桥梁检测与维修加固报告

1、桥梁检测与维修加固课程报告报告标题： 桥梁构造实验报告 班 级： 土木1015 姓 名： 马浩 学 号： 20 昆明理工大学城市学院2021年04月17日目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc321665324 第1章桥梁加固 PAGEREF _Toc321665324 h 1 HYPERLINK l _Toc321665325 桥梁加固原因 PAGEREF _Toc321665325 h 1 HYPERLINK l _Toc321665326 桥梁加固的步骤与根本原那么 PAGEREF _Toc321665326 h 1 HYPERLINK l _Toc32

2、1665327 桥梁常见加固的方法 PAGEREF _Toc321665327 h 2 HYPERLINK l _Toc321665328 几种其他加固方法介绍6 HYPERLINK l _Toc321665329 第2章桥梁检测8 HYPERLINK l _Toc321665330 桥梁表观检查分析与评价8 HYPERLINK l _Toc321665331 桥梁承载力的荷载检测法8 HYPERLINK l _Toc321665333 2.3桥梁检测技术的开展趋势9 HYPERLINK l _Toc321665333 2.4国外桥梁检测技术开展动向10 HYPERLINK l _Toc321

3、665332 第3章结语11 HYPERLINK l _Toc321665342 参考文献11摘要：随着桥梁使用年限的增长以及桥梁负荷的日趋增大,我国很多桥梁均出现了破损，因此研究如何修复这些桥梁已成为当今桥梁设计的重要课题。通过对目前我国大局部桥梁修复的实例分析,桥梁加固是维修病害桥梁、提高桥梁承载能力的最根本、最常用的方法,提出了桥梁加固的根本原那么，论述了桥梁加固的常见方法及其机理、特点，给出了桥梁加固的方案选择标准。随着桥梁使用年限的增长以及桥梁负荷的日趋增大,我国很多桥梁均出现了破损，因此研究如何修复这些桥梁已成为当今桥梁设计的重要课题。通过对目前我国大局部桥梁修复的实例分析,桥梁加

4、固是维修病害桥梁、提高桥梁承载能力的最根本、最常用的方法,提出了桥梁加固的根本原那么，论述了桥梁加固的常见方法及其机理、特点，给出了桥梁加固的方案选择标准。关键词：荷载试验;静载试验;动载试验；加固原那么；加固方法；加固机理；加固特点；加固方案选择桥梁加固桥梁加固的原因 桥梁是公路的咽喉,其使用功能的好坏直接影响整条线路的畅通,既有公路中设计标准较低的桥梁严重制约了公路运输事业的开展，有桥梁已不能适应当前的设计标准要求。同时,随着国民经济的开展,交通量和车辆载重不断加大,公路交通的负荷日趋增大,使局部早期设计修建的桥梁的既有损伤不断加重,加速了桥梁的老化、破损。特别是修建年代早、设计标准低的桥

5、梁,病害严重, 已不能维持正常使用,而只能限速限载通行,甚至不得不关闭交通,严重影响和制约了交通运输和地方经济的开展。 桥梁加固的步骤与根本原那么 一般来说，桥梁的加固包括现有桥梁的改造及病害桥梁的修复。其中，现有桥梁的改造一般是由于现在交通运输量的增长、设计荷载标准的提高、公路路基宽度的拓宽等使一些桥梁已不能满足当前交通运输的要求而进展改造；病害桥梁的修复一般是由于桥梁材料的老化，运营养护的不当等使一些桥梁出现了病害而进展维修。桥梁的加固与桥梁的设计一样，除了应满足设计标准，符合技术可行、经济合理、构造平安的原那么外，还必须经过一定的程序和步骤，这就是所谓的加固概念设计。 1.2.1 、桥梁

6、构造由于构造失效或损伤经评估不能满足构造平安或正常使用要求时，必须进展加固。加固设计的内容及范围，应根据评估结论和委托方提出的要求确定，可以包括整体桥梁，也可以是指定的区段或特定的构件； 1.2.2 、建立既有桥梁维修、加固、重建的经济分析模型，通过分析比拟，选择技术可行、经济合理、对现有交通干扰较小的方案实施，以保证改造后的桥梁能平安运营； 1.2.3、根据需要改造桥梁的评估结论及经济分析，当得知现有桥梁可以通过加固、维修到达使用要求的结论后，再提出桥梁加固的设计方案；具体做法原那么： 1 对于大桥、特大桥，其主要承重构件需要加固补强时，加固设计方案应大于2个，进展方案比选和经济评估，选择最

7、正确加固方案； 2 加固设计及施工尽量不损坏原构造，并保存具有利用价值的构件，防止不必要的撤除或更换； 3 加固设计应与施工方法严密结合，并采取有效措施，保证新老构造连接可靠、协同工作； 4 加固设计应按构造实际损坏情况进展计算； 5 在加固施工中，应尽可能减少对桥上和桥下的通行车辆及行人的干扰，采取必要的措施，减少对周围环境的污染； 6 在施工过程中，假设发现原构造或相关工程隐蔽部位的构造有严重缺陷时，应立即停顿施工，会同加固方案设计者进展研究，待采取有效措施处理后，方能继续施工；加固施工中，应采取平安监测措施，确保人员及构造平安。 总之，在具体的加固设计中，必需首先明确这种加固原那么，才能

8、做到“结实可靠、简便耐用、经济适用。 桥梁常见加固的方法 桥梁加固，就是通过一定的措施使构件乃至整个构造的承载能力及其使用性能得到提高，以满足新的要求。也就是要针对桥梁所发生的不能满足继续使用的状况进展处理。加固的原因有桥梁耐久性差和年久老化、设计失当或施工质量差等。通过桥梁加固后，可以延长桥梁的使用寿命，用少量的资金投入，使桥梁能满足交通量的需求，还可以缓和桥梁投资的集中性，预防和防止桥梁坍塌造成的人员和财产的损失。 加固的方法主要分为上部构造加固、下部构造加固。1.3.1、上部构造加固 ：桥梁上部构造主要由桥面、主梁和支座组成。桥梁上部构造加固通常是加固主梁。主梁因制造材料不同有钢梁和圬工

9、梁之分，其加固也可分为钢梁加固和圬工梁加固等。 钢梁加固 按加固方法和加固的程度分为钢梁局部加固和钢梁全面加固。钢梁局部加固是对一些不能满足承载要求的杆件和联结部位进展的加固。一般采用的方法是:增大杆件截面、增多铆钉数量或加大铆钉直径;缩短杆件的自由长度；补充联结系杆件和拼接板等。钢梁全面加固指改变主梁构造形式所进展的加固。 圬工梁加固 一般用增加圬工梁截面的方法进展加固。加固时，应充分注意加固局部同原梁的连接，使圬工梁的新旧局部能共同起作用。 拱桥加固 可因桥拱跨度不同而采取不同方法。小跨度的拱桥可在拱上铺设钢筋混凝土板分担原有拱桥的载重；大跨度的拱桥可在拱圈下加衬拱。1.3.2、下部构造加

10、固 ：桥梁下部构造主要由桥墩、桥台和桥梁根底组成。其加固可分墩台加固和根底加固两个方面。 墩台加固 桥梁墩台局部损坏严重，影响行车平安时,在未彻底修理前可进展临时加固,常用的方法有：在墩台旁增设排架，以减轻原有墩台载重；墩台顶如有损坏，可安装钢轨骨架加固。 桥梁墩台水下局部的修理和加固，可根据水深、河床地质和加固施工用料等条件采用不同的方法。常用的方法是设置围堰有土质、草或麻袋、套箱、板桩等，以便进展抽水和施工。如抽水有困难，可进展不抽水施工，即用钢筋混凝土套箍或套箱下沉到河底，然后在套箍或套箱与桥墩间全部灌注水下混凝土将损害处完全包裹起来。 根底加固 桥梁根底加固的方法有：当基底土壤或桩基承

11、载力缺乏时,可采取加宽根底,或压注浆料加固土层以增强基底承载力。浅基墩台除采用局部或整孔防护措施外，还可以用加深根底的方法进展加固。例如对于小墩台根底可用分段开挖加深根底的方法进展加固，施工时应采取临时措施，不使原有墩台受力。也可采用钻孔桩法加固。这种方法在墩台周围布置钻孔桩，在钻孔到达要求深度或岩层的情况下，再围绕墩台在桩头上修筑钢筋混凝土承台，并和原墩台连成整体，以加固根底。几种其他加固方法介绍1.4.1、体系转换加固法 改变构造体系加固旧桥通常是指增设附加构件或进展技术改造，使桥梁的受力体系和受力状况发生改变，从而起到减小承重构件的应力，改善桥梁性能，到达提高承载能力的目的。这种技术具有

12、提高构造承载力，增大构造刚度，减小挠度等优点。 常使用的方法有：拱桥转换为梁拱式拱上建筑法；梁桥转换为梁拱组合体系法；简支转连续法；多跨简支梁转为先简支后桥面连续体系法；增加辅助墩法等。以上加固方案形式各异，但加固实质一样，即均是为所加固的桥梁参加新的支撑点，缩短梁的计算跨径，从而提高构造承载力。 1.4.2、 增加构件加固法 增加构件加固法主要是指增设纵梁提高承载能力或拓宽改建，增加横隔板加强横向联系。当墩台地基平安性能好，并具有承载能力，上部构造也根本完好，但其承载能力不能满足要求，同时要求加宽桥面时，一般采用增加承载能力高和刚度大的新纵梁使新旧梁互相联结共同受力。对于要进展拓宽改造的那么

13、还需要对墩台进展拓宽。 常使用的方法根据增加构件及新旧主梁联合受力形式可分为：增设纵梁加固不拓宽桥面；增设边梁加固；单边拓宽技术改造；双边拓宽技术改造；增加辅助横梁加固。 目前，在很多桥梁加固改造中，同一座桥梁，针对不同的部位、不同的构件、不同的改造原因同时采用了几种不同的方法。如宜宾马鸣溪金沙江大桥的加固，采用了增加构件加固法、粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法；西藏尼木大桥的加固，采用了粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法；绍兴斗门大桥的加固，采用了增加构件加固法、桥面层补强加固法，等。1.4.3、桥梁墩台与根底加固 (1 )扩大根底加固法 桥梁根底扩大底面积的加固方

14、法，称为扩大根底加固法。此法适应于根底承载力缺乏或埋置太浅，而墩台又是砖石或混凝土刚性实体或根底时的情况。当构造物根底具有较大的不均匀沉降，并且地基土质比拟坚实时，可以采用扩大根底法进展加固。而对于扩大局部根底底部的地基承载力缺乏的问题，可采取在扩大局部根底下打入一定数量的桩以提高地基承载力，桩的参数根据地基变形计算来加以选定。扩大根底加固法，施工比拟简单。缺点是它必须使新老根底连成一体共同承受上部荷载，故其加固费用较高，而且加固效果也不易控制。 (2) 高压旋喷注浆加固法 高压旋喷注浆，就是先利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻入土层的预定位置，旋转并以一定的速度提升，同时将浆液或水以高压流的形式从

15、喷嘴里射出，冲击破坏土体，高压流切割并搅碎土层，使其成颗粒状分散，一局部被浆液和水带出钻孔，另一局部那么与浆液搅拌混合，随着浆液的凝固，组成具有一定强度和抗渗能力的固结体，从而对地基进展加固的一种加固方法。旋喷注浆加固法，用途广泛，加固地基的质量可*而且效果好，本钱低，加固效果明显，且施工便捷，目前已逐渐成为我国常用的对桥梁墩台根底处理方法之一。 (3) 粘贴钢板加固法、碳纤维加固法 桥梁墩台的加固改造也可以采用粘贴钢板加固法、碳纤维加固法增加墩台的刚度, 提高墩台的抗弯、抗压和抗剪能力,其加固方法、加固机理与2.1.4及2.1.5一致,在此就不再详述。 加固方案的选择 加固方案与诸多因素有关

16、，选择合理的加固方案非常重要，常考虑以下因素： 桥梁构造型式； 桥位地形、水文、自然状况； 桥梁现状分析研究结论； 施工技术水平； 能否封闭交通； 预期加固效果； 资金投入量。 上述各种常见加固方法可综合运用，优化组合，更能表达出加固效果及经济效益，但还应注意以下几点： (1)不同的加固方法有对应的设计计算方法； (2)加固后的桥梁构造承载能力提高幅度受原结 构的制约， 如原构造配筋率、截面尺寸等，不可能无限制地提高承载能力； (3)对于大跨径复杂桥梁构造的加固计算，一般要做构造整体分析，有效工具是有限元法，必要时应考虑非线性影响。 桥梁检测桥梁表观检查分析与评价表观检查包括桥梁整体与局部构造

17、几何尺寸的量测、构造病害的检查与量测等,表观检查的工程和要求对不同的桥型有不同的侧重点。表观检查要到达可以定量反映桥梁构造状况,依据相关标准评定桥梁技术等级的要求。构造资料的调查包括了解桥梁的原构造设计、施工工艺及过程以及桥梁的构造维修养护历史等。材料检测主要是指桥梁构造材料的无损或微损检测。对于钢筋混凝土桥梁来讲,主要是混凝土与钢筋的相关检测,包括混凝土的强度等级、碳化深度、与耐久性有关的含碱量和氯离子含量,以及钢筋的锈蚀状况、保护层厚度测试等。表观检查和材料检测技术及相关测试仪器设备开展很快,是桥梁无损检测的重点研究领域。测试仪器设备及相关技术研究在国外桥梁无损检测研究方面占有很大的比重,

18、相继研制成功或正在研制融合电、磁、雷达、数字信号处理等相关学科的高技术成套测试仪器和设备。如用于桥面板检测的双频带红外线自动温度成像系统;用于桥面板检测的探地雷达成像系统;整桥测量的激光雷达;整桥测量的无线电脉冲发器等。桥梁承载力的荷载检测法静载试验检测方法静载试验检测法通过对桥梁进展静载试验,量测与桥梁构造性能相关的参数,与桥梁工作性能相关的主要参数有变形、挠度、应变、裂缝等。通过静载试验,可测出这些参数,从而分析得出构造的强度、刚度及抗裂性能,据此判断桥梁的承载能力。混凝土桥梁的静载试验,一般需进展以下测试内容。(1)构造的竖向挠度、侧向挠度和扭转变形。每个跨度内至少有3 个测点,并取得最

19、大的挠度及变形值,同时观测支座下沉值。有时测试也为了验证所采用的计算理论,要实测控制截面的内力、挠度纵向和横向影响线。(2)记录控制截面的应力分布,并取得最大值和偏载特性。沿截面高度不少于5 个测点,包括上、下缘和截面突变处。有些构造需测试支点及附近、横隔板附近剪应力和主拉应力,此时需将应变计布成应变化。(3)支座的伸缩、转角,支座的沉降;墩顶位移及转角。(4)仔细观察是否已出现裂缝,出现初始裂缝时所加的荷载,仔细说明裂缝出现的位置、方向、长度、宽度及卸载后闭合情况。如果构造的控制截面变形、应力或裂缝扩展,在尚未加到预计最大试验荷载前,已提前到达或超过设计标准的允许值,应立即停顿加载,同时注意

20、观察裂缝扩展情况,撤离仪器和人员。(5)细观察卸载后的剩余变形。对于特殊构造而言,如悬索桥和斜拉桥,尚需观察索力和塔的变位并进展支座的测定。动载试验检测方法动力荷载试验的目的在于研究桥梁构造的动力性能,该性能是判断桥梁运营状况和承载能力的重要标志之一。比方,动力系数是确定车辆荷载对桥梁动力作用的重要技术参数,直接影响到桥梁设计的平安与经济性能;桥梁过大的振动可引起乘客和行人的不舒适;桥梁自振频率处于某些范围时,可由外荷载引起共振的危险。这是以前动力检测的主要目的。但是最近10 年以来,研究者试图扩大动力检测方法的范围和功能,原理主要如下:构造损失的发生必然导致构造参数(刚度、阻尼和内部荷载)的

21、改变。如果恰当地估计这些变化,就能给构造损伤状态的评估提供一个量化的方法。利用振动方法对桥梁进展损伤检测的根底是从桥梁振动模态的变化中能够估计出桥梁构造参数的变化。桥梁振动模态通常可用常规的试验模态分析测试方法得到。在桥梁的不同位置布置测点,通过构造损伤前后由这些测点记录的信息可提取出的桥梁振动模态特性参数的变化,以此来确定构造损伤发生的位置、大小及构造损伤的类型。桥梁的动力试验,主要是围绕冲击系数做文章,实际的动力试验包括以下内容: ( 1)测定桥跨构造在车辆荷载下的强迫振动特性,如冲击系数、强迫振动频率、动位移和动应力等。(2)测定桥跨构造的自振特性, 如自振频率、振型和阻尼特性等。桥梁检

22、测技术的开展趋势传统的桥梁检测方法主要依赖于动静载试验和检测人员的现场目测,辅以混凝土硬度实验、超声波探测、腐蚀作用实验等多种检测手段。进入20 世纪90年代,随着现代传感与通信技术的开展,无损检测技术更是出现了前所未有的开展势态,先后涌现出一大批新的检测方法和检测手段,使无损检测技术向着智能化、快速化、系统化的方向开展。近年来,致力于桥梁检测的研究人员提出了许多成功的方法对桥梁进展非破坏性评估。一些新的方法被广泛应用于桥梁检测,如利用相干激光雷达测试桥梁下部构造的挠度,利用全息干预仪和激光斑纹测量桥体外表的变形状态,利用双波长远红外成像检测桥梁混凝土层的损伤,利用磁漏摄动检测钢索、钢梁和混凝

23、土内部的钢筋等。随着振动实验模态分析技术的开展,运用振动测试数据进展构造动力模型修正理论得到了充分的开展,为桥梁构造的平安检测开辟了新的途径。基于振动模态分析技术,人们研究发现构造的动力响应是整体状态的一种度量,当构造的质量、刚度和阻尼特性发生变化时,选用构造振动模态作为权数,对构造损伤前后的模态变化量进展加权处理, 从而实现对单元损伤的识别和有效定位。(1)小波分析损伤识别法。由于小波分析适合分析非平稳信号,因此可作为损伤识别中信号处理的较理想的工具,用它来构造损伤识别中所需要的特征因子,或直接提取对损伤有用的信息。小波分析在损伤识别中的应用是多方面的,如:奇异信号检测、信噪别离、频带分析等

24、。(2)神经网络损伤识别法。神经网络在损伤识别中的根本思路是:首先,用无损伤系统的振动测量数据来构造网络,用适当的学习方法确定网络的参数;然后,将系统的输入数据送入网络,网络就有对应的输出,如果输入过程是成功的,当系统特性无变化时,系统的输出和网络的输出应该吻合;相反,当系统有损伤时,系统的输出和网络的输出就有一个差异,这个差异就是损伤的一种测度。国外桥梁检测技术开展动向(1)先进的桥面板检测系统,包括双带远红外热成像系统、地面渗透雷达等。(2)先进的桥梁测试和安康监测系统,包括全桥监测系统的无线电发送、准确的差分式全球定位系统测量桥梁变形、应用钢传感器对桥梁超载进展测量和监测等。(3)先进的疲劳裂纹探测和评估系统,包括测桥梁裂纹的新型超声波和磁分析仪系统、热成像系统、便携式声发射系统、无线应变测量系统、微波探测和定量分析、无源疲劳荷载测量设备和电磁声发射传感器等。(4)先进