桥墩盖梁加固设计与施工.doc

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1、学无止境桥墩盖梁加固设计与施工摘要:中小型桥梁工程一般采用预制装配组合梁结构形式，而在装配式桥梁中，盖梁是主要受力构件之一，发挥承上启下的作用。在桥梁工程长期运行中，盖梁可能会出现不同程度的病害，会对桥梁工程的正常使用产生危害，这就需要对盖梁进行加固处理。首先对桥墩盖梁的常见病害进行介绍，然后以某桥梁工程为研究对象，对桥墩盖梁加固设计要点以及施工方案进行详细探究。关键词:桥墩盖梁;锚固方案;设计;施工1桥墩盖梁常见病害及原因分析桥墩盖梁的常见病害主要有:(1)保护层剥落露筋;(2)挡块挤压开裂;(3)盖梁开裂露筋

2、等。造成桥梁工程桥墩盖梁出现质量问题的因素有很多种，主要有以下几个方面:(1)桥墩盖梁设计不合理。(2)桥梁支座所承受的局部压力比较大，且所承受的冲击荷载比较大，在经过长时间运行后容易产生裂缝。(3)桥梁工程建设区域的地质条件往往比较复杂，地基不均匀沉降比较常见，或者其水平向位移所产生的附加应力大于结构抗拉能力，也会造成盖梁产生裂缝。(4)在分联墩处，如果伸缩缝破损，就会造成桥梁上部结构渗水，在裂缝位置，混凝土钢筋发生锈蚀，导致裂缝扩大。(5)如果混凝土结构保护层不足，就会造成钢筋表面发生炭化，钢筋中的铁离子会逐

3、渐侵入至混凝土中，并与水和氧气发生化学锈蚀作用，随着锈蚀物体积的增加，会造成混凝土结构膨胀，进而开裂。(6)在桥墩盖梁施工中，如果施工材料质量较差，混凝土振捣不密实、不均匀，混凝土结构就会产生麻面、空洞等质量问题。2桥梁工程实例在某桥梁工程项目建设中，下部结构为花瓶柱式桥墩，厚度为1.6m，采用C40混凝土施工。桥墩截面为长椭圆端型，墩顶的高度为1.5m，厚度为2.0m。在该桥梁工程使用中，由于其长期处于超载运行状态，因此盖梁端部的抗弯承载力降低，同时混凝土拉应力逐渐增加，这样就会导致盖梁出现裂缝。对此，需要对桥

4、墩盖梁进行加固处理。3桥墩盖梁加固锚固方案选择3学海无涯学无止境综合考虑该桥梁工程桥墩盖梁的结构形式和施工难易度等因素，在盖梁加固中，可采用体外预应力加固方式。在具体的加固过程中，可以张拉体外预应力抵消部分结构内力，进而改善结构内力，减小结构变形，提高结构件的承载能力以及抗裂性能。该加固方案在盖梁主体结构外布置预应力，对于原结构所造成的损伤较小，并且加固施工简单，施工过程中不需中断交通。由于盖梁顶部承受负弯矩，可将预应力束布置在盖梁侧面的顶部位置。该桥梁工程盖梁加固方案如图1所示，在梁端设置锚梁用以锚固预应力钢绞

5、线。4桥墩盖梁加固方案设计4.1钢锚梁构造。在该桥梁工程桥墩盖梁加固设计中，钢锚梁是主要的传力结构，通过钢锚梁，可以将钢绞线的预应力传递至盖梁，其结构形式如图2所示。锚梁由盖板、底板以及锚腹板组成，可以承受由预应力所产生的弯矩以及剪力。为了避免锚梁应力集中或者盖梁侧面应力集中，进而对混凝土结构造成损害，在锚梁两端设置牛腿板，以缓解应力集中现象。4.2计算分析。对于钢材料，选用Q345B，另外，采用φs15.2mm钢铰线，张拉控制应力为1209MPa。在对混凝土进行设计计算时，按A类体外预应力混凝土进行设计，而对于

6、钢锚梁则采用标准组合设计。通过计算分析，在该盖梁加固设计中，选用2束12－Φs15.2mm钢绞线，在midasFEA有限元软件中构建截取1/2桥墩模型进行分析。采用实体单元模拟方式，将盖梁构建为六面体单元，墩柱采用四面体单元。对于钢锚梁与盖梁紧密贴合的部位，可采用节点设计处理方式，并根据程序对自由度进行自动协调控制。4.3计算结果。(1)钢锚梁计算。在锚梁钢结构的设计计算过程中，必须满足结构弹性阶段的强度要求以及稳定性要求，并应用容许应力法进行控制。其中，控制应力［σ］为196MPa，剪应力［τ］为120MPa，

7、具体的计算结果如表1所示。通过对表1进行分析，并进行强度验算，各应力计算结果均低于控制应力，安全储备较高。(2)混凝土计算。在混凝土结构设计计算中，σst－σpc=1.8MPa，而混凝土法向拉应力略低，为2.05MPa。在持久状况下，混凝土法向拉应力为12.175MPa，σk则为13.35MPa，而主压应力为14.2MPa。混凝土结构的极限状态和持久状况均能够满足受力要求。5桥墩盖梁加固施工工艺3学海无涯学无止境(1)桥墩盖梁结构加固施工流程:对加固部位混凝土结构表面进行凿毛处理，现场测量放样，钻孔、清孔，植筋，

8、安装钢锚梁，安装波纹管和锚具，对钢绞线进行张拉处理，对锚头以及钻孔进行封堵，在钢绞线外部浇筑混凝土，对钢锚梁做好防腐处理。(2)对钢板植筋孔，在钻孔前首先采用钢筋探测仪，对钢筋布置情况进行检测，并结合实际情况做好微调处理，然后再钻孔。(3)对于钢板的粘贴面，需要结合施工条件，用磨光砂轮机或者钢丝刷进行表面除锈，并打磨出一定的粗糙度，打磨出的纹路与钢板的受力方向相垂直。(4