最先進(jìn)的技術(shù)和材料，在舊橋檢測(cè)、評(píng)定、加固和改造工作中，創(chuàng)造和總結(jié)出多種多樣的、切實(shí)可行的技術(shù)和方法。1.1舊橋加固工作內(nèi)容具體到對(duì)某座舊橋進(jìn)行加固和改造時(shí)，既要針對(duì)其病害特點(diǎn)和環(huán)境條件等，采取相應(yīng)的、有效的、甚至極具創(chuàng)造性的具體措施，同時(shí)也應(yīng)遵循一定的工作步驟來(lái)開(kāi)展工作。這些工作包括：①日常養(yǎng)護(hù)發(fā)現(xiàn)橋梁存在較為嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)病害后決定進(jìn)行加固的決策過(guò)程；②對(duì)橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢查、檢測(cè)和技術(shù)狀況評(píng)定；③舊橋的結(jié)構(gòu)檢算與加固維修方案的擬定；④加固設(shè)計(jì)和編制工程預(yù)算；⑤加固施工和加固后的鑒定、驗(yàn)收；⑥加固前、后必要時(shí)進(jìn)行動(dòng)、靜載試驗(yàn)等等。1.2關(guān)鍵的三項(xiàng)工作上述舊橋加固的工作內(nèi)容當(dāng)中，以下三項(xiàng)是關(guān)鍵性的：①檢測(cè)、評(píng)定是舊橋加固工作的“前提”：目的——了解“病情”，診斷“病狀”；要求——檢查要全面、仔細(xì)，病害分析要準(zhǔn)確。②結(jié)構(gòu)檢算和加固設(shè)計(jì)是舊橋加固工作的“基礎(chǔ)”：加固方法要合理，技術(shù)上要安全、可靠，加固方案的針對(duì)性強(qiáng)；靈活應(yīng)用各種技術(shù)方法，創(chuàng)造性地開(kāi)出“處方”。③施工質(zhì)量是舊橋加固工作的“關(guān)鍵”：加固施工好比外科醫(yī)生給病人“做手術(shù)”，“成敗”在此一舉。爽2偏曾公路舊橋的結(jié)婦構(gòu)檢算鑼2.1志接舊橋結(jié)構(gòu)檢算姓和新橋設(shè)計(jì)理汽論計(jì)算的關(guān)系桿與區(qū)別芽在進(jìn)行公路舊津橋結(jié)構(gòu)檢測(cè)與凝評(píng)定和加固設(shè)填計(jì)前均應(yīng)進(jìn)行質(zhì)必要的橋梁的譯結(jié)構(gòu)檢算，這卡項(xiàng)工作是對(duì)舊刊橋進(jìn)行實(shí)際狀級(jí)態(tài)評(píng)定和采取哄什么樣的有效土方法與措施進(jìn)傍行加固維修設(shè)幣計(jì)的重要前提按。憑①會(huì)一般來(lái)講，新棵橋的設(shè)計(jì)與結(jié)今構(gòu)計(jì)算是經(jīng)濟(jì)容、合理地?cái)M定持結(jié)構(gòu)尺寸，檢突算橋梁結(jié)構(gòu)的惑可靠性，并使竊其滿足橋梁的劍使用和相應(yīng)規(guī)誤范要求的過(guò)程胃。而舊橋的結(jié)劉構(gòu)檢算則是利街用橋梁現(xiàn)有的返結(jié)構(gòu)尺寸、材窩料等信息，以緒及通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢理查、檢測(cè)而發(fā)暑現(xiàn)橋梁業(yè)已存站在的病害和缺達(dá)損等結(jié)果，對(duì)鏈橋梁的受力性稱能和狀況、以迅及安全可靠性際進(jìn)行分析并作義出加固維修方漸案的決策過(guò)程唇。由于兩者的羊工作在不同階桑段進(jìn)行，兩者乒所擁有的信息撿及信息量必然組會(huì)產(chǎn)生較大變重化，這就導(dǎo)致證舊橋的結(jié)構(gòu)檢抖算和新橋設(shè)計(jì)竄不僅在宏觀上夢(mèng)（涉及過(guò)程、援原理、準(zhǔn)則等戚）有所區(qū)別，們?cè)诰唧w實(shí)施中做（涉及對(duì)荷載遠(yuǎn)和抗力的確定艦、結(jié)構(gòu)分析方記法的選擇以及紫安全系數(shù)的調(diào)倉(cāng)整等）也會(huì)有偶差異。對(duì)絕大鏟多數(shù)橋梁來(lái)說(shuō)丸，其新橋設(shè)計(jì)倚是一次完成的俱，而舊橋的維忘修與加固卻常屆常是在不同的扔時(shí)間點(diǎn)可進(jìn)行調(diào)多次。另外由昏于所搜集到的徒信息、所采取粒的方法不同，駐即使對(duì)同一座達(dá)舊橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)餓檢算和狀態(tài)評(píng)俊定，橋梁工程寇師也可能會(huì)得過(guò)出相差很大甚漲至相反的結(jié)論坐。?、诙履壳肮放f橋午的結(jié)構(gòu)檢算與兵分析，仍是基溪本上采用新橋壞的設(shè)計(jì)理論和棉方法再次進(jìn)行奴驗(yàn)算，且大多載數(shù)計(jì)算方法是洽以彈性理論為仔基礎(chǔ)，盡量也約考慮了某些因軌素對(duì)承載能力竿的影響，但由逢于對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)贏模型的簡(jiǎn)化與當(dāng)實(shí)際受力狀況屬的差別（如未當(dāng)考慮實(shí)際支座夕的位置、鋼桁懲梁節(jié)點(diǎn)的彈性赤、以及拱腳的叨固結(jié)情況等等煙），以及計(jì)算耕采用的簡(jiǎn)化材線料本構(gòu)關(guān)系與拼結(jié)構(gòu)材料多維潑受力下本構(gòu)關(guān)秀系的不同；以腎新橋設(shè)計(jì)理論妙和計(jì)算方法來(lái)倉(cāng)進(jìn)行舊橋的結(jié)廢構(gòu)計(jì)算，難以存充分反映橋梁酒的實(shí)際承載能區(qū)力和狀況，有瞎相當(dāng)多的檢算表結(jié)星果是偏于保守踏的。事實(shí)上，霸對(duì)特定使用條竭件的特定橋型斥其承載能力應(yīng)群是一個(gè)客觀存巷在，所以對(duì)舊晉橋進(jìn)行的結(jié)構(gòu)爐檢算應(yīng)區(qū)別于凡新橋的設(shè)計(jì)驗(yàn)蔑算方法。因此卸，有必要深入日研究一種能合默理、可靠、真托實(shí)地充分考慮普橋梁實(shí)際工作譜狀況、以及結(jié)磚構(gòu)和材料情況略的舊橋檢算與蹦分析評(píng)定方法都。晉③丸為真實(shí)反映舊泄橋的實(shí)際承載淚能力，在進(jìn)行積舊橋結(jié)構(gòu)檢算妖中應(yīng)考慮材料潔的真實(shí)情況，求如可以考慮混翁凝土在雙向受當(dāng)力下的破壞準(zhǔn)棵則及非線性本煮構(gòu)關(guān)系?；炷韧猎陔p向受壓諷和未開(kāi)裂時(shí)為瓣各向同性材料傳，開(kāi)裂后應(yīng)視底為正交異性材糊料，并應(yīng)考慮危拉伸勁化和軟腦化效應(yīng)；而對(duì)等于混凝土和鋼贏筋的強(qiáng)度及彈邊性模量則應(yīng)盡路量采用在舊橋儲(chǔ)結(jié)構(gòu)檢測(cè)時(shí)的喂實(shí)測(cè)值。當(dāng)肋女式拱橋的拱腳器出現(xiàn)較嚴(yán)重的珠橫向裂縫時(shí)，待應(yīng)考慮到原拱材腳的固定條件掉已改變，宜按誼鉸接來(lái)簡(jiǎn)化并龍按內(nèi)力重分布細(xì)的方法進(jìn)行結(jié)鋒構(gòu)檢算。屠2.2磚名舊橋的結(jié)構(gòu)檢節(jié)算特點(diǎn)曲①仙在我國(guó)已建成斗通車的公路橋扇梁中以中、小萬(wàn)跨徑的梁式橋尊和拱式橋居多劫，由于近年來(lái)谷的計(jì)算理論的壇發(fā)展、計(jì)算機(jī)崖及橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)棟算分析軟件的清普及與應(yīng)用、泊以及橋梁靜、蘭動(dòng)載測(cè)試設(shè)備省的完善及測(cè)試潑經(jīng)驗(yàn)與資料的宇積累，充分證鏟明了過(guò)去在橋拾梁的設(shè)計(jì)理論若和結(jié)構(gòu)計(jì)算中跪許多未予考慮禾和不甚明了的濾因素。諸如由濾于橋面鋪裝層幼的參與結(jié)構(gòu)受還力使得跨中實(shí)筑測(cè)撓度普遍小流于理論計(jì)算撓間度值；而拱上術(shù)建筑的聯(lián)合作叫用和活載的橫岔向不均勻分布閘等也都被廣泛喇證實(shí)是客觀存魔在的，其影響營(yíng)程度是不容忽第視的，尤其是牢在舊橋的結(jié)構(gòu)湯計(jì)算分析和加向固設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充裹分考慮和加以樸利用的。避②駕在舊橋的結(jié)構(gòu)己檢算時(shí)，一定蒙要根據(jù)橋梁的佩實(shí)際結(jié)構(gòu)型式篩，尤其是橋梁悔的實(shí)際橫向聯(lián)服系的形式和強(qiáng)塑弱來(lái)選擇采用殼哪種荷載橫向妙分布系數(shù)的計(jì)半算理論和方法昨。例如，對(duì)于得預(yù)制安裝晌的財(cái)T誰(shuí)梁橋，當(dāng)橫隔耗板間距較小時(shí)系，宜采用比擬醉正交異性板法雨來(lái)計(jì)算荷載橫婦向分布系數(shù)；寇當(dāng)橫隔板間距圾較大時(shí)，則宜宮采用剛接梁法墳來(lái)計(jì)算荷載橫伶向分布系數(shù)才渡更符合橋梁實(shí)渣際受力狀態(tài)。也③柄在進(jìn)行舊橋的戴結(jié)構(gòu)檢算時(shí)，惱還應(yīng)根據(jù)橋梁漢檢測(cè)時(shí)所發(fā)現(xiàn)運(yùn)的較顯著的病彩害來(lái)補(bǔ)充必要逮的局部結(jié)構(gòu)檢駛算。例如，許侮多連續(xù)箱梁橋訊的橋面鋪裝層抓網(wǎng)裂和破損非擁常嚴(yán)重，檢查訓(xùn)后發(fā)現(xiàn)多為少排設(shè)或未設(shè)橫隔粥板的寬箱窄腹挪板的箱梁。對(duì)沖于此類橋的結(jié)拾構(gòu)檢算，不僅吹要計(jì)算箱梁的雷縱向彎曲應(yīng)力惕和剛性扭轉(zhuǎn)應(yīng)駱力，還應(yīng)計(jì)算洪橫向截面的畸議變應(yīng)力和橫向途彎曲應(yīng)力。當(dāng)之橫向彎曲應(yīng)力客過(guò)大，或箱梁同頂板厚度較薄決、剛度較小，暫即為橋面網(wǎng)裂打和破損病害產(chǎn)慎生的主要原因偷，對(duì)應(yīng)的加固沒(méi)方案為重做橋烤面鋪裝層（此秒時(shí)一般不宜增闖加其便厚度，避免影斤響橋梁縱向線凳型），設(shè)置加智密的鋼筋網(wǎng)，屢并加粗配置橫故向鋼筋，或者杏增設(shè)橫隔板。抽④鴨和新橋的結(jié)構(gòu)菠計(jì)算不同的是譜，當(dāng)舊橋的水令泥混凝土橋面醬鋪裝層和梁體常結(jié)合可靠、且暗無(wú)破損現(xiàn)象時(shí)賠，可扣除表干面規(guī)2c芳m皺磨耗層后將其雹考慮與梁體共擁同受力，一并警參與結(jié)構(gòu)計(jì)算律。起⑤帝在截面應(yīng)力檢銷算時(shí)，不僅要奧按新橋一樣對(duì)狗各控制截面進(jìn)懼行計(jì)算，還應(yīng)宏著重對(duì)有嚴(yán)重蹤缺損的截面在培考慮截面折減底后進(jìn)行檢算，衣并以此作為選顏擇加固方案和兼加固設(shè)計(jì)的一鹿個(gè)重要依據(jù)。凱2.3癢穴舊橋結(jié)構(gòu)檢算說(shuō)的一般程序陳①冶公路舊橋的結(jié)孫構(gòu)檢算一般至促少要進(jìn)行兩次慌：首先是基于稠橋梁原設(shè)計(jì)資挨料和經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)釣構(gòu)檢查、檢測(cè)驅(qū)得到的橋梁實(shí)禮際情況進(jìn)行結(jié)惰構(gòu)檢算（加固怎前），并以此板檢算結(jié)果作為鑄評(píng)定橋梁狀況惠和判定是否要造進(jìn)行加固維修切的重要依據(jù)。筋其次，則是在槍擬定加固維修錢方案后，根據(jù)淚不同的結(jié)構(gòu)處廁理后的信息再疤次進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢讓算（加固后）購(gòu)，檢算結(jié)果主值要用于判定加傅固方案是否可雞行和是否達(dá)到考加固設(shè)計(jì)要求私。治②掠加固前對(duì)橋梁晝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)檢雨算，其結(jié)構(gòu)離遣散后的計(jì)算模石型應(yīng)根據(jù)橋梁晌結(jié)構(gòu)檢查、檢車測(cè)結(jié)果進(jìn)行必需要的修正，充丸分考慮橋梁結(jié)蟻構(gòu)的實(shí)際情況幫和材料性能的挨變化，計(jì)入舊巖橋檢算系數(shù)和廈結(jié)構(gòu)惡化系數(shù)竹等影響。碌③辜加固方案確定腐后的結(jié)構(gòu)檢算餡，應(yīng)采用加固敢后的橋梁結(jié)構(gòu)蔬型式和截面尺秀寸等來(lái)進(jìn)行加煎固后的橋梁結(jié)笑構(gòu)內(nèi)力計(jì)算和技承載力檢算。趁加固后的橋梁竟可能是組合結(jié)盡構(gòu)，在檢算時(shí)逼應(yīng)注意區(qū)別對(duì)挨待。別3長(zhǎng)否公路舊橋的加摧固設(shè)計(jì)監(jiān)3.1醫(yī)鏡加固方案的選懲擇船舊橋的病害原鈔因找準(zhǔn)后，接拍下來(lái)就是選擇殃加固方案。國(guó)雜內(nèi)外已有很多慧成熟的舊橋加恒固技術(shù)和方法神，但要針對(duì)某干座橋的具體特銀點(diǎn)加以綜合考伸慮，要重點(diǎn)考嘗慮技術(shù)可行性痰、經(jīng)濟(jì)合理性堡和體現(xiàn)創(chuàng)造性毅。一種病害可桿能采用多種方斑法都能處理，腥如何選擇最優(yōu)妨的方案，這是簽切實(shí)加固好一握座橋梁的最基厭礎(chǔ)工作。嗚3.2穗棄加固設(shè)計(jì)壓加固方案確定彩后，接著就是辟進(jìn)行細(xì)部的結(jié)鍵構(gòu)設(shè)計(jì)。要強(qiáng)僻調(diào)是：由于舊玉橋加固施工的宇特殊性，設(shè)計(jì)臥人員應(yīng)將施工型方法、工藝流碑程或施工順序君闡述清楚，并忌應(yīng)有相應(yīng)的技效術(shù)要求和衡量仰工程質(zhì)量的指廊標(biāo)。研3.3愉慢橋梁加固設(shè)計(jì)繳人員的職責(zé)與五要求蚊①傳既要熟練掌握訂橋梁設(shè)計(jì)理論漠和方法、相關(guān)適設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)瀉準(zhǔn)，還要了解尼熟悉施工工藝榨和要求，另外勉，隨時(shí)跟進(jìn)掌烘握國(guó)內(nèi)外可用純于橋梁維修與追加固的新材料萍、新技術(shù)和新撇工藝，才能做竹好舊橋的加固親設(shè)計(jì)。財(cái)②恭應(yīng)熟悉和掌握猛橋梁的設(shè)計(jì)荷送載和實(shí)際使用拾荷載的特點(diǎn)與棍區(qū)別；如在分律析橋梁結(jié)構(gòu)如初何承受荷載，林及承受荷載后挖的應(yīng)力和應(yīng)變毛（變形）情況浸時(shí)，應(yīng)明白作桐用在公路橋梁演上的使用荷載養(yǎng)是活荷載，而愿移動(dòng)性、暫時(shí)少性是其特點(diǎn)，不該作用的大小瘡及作用點(diǎn)，是讀隨時(shí)間而變的套。感③拳設(shè)計(jì)人員通過(guò)斬對(duì)橋梁的檢測(cè)耽和分析，已了攔解了橋梁的病例害和產(chǎn)生原因公，也針對(duì)性地途提出處治措施鉆，并繪制了加健固設(shè)計(jì)圖，但多最終還是要通媽過(guò)施工單位的肝加固施工去體隙現(xiàn)其意圖和達(dá)訊到加固補(bǔ)強(qiáng)的顛目的。因此，狼設(shè)計(jì)人員要切蚊實(shí)配合好施工姓全過(guò)程，尤其稀是施工前的技建術(shù)交底，要詳坦細(xì)講解，以求紹施工人員明白洪設(shè)計(jì)意圖和工振程質(zhì)量要求。瑞同時(shí)，要充分鞠調(diào)動(dòng)施工人員嘗的積極性和創(chuàng)浴造性，從而補(bǔ)帥充和完善加固承設(shè)計(jì)的不足。膊最終目的就是扮共同搞好加固臂施工，使加固蜓設(shè)計(jì)意圖和目撞的完全達(dá)到。4結(jié)束語(yǔ)黑舊橋加固技術(shù)謀是一門新興的