浅析桥梁维修与加固.docx

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本科生毕业论文（设计）

题目：

浅析桥梁维修与加固

内容摘要

桥梁作为交通工程的重要组成部分，数量大、结构规模大、改造周期长，需要长期保持其机能，对病害做到及时发现、跟踪、整治。

但随着桥梁建设技术的进步，常见病害也会不断“更新”,这将是一门不断发展的学科,研究相应其加固措施,对延长既有桥梁寿命、提高今后桥梁的维修养护质量具有重要的意义，本文着重分析桥梁维修与加固处理方法。

本文根据桥梁结构加固改造的方法和思路对建筑结构进行了研究，以加固采用桥梁技术为标准对某桥梁的加固进行了设计，希望本文的写作能为今后的研究做一些贡献。

关键词：

浅析；桥梁；维修与加固

目录

内容摘要 I

引言 1

1绪论 2

1.1概述 2

1.2桥梁维修与加固的重要性 2

1.3本文主要研究内容 2

2公路桥梁检查与检测 4

2.1公路桥梁检查 4

2.2公路桥梁检测 4

2.3公路桥梁评定 6

3公路桥梁缺陷修补 8

3.1公路桥梁表层缺陷的维修 8

3.2公路桥梁内部缺陷的维修 8

3.3公路桥梁结构裂缝的维修 9

4桥梁构件和附属设施维修 10

4.1桥面板的维修 10

4.2公路桥梁桥面铺装层的维修 10

4.3公路桥梁伸缩缝和支座的维修 10

4.4桥梁排水设施、栏杆设施的维修 11

5梁桥加固方法 13

5.1增大截面加固法 13

5.2粘贴钢筋加固法 13

5.3粘贴钢板加固法 13

5.4粘贴碳纤维加固法 13

5.5体外预应力加固法 14

5.6改变结构体系加固法 14

5.7增设承重构件加固法 14

6下部结构加固方法 16

6.1扩大基础加固法 16

6.2桩基础加固法 16

6.3人工地基加固法 16

6.4旋喷注浆加固技术 17

6.5桥台加固方法 17

6.6桥墩加固方法 18

7结论与建议 19

参考文献 20

***

引言

近年来随着我国工业化进程的加快，特大型工业设备运输、集装箱运输、矿山特种车辆及私自改装重型车辆的运行，都给现有桥梁的安全使用造成威胁。

原来按旧标准规定的荷载等级设计建造的桥梁，由于交通量的不断增加，加之前述重型车辆的频繁出现，更是造成这些桥梁雪上加霜。

现有道路上的桥梁由于营运使用多年，主要部位出现缺陷，如裂缝、错位、沉降等，通过对现有桥梁进行检查，了解其各部位损坏的程度，核定其承载能力，为桥梁的维修加固提供必要的依据。

另外，当桥梁遭受特大灾害时，如因地震、洪水等而受到严重损坏或在建造、使用过程中发生严重缺陷（如质量事故、过度的变形和严重裂缝以及意外的撞击受损断裂等），均须通过对其检查，核定其承载能力。

为桥梁的管养提供可靠依据。

钢筋混凝土桥梁以其刚度大、强度高、取材广泛、造价低、噪音小、结构形式多、具有较好稳定性和耐久性、维修费用少等优点在铁路建设中被广泛采用。

混凝土桥梁在铁路建设中占有相当大的比例，尤其是山区铁路，钢筋混凝土桥梁的比例占到线路总长的10%~40%，甚至更多。

随着耕地保护及环保意识的提高，钢筋混凝土桥梁所占的比重将越来越大，据资料显示，正在建设的京沪高速铁路钢筋混凝土桥梁占到线路总长的80%左右。

在我国既有铁路线上广泛使用的钢筋混凝土桥梁由于设计、施工、养护、运营、材料及环境等影响，混凝土的强度、刚度、耐久性、稳定性问题非常突出。

根据统计我国铁路病害桥梁所占比例占所有桥梁的40℅左右，其中六七十年代建成的桥梁所占的比重更大，桥梁结构类型主要以简支梁为主。

经调查统计这些桥梁大部分已出现病害，主要表现在梁、墩裂纹普遍，发展速度加快；混凝土钢筋锈蚀严重；混凝土炭化、腐蚀、露筋普遍；支座歪斜、位移、空掉、积水、翻浆、支承块破损压溃、失效；桥面积水、翻浆、板结排水不畅、步行板失效、吊围及人栏钢筋锈蚀严重；桥梁联接差、横向刚度及一阶自振频率不足、横向振幅偏大；浅基础冲刷失稳等。

很多桥梁不仅不能满足提速和重载的需要，而且还被迫限速。

1绪论

1.1概述

桥梁维修与加固的主要内容及含义在于：

对服役桥上部构件维修加固，对服役桥下部构件维修加固，拓宽桥梁的行车道或人行道，升高桥梁上部构造的高度，更换桥梁行车道路面或引桥路面的结构，部分或全部更换桥梁损坏或破坏服役了的结构物。

桥梁的维修与加固工作，从功能性及节约性两方面考虑，须充分利用原有部分，凡能加固的，则不宜改建，凡能部分改建的，则不应全部改建。

1.2桥梁维修与加固的重要性

建筑物维修加固的目的主要是提高结构构件的强度、刚度、稳定性和耐久性，恢复结构的使用功能和安全性，减少事故隐患，延长结构使用寿命。

结构加固作为工程结构的一个重要分支，正方兴未艾，近年来取得了长足的发展。

过去，人们把加固视为修修补补，“头痛医头。

脚痛医脚”，缺少系统的分析和理论探讨。

近十余年来，结构加固技术发展迅速，已经逐渐发展为一门新的学科。

混凝土结构加固的原因主要有以下几个方面：

1）设计基础资料和设计方法不准确，导致设计出来的建筑物存在着安全问题；2）施工方法的错误、施工管理的不善及偷工减料等原因，使建筑物存在质量问题；3）由于高湿酸碱环境、温差、冻融等影响以及地震、流沙等自然灾害的作用，导致建筑物发生严重损坏；4）设计规范的修订和设计标准的提高，按原规范标准设计的结构将不能满足设计标准的要求；5）原有建筑物使用功能和要求的改变，需要对其进行改造、加固。

我国是一个自然灾害多发的国家，在二十世纪五六十年代修建的大批工业厂房、公用建筑和民用建筑的加固改造任务已经大量的提到日程上来。

大量的桥梁工程由于交通量和荷载的增加、修建时间较长或原设计标准较低，已经出现严重的损坏，急需加固改造处理。

据统计，到2010年我国建筑面积约为50亿平方米，其中约23亿平方米需分期分批进行鉴定和加固，近10亿平方米急需维修加固才能使用。

总之，大规模建设之后，结构加固将成为建设的主角，无论是从历史文化保护角度还是对居住安全耐久性等角度，结构加固将变得尤为重要。

1.3本文主要研究内容

本文主要通过公路桥梁检查检测发现桥梁存在的安全隐患缺陷，采取针对性的维修加固方案来确保桥梁的正常安全运行，桥梁在维修加固中应注重四大原则：

桥梁加固是种借加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力或通过能力的措施。

故桥梁维修加固时．应以不更改原有建筑形式为原则，只有在复杂情况下，才能更改其结构。

桥梁维修加固时存在多种不同方式，据服役桥实际情况、承载能力的减弱程度和今后任务，而采用相应恰当的维修加固方式。

桥梁的加固主要有三种方式：

扩大或增加原有结构构件截面，以提高原结构的强度和刚度；用新的结构代替服役的应力不够的结构，改变原结构的受力体系，使原结构减少受力；对原结构施加外应力，来改变原结构的受力图形，并提高桥梁刚度和强度，下面主要从这些方面加以分析探讨。

2公路桥梁检查与检测

2.1公路桥梁检查

公路桥梁的检查分为经常检查、定期检查和特殊检查。

经常检查主要是指对桥面设施、上部结构、下部结构及附属结构物的技术状况进行检查，一般每月不得少于一次，对支座一般可每季度一次，汛期应加强不定期检查，在检查时制定检查计划，开展现场检查，根据检查结果制定应对措施，发现桥梁重要部件存在明显缺损时，应及时向上级提交专项报告；定期检查主要现场校核桥梁基本数据，实地判断损病害，确定维修范围及方式，对难以判断损坏原因和程度的部件，提出特殊检查的要求，对损坏严重、危及安全运行的危桥，提出限制交通或改建的建议，根据桥梁的技术状况，确定下次检查时间；特殊检查是查清桥梁的病害原因、破损程度、承载能力、抗灾能力、确定桥梁技术状况的工作，特殊检查分为专门检查和应急检查，应委托有相应资质和能力的单位承担。

2.2公路桥梁检测

公路桥梁检测包括桥梁结构的检查和验算，以及桥梁荷载试验和量测等，检测程序首先检查桥梁各部构造的技术状况，然后根据桥梁的现状进行结构检算。

初建的新型桥梁和缺乏技术资料的旧桥，必要时需进行荷载试验。

通过桥梁结构的变位（线位移和角位移）、应变（或转换为应力）、动力特性参量（频率、振幅、阻尼比和动力系数等）、裂缝和损害等项目的检测，来证实桥梁在强度、刚度、稳定性、耐久性和动力性能等方面能否满足安全运营的要求。

检测内容包括桥梁结构检查和荷载试验。

结构检查主要内容有：

①桥梁上部结构和下部结构总体尺寸和变位的状况的检查；②桥梁承重构件截面尺寸及其细部组合的偏差检查;③桥面的平整度检查;④材料的物理力学性能和可能存在的裂缝、缺陷、渗漏、锈蚀和侵蚀等损害的检查；⑤必要时还进行地基和河床冲刷等状况的复查。

结构检查的技术和设备大致可分为无破损检查和局部破损检查。

无破损检查主要用于结构材料强度、质量和缺陷等检查。

无破损检查应用的技术有：

回弹仪检查的技术；超声波探测技术（脉冲传递、脉冲衰减和全息摄影等方法）；射线照相或衰减测定技术（电磁放射线有Χ射线、γ射线、红外线和紫外线；核子放射线有中子、质子和正电子束等）；磁力或磁通量探测技术；染色渗入法；探测锈蚀状况的半电池电位测量；激光全息摄影技术；光学孔径仪与光纤维和小型闭路电视录象机组合的观测技术；振动法检验技术等。

无破损检查技术往往需要几种方法综合运用才能得到可靠的结果，并且需要有经验的检验人员。

因此，用一般的量具和放大镜等辅助工具进行外观的检查诊断仍是最广泛的检查手段，必要时才应用无破损检查技术，辅助判断。

为了检查与试验作业的方便，尚有专用的桥梁检查车和轻型拼装式悬吊检查架。

局部破损检查是在构件上采取试样进行物理化学分析和力学性能试验的检查方法。

如测定材料的强度、弹性模量、混凝土的水泥含量、氯化物含量、炭化深度和渗水等测定，都需在构件上取样。

又如混凝土或防水层电阻率的测量等，往往需要在构件上钻孔插入探测仪器进行测量。

荷载实验桥梁静力荷载试验的加载设备常用大型货车、拖挂车、翻斗车、水车和施工机械等各种普通装载车；也有专用的单轴或多轴加载挂车和测定结构影响线的自行式单点荷载设备；有的场合也用压重物等。

桥梁自振特性的试验测定方法大致有三类：

第一类是常用的突然加载或卸载的方法激振桥梁，如跳车、释放、撞击和小火箭等冲击荷载；第二类用运转频率可调的起振机或专用的单轴电-液惯性加振挂车进行谐振试验;第三类用脉动信号测试与分析的方法，用磁带机记录桥梁无载时的脉动随机信息，并用信号处理机进行谱分析，可取得多阶振型的特征值。

桥梁受迫振动响应的试验测定常用接近运营条件的车辆，以不同车速通过桥梁进行行车试验，测定桥梁的动力系数与车速的关系；或在桥梁动力响应最大的部位进行起动或刹车试验；也可利用平时交通荷载或风荷载等随机荷载，测定桥梁随机振动的响应。

检测桥梁受载及响应的仪器大体可分为静态测量仪器和动态测量仪器两种，也有相互组合和兼用的类型。

荷载和力的测量，静态测量时常用杠杆式地磅、液压型轮重秤和各种机械式或液压式测力计等；电子秤和各种电学的测力传感器及指示计可用于静态或动态测量。

直接测定由于车辆荷载本身的振动同桥面不平整状况组合作用于桥梁动力轴重规律的激光测量装置，以及测定风载规律的三向风速测量装置等正在逐渐被采用。

变位测量，静态测量时常用游标卡尺、百分表、钢丝挠度