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正常情况下,大跨度刚架拱最常见的病害是弦杆和刚节点处的裂缝。尽管裂缝在一定宽度范围内属于正常使用现象,但为确保桥梁的安全性和耐久性,对出现病害的刚架拱桥进行加固处理是必要的。以下是对各构件病害现象、病害原因及目前采用的加固方法的详细论述。
一、桥面板
病害现象:肋腋板底出现方向不太规则的裂缝,严重的已露筋、漏水;微弯板的加劲肋中部底面均有多条向上延伸的竖向裂缝,有的裂缝可延伸至板顶,造成板顶纵向开裂。
病害原因:长期超载导致肋腋板和微弯板受力过大,产生裂缝。
加固方法:
1、对底面开裂的肋腋板,可采用粘贴双向编织的纤维布或粘贴钢板进行加固,纤维的强度应满足设计要求。
2、对加劲肋开裂的微弯板,采用垂直裂缝的单向碳纤维片形成U字型,粘贴于肋底。微弯板顶的纵向裂缝视宽度大小,采用灌缝和封闭处理。
3、结合桥面改造,增加现浇层的厚度及强度,并加强现浇层内的配筋,以改善桥面板的受力状况。
二、内、外弦杆及实腹段
病害现象:外弦杆常出现竖向裂缝和大、小节点两侧的斜裂缝;内弦杆和实腹段跨中底部受拉区、内弦杆的裂缝较多、较宽,有的横向已贯通,竖向也裂至顶部。
病害原因:外弦杆受弯、内弦杆及实腹段受偏心受压导致裂缝产生。
加固方法:
1、对刚架拱外弦杆受弯构件的加固,如果弦杆不属于超筋梁,可采用在底面受拉区粘贴U型纤维片或粘贴钢板或增大截面高度和配筋。如果弦杆属于超筋梁,最好采用增大截面高度和配筋的方法,或在底面受拉区粘贴U型纤维片或粘贴钢板的同时,增加桥面现浇层厚度。
2、内弦杆为偏心受压构件,可采用与外弦杆相同的方法加固。
3、大、小节点两侧的斜裂缝,可在裂缝面粘贴钢板或纤维片加固,以承受主拉应力。增大弦杆截面高度,也能减小主拉应力。
4、对跨中实腹段的微弧形底面,可采用粘贴U型碳纤维片,以承受弯曲拉应力及径向撕拉力,或采用增大截面高度和配筋的方法。
5、对弦杆及实腹段其它部位的裂缝,可采用灌缝和封闭裂缝处理。
三、横向联系
病害现象:实腹段及弦杆段的横隔板中部大多有上下贯通的竖向裂缝,挖空的横隔板比实心横隔板严重。
病害原因:整体性受损导致横隔板受力不均,产生裂缝。
加固方法:
1、中断交通施工时,横隔板可采用混凝土加固,即在原横隔板的基础上,通过植筋加厚加高横隔板。
2、不能中断交通施工时,横隔板只有采用施工快速、简便的钢结构加固。在原混凝土横隔板的四个角,采用粘贴和螺栓固定四根角钢,再用两片钢桁架夹住原混凝土横隔板。施工时作好所有横隔板加固准备工作,并点焊固定位置后,临时中断交通,将各钢构件焊接完成后,再恢复交通。
四、主拱腿及斜撑
病害现象:有的斜撑底部附近有较多由顶面而下的环形裂缝,有的开裂至截面高度一半左右。
病害原因:墩、台不均匀沉降或温度下降导致斜撑底部产生负弯矩,从而产生裂缝。
加固方法:
对于斜撑根部的裂缝,可采用环形包裹粘贴纤维布、顶面粘贴钢板或碳纤维条等方法进行加固。也可考虑增大截面加固。
五、桥面铺装层
病害现象:桥面横向贯通开裂,若桥梁整体性较差,还会引起桥面的拱片位置处纵向贯通开裂。
病害原因:桥面现浇层受力过大或钢筋配置不足导致裂缝产生。
加固方法:
1、凿除桥面铺装,重新浇筑铺装层混凝土,按新规范要求提高混凝土标号,加强桥面钢筋网的配筋。特别注意钢筋网必须架起来。新浇铺装层的厚度根据需要决定是否加厚。
2、进一步加强负弯矩区的纵向钢筋配置。
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