增加覆蓋鋼板
(1)描述(shù) 加固既有橋梁的一個最常用的方法是在既(jì)有構件表麵覆蓋附加鋼板,可以用螺栓或焊接(jiē)來連(lián)接覆蓋鋼(gāng)板、角鋼或其他構件到梁(liáng)體上,附加鋼板常常連接到既有部分的邊緣上,以增加截麵模量,從而提(tí)高(gāo)構件的柔性能力。在很多情況的加固(gù)過程中,構件將被頂起,以釋放(fàng)在既有構件中(zhōng)的恒載應力,然後,新的(de)覆蓋鋼板就(jiù)可以在千斤頂移走之後,承受活載和恒載應力,這樣就可以保證覆蓋鋼板所使用的鋼材為(wéi)最少(shǎo),如果橋梁不被頂起,則(zé)覆蓋鋼板就隻能承受活載應力,因此,就需要更多(duō)的鋼材。
(2)適用性、優(yōu)點和缺點 本章所述(shù)的技術(shù)廣(guǎng)泛地應用在那(nà)些柔性能力不(bú)足的鋼構件中,這種不足的構件(jiàn)一(yī)般包括鋼弦杆(組合和非組(zǔ)合)、底層梁、簡支梁或連續梁橋中的箱梁,然而應該注意到,對於組合構件,使用覆蓋(gài)鋼板是(shì)最為有效的方法。
使用覆蓋鋼板的方法(fǎ)加固既(jì)有橋梁具有很多的優點,如這(zhè)種方法可(kě)以進行快速安裝、需要的特殊設(shè)備較少、材料和勞動力用量最少,如果是底部邊(biān)緣(yuán)的應力控製設(shè)計(jì),則甚至可以在不更換橋麵板的情況下直接覆蓋鋼(gāng)板(bǎn),在這種情況下,如果是非組合結構,則效果會(huì)更好一些,另外,設計(jì)過程也是非常簡單的,隻需(xū)很短的時間就能完(wán)成設計和施工。
在一(yī)些工程(chéng)實例中,這些優點可能會由於限製交通和頂起橋梁所(suǒ)需的費(fèi)用(yòng)而抵(dǐ)消了,因為使用(yòng)這種方法時,一般橋梁可能會被封閉(bì)或隔(gé)離交通車道以釋放在加固期間的應(yīng)力。另外,如果為了在梁體(tǐ)頂麵增加覆蓋鋼板而必須拆除部分腹板時,就會帶來很大的問題,當覆蓋鋼板是連接在底部邊緣時,就應該檢查橋下淨空高度是否足夠,另外還有一個潛在的(de)問題,即如果在既有構件中使用焊接(jiē)的方法(fǎ),則可能會產生(shēng)和現有的焊接材料不相(xiàng)容的情況(kuàng)。
在(zài)覆蓋附加鋼板的方法中,存在的最大問題是在鋼板端(duān)部焊縫處的疲勞裂縫問題,建議在覆蓋鋼板端部使用螺栓,試驗(yàn)表明,在端部使(shǐ)用螺栓將使構件的疲勞等級從E級提高到 B級,並(bìng)由於允許鋼板在理論切(qiē)割(gē)點處進行切割,從而節約了材料。
(3)設(shè)計過程 在設計覆蓋鋼板(bǎn)時,基本的設計步驟如下:
1)計算每片梁的活載彎矩包絡圖(tú)和剪力包絡圖。
2)確(què)定每(měi)片梁所需的截麵模(mó)量。
3)確定滿足加固需求和疲(pí)勞(láo)要求的最佳鋼材(cái)用量。
4)按照(zhào)梁的(de)加固和疲勞要求設計覆蓋鋼板的連接。
5)確定覆蓋鋼(gāng)板的安全切(qiē)割(gē)點。
在以上的設計步驟下(xià),還應該考慮以(yǐ)下的施(shī)工方麵:
1)碾磨橫向焊縫成l:3的坡度或用螺栓連接鋼板端部,而(ér)盡量不要(yào)焊接,以減小在覆(fù)蓋鋼板端部的疲勞(láo)裂縫.
2)在許多工程實例中(zhōng),如(rú)果在增加覆蓋鋼板之前頂起橋梁以釋(shì)放恒載(zǎi)應力,一般可(kě)以節約(yuē)鋼(gāng)材。
3)覆蓋鋼板(bǎn)的(de)焊接應該在一個工作日裏完成,這樣就可以減少在不同(tóng)溫度下的焊(hàn)接(jiē)施工,從而降低應(yīng)力集中的情況。
4)必須用強氣流噴射清除(chú)既有梁體的焊(hàn)接表麵。