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建筑物由于功能转变,例如扩建、承载力加大等。或出现了质量问题,例如缺乏钢筋、灾后修理、混凝土强度较弱等,都需要有效加固,采取有力的措施确保建筑的安全使用,从而可以看出结构加固的技术使用范围广并要求高。因此,我们在建设过程中采取有效的加固及时对建筑结构实行加固,从而保证建筑满足使用需求和安全规定。
二、几种常见的混凝土加固技术
建筑工程加固的主要要求在于经过运用加固技术对房屋进行修补、增强承受力、提高使用作用、满足使用要求,所以,采取混凝土加固方案要围绕提高建筑质量为根本任务。选择不一样的加固方案就会有相应的施工方式和质量评定标准相对应。
混凝土加固技术主要分为直接加固和间接加固两大类,施工时主要按照实际的建筑条件和使用工恩呢该选择合理的方案及加固技术。
(一)直接加固技术
1、加大截面加固法
加大截面加固法也叫做外包混凝土加固方法,这主要是运用相同的材料(混凝土和一般的钢筋)对原来的建筑结构实行加固补强,经过加大混凝土和钢筋截面扥面积和一螳构造方法,将加固部分与原构件紧密的结合,共同发挥作用,从而增强截面承受能力和强度。加大截面的技术要点在于设计构造时必须切实处理好新加部分与原来部门的整体连接、共同承受等问题。该技术要求简单、适用性强,可普遍运用在柱头、墙面、屋架等房屋混凝土结构的加固。然而,改技术需要工程量大,修护实践长,在一定程度上影响了生产和生活,另外结构的截面加大后也会影响了建筑的美观和房屋整洁。
2、置换混凝土加固法
置换混凝土加固法是将以前结构承受力低、韧度小的材料换成承受能力强、韧度高的材料。该技术主要运用在建筑承受能力要求高的部分的混凝土强度度或有严重的破损的部分加固。此技术简单方便,耗费时间短,所占空间少,完全影响建筑的使用,而且造价比较低,经济实惠。
3、外包钢加固法
外包钢加固技术是将型钢(主要为角钢、槽钢)或者是钢板包于构件的四角或两角进行加固,运用此技术加固混凝土建筑构件时,必须使用环氧树脂胶粘剂进行灌注,将型钢和新加入的构架结合在一起,从而确保型钢和原构件共同产生强大的承受力。该加固技术属于比较先进的技术,承受能力强、加固效果好、所占空间少、施工简单、耗费时间少、工程量少、安全隐患低。
(二)间接加固法
1、预应力加固法
运用异型材料(高强钢筋或型钢),增加预应力来迫使新材料与原材料紧密结合,产生共同的承受力,从而达到对混凝土的加固。该技术拥有能够承受加固构建截面超重的能力、降低原构建裂缝宽度和绕度等特点。运用于要求增加构建承受力、刚度和抗裂度以及加固后占用空间小的混凝土受弯构件或变压构件,然而,这种技术不能运用于温度高于60℃环境下的混凝土,也不能使用与混凝土收缩变化大的结构。
2、增加构件法
在原来的结构的构件和构件中间重新增加一个构件,从而降低原来构件的负荷量,从而实现加固的作用。这一技术主要运用在单层工业厂房或者新增加构件后不会引起房屋质量的多层建筑的楼面梁、柱的加固,必须注意不能破坏原来的构造,保证建设安全。
3、增设支点加固法
随着时间的推移,任何公路桥梁都将成为旧桥,都会因各种原因不同程度地存在缺陷、病害需要维修、加固和改造。江西省大部分二十世纪六、七十年代修建的、设计荷载标准较低的公路桥梁仍在服役,截止2000年底,江西的危桥有427座,13849延米,旧危桥改造任务十分繁重,全部推倒重来的思想既不现实,也不科学,更不应该。因此,我省在八十年代初,在不断提升技术等级的公路改造、改建过程中,即开始公路旧桥加固改造技术的研究与实践。先后针对不同桥型、不同的加固技术和方法,完成了多项旧桥加固改造方面的科研项目,取得了显著的经济效益和社会效果,其中两项获江西省科学技术进步奖。由于旧桥检测、评定与加固技术是一项既综合复杂又在不断发展和更新的技术,也是公路工程技术人员共同关心的热点问题。所以,下面简要介绍江西省在公路旧桥加固技术的一些研究成果和实桥情况。
二、主要开展的科研项目介绍
1、我省于1983年完成“提高小型梁板桥承载能力的研究”,为定性地衡量改建前后桥梁刚度及承载能力提高程度,提出了“刚度提高度”和“承载能力提高度”两个指标,以及计算方法。两者反映的是全桥状况,前者指全桥刚度提高了的倍数,后者指全桥承载能力提高了的倍数。该项成果多次被外省引用。
2、1988年~1991年完成的“锚喷砼加固双曲拱桥的研究”,使一座五孔跨径45米的双曲拱桥由原设计荷载:汽-13,拖-60,提高到汽-超20,挂-120,并安全通过总重134吨的超重车。该项成果,经交通部科技情报所检索查新证实,在当时属全国采用锚喷砼加固桥梁中,跨径最大、提高桥梁荷载等级最多。
3、1994年成功完成全国首座梁底侧采用体外预应力直索加固提载梁式桥的研究,并同时采用锚喷技术,解决了体外预应力索锈蚀和受温度变化失效的技术难题。
4、1996年完成了“带挂孔普通钢筋砼双悬臂梁桥加固研究”课题,成功地应用钢纤维砼解决了桥面负弯矩区砼开裂、致使钢筋锈蚀的问题。
5、成功完成悬臂式拓宽梁式桥和拱式桥桥面的研究,使净-7的桥面拓宽至净-9+2×1.5米人行道,总宽12.5米。
6、成功完成碳纤维布加固梁式桥的研究,并通过加固前后鉴定性静载试验证实了提高抗弯能力的加固效果。
7、先后成功应用粘贴钢板、粘贴钢筋、外包砼和套拱法等加固桥梁上部结构;以及多种方法加固桥梁下部结构。
三、典型桥梁的加固方案介绍
1、德兴香屯大桥(锚喷法、双曲拱桥)
1.1大桥设计简况
香屯大桥是通往德兴铜矿公路上的一座大桥,1969年8月竣工通车。
大桥设计荷载为汽—13,拖—60,桥面净宽为净-7+2×0.25m。上部构造为5孔45m(矢跨比1/6)的双曲拱,横向6肋5波。下部构造为重力式实体桥墩和加后座的U型桥台。除德兴台奠基于密实卵石层以外,其余墩台均建于千枚岩基岩上。
1.2香屯大桥病害状况
(1)主拱圈裂缝
①主拱圈中波纵向裂缝,检查时发现各孔中波波顶均存在纵向裂缝。
②肋、波连接处裂缝。各孔拱波与拱肋连接处大部分均发生裂缝。
③拱肋裂缝。各孔拱肋均有横向裂缝,有不少是U形裂缝,这些裂缝多发生在拱顶前后10m左右范围内。
④横系梁裂缝。为数较少但除第1、4孔外均有发现。
(2)主拱圈轴线下降
主拱轴线普遍下降,拱顶下降5~18cm,L/4点下降0~9cm,而且上下水下降值很不一致。
(3)桥面变形及破碎
桥面纵向变形已呈波浪形,但高差尚不很大。而桥面破碎现象甚为严重,且集中在3、4、5孔及两台后座上,在墩顶附近伸缩缝处裂缝尤其发达,以致破碎露筋。
(4)腹拱、立墙病害
腹拱及立墙均为浆砌片石材料,由于防水层质量差,许多腹孔及立墙上均有渗水痕迹,以致发现不少因长年流水侵溶悬挂着的“石笋”。腹拱圈及立墙上也发现有裂缝。
(5)桥台后座变形严重
两桥台后座挡墙与桥台连接处沉降缝均增大至8~10cm(设计为2cm),且从外部可见内部填料中的空洞。在横向、后座两挡墙均偏出桥台外缘5~8cm。后座上桥面沉陷多次,修补时发现其填料在上层2m左右为煤渣,车辆通过时,煤渣则由沉降缝处外泄,因而其上路面不能稳定。
⑤墩台身裂缝
各桥墩上均存在竖向裂缝,反映了施工时混凝土浇筑及水泥、骨料质量的一定问题,但裂缝多般为早期出现的许多裂缝,因年代较久,沿缝出现白色晶体析出物。
浆砌片石桥台上亦发现不少竖向、斜向裂缝,但较细微。
1.3香屯大桥加固设计要点
通过对该桥进行检查及分析的情况来看,尚未发现墩台基础出现病害的反映,即使是置于非岩石基底上的德兴岸桥台亦未发现位移的迹象,所以大桥的加固主要针对上部构造和桥台后座。
1.3.1主拱圈加固
原横系梁尺寸偏小,横向联系差,属薄弱构件,针对这一病害,将原横系梁由116×15×18cm加大截面尺寸至116×15×50cm,把拱顶部分三根横系梁改为横隔板116×30×84cm,以加强横向整体性,使全拱宽共同受力。除端系梁外,其它横系梁原定用喷锚技术施工,后改为预制安装。
由于主拱圈受力大,裂缝多,采用拱肋及拱波部分外包钢筋网并喷射25#厚6cm砼加固拱圈截面,以提高各孔的整体刚度和承载力,为使拱脚应力减小,在每跨拱脚至第二腹孔的拱圈顶现浇30#钢筋砼,厚10cm,其设计图如下:
1.3.2桥面
原桥面缺乏稳定而坚实的基层,整体性差,有必要将原桥面彻底清除,并挖除部分砂砾垫层(如是非砂砾填料,必须挖除,换上砂砾填料,夯实),再加铺水泥稳定砂砾基层,厚15cm,其上浇筑20cm厚钢筋砼桥面。
1.3.3桥台后座加固
将桥台后座上路面除去,改成30#钢筋砼单向简支预制板,厚35cm,支承于两侧墙上。用Φ24mm的锚固钢筋使之与侧墙相接,其上铺装15cm厚30#砼桥面,钢筋砼板与后座填料间留有空隙,以使活载压力直接作用在侧墙上,从而减去了活载引起的对侧墙的土压力,并增加侧墙抗剪能力和基底摩阻力。
1.4加固后承载能力评定
(1)在汽—超20主要组合荷载,挂—120附加组合荷载和特挂—150附加组合荷载作用下,预测各测点应力,变形和裂缝宽度均满足规范规定的容许限值,因此本桥能承受汽—超20,挂—120和特挂—150。
(2)本桥采用喷锚混凝土补强提高旧桥承载能力达到预期效果。
(3)本桥喷锚混凝土补强层与旧桥共同作用是不完全的。由于喷锚混凝土中存在空穴,结合粘结强度不高等原因,共同作用程度仅达65.6%。建议今后采用“湿喷法”进行锚喷施工,提高新旧砼共同作用程度,使喷锚混凝土层与旧桥起到完全的整体作用,提高加固效果。
(4)由于老桥收缩、徐变已基本完成,所以喷锚混凝土不承受原桥及自身恒载,在工作阶段仅承受活载,故喷锚混凝土强度不控制。
2、320国道灵溪大桥(体外预应力直索加锚喷法、梁式桥)
2.1灵溪大桥概况
灵溪大桥位于320国道上,原是一座年代已久的老式桥。该桥于1970年10月由七孔不等跨八字撑架木梁桥改建成七孔不等跨简支钢筋混凝土梁桥,全长119.99m,上部构造为四梁式T梁。下部构造均为重力式墩台、八字墙。设计荷载为汽—13、拖—60,桥面净宽为净-7+2×0.5m人行道。320国道改建成二级公路后,该桥通过的交通量较大,并常有200—300KN左右载货重车经过,且来往行人及自行车、板车亦较多。因此该桥成为全线缩颈段,时有交通事故发生。为确保交通畅通,与行人和车辆交通安全,经上级批准,将此桥加固和拓宽为荷载标准汽—20,挂—100,桥面净宽为净-9+2×1.5m人行道。
2.2灵溪大桥拓宽加固方案
2.2.1拓宽加固
灵溪大桥两端引道已改建为二级公路,混凝土路面亦已修建完成。另改桥位新建已属不可能。故仅就地改建或拓宽加固两种方案进行了比较。
(1)就地改建方案。为了不中断交通,就地改建就必须搭便桥,由于桥下水深常年在3~4m左右(因下游建坝),搭便桥费用较高;且改建需拆除原有上、下部结构物,又需一笔可观费用。但改建后,各桥孔跨径标准全部结构都是“新”的,在心理上感觉更美观、耐用、可靠。
(2)拓宽加固方案。此方案可不需搭便桥,只需适当控制交通,边通车边拓宽加固。由于可以利用原有墩台,拓宽加固主要在上部构造上进行,因而可节约更多投资。只要拓宽加固方案得当,亦可满足设计荷载要求。但桥孔尺寸长短不一,原桥混凝土标号低,又有一定的病害,虽经拓宽加固,似乎总感觉不如新桥。
经过研究讨论,认为按照江西现时公路建设资金紧张的状况,能节省的建设费用应尽量节约、以投入到其它必需的建设项目中去,故应选择拓宽加固方案。
2.2.2原桥主梁加固增强方案
加固增强方法很多,如:①以锚喷或现浇混凝土方法增加T梁受拉区钢筋及加大梁身断面;②以钢板粘贴加固增强;③以体外预应力加固增强等。据计算,原主梁增强至能承担汽车-20级,挂车-100的设计荷载需增加较多钢筋,费用较高,故不选用①法;②法因钢板外露,需经常养护且粘贴钢板不易使其紧密与梁身结合,故亦未采用。③法所需钢材较少,且施加预应力可使梁裂缝减少或闭合,施工也简便,但也存在预应力钢材防锈蚀问题及加强经常养护问题,同时预应力钢材直接受大气温度影响较大。经反复研究,决定采用先用体外预应力加固增强,再以喷射混凝土将其覆盖的方案。此方方案既可解决预应力钢材防锈蚀问题,又可避免其直接受大气温度影响,同时喷射混凝土后尚可增加梁身抗剪能力。
(1)利用墩顶上两孔梁端空间设置现浇横向悬臂挑梁,其上安装预制的微弯板。
(2)在挑梁悬臂部分架设预制的π形人行道梁。两边桥孔人行道梁较主梁长,一端支承在边墩挑梁上一端支承在路堤上特设的支墩上,此举系为了避免加宽桥台。
(3)在人行道梁内侧的凸缘与旧桥面板间,用25号混凝土浇筑桥面加宽部分,桥面铺装层混凝土同时浇筑形成净-9m行车道,在桥面铺装层及桥面加宽部分,均设置了钢筋网,使整体性能加强。
(4)桥面伸缩缝设置在挑梁顶中心,将行车道铺装延伸搭架在挑梁上形成。挑梁上桥面铺装层下垫设二层油毡,使其能随温度收缩。伸缩缝中充填聚氨脂材料。
墩上悬臂梁及微弯板构造图
2.3加固后试验结论
(1)从挠度测试结果表明,试验荷载下人行道梁和T梁挠度均很小。推算得的汽—20荷载(已考虑冲击系数)作用下T梁挠度仅为3.607mm,其f/L=1/4574;人行道梁挠度为4.142mm,其f/L=1/4104,均远小于L/600,完全满足使用要求。
从第二加载阶段挠度实测值与计算值比较表可看出,实测值大大小于相应荷载的计算值,其校验系数仅为0.329~0.369,说明人行道梁和T梁的实际刚度比理论计算用的刚度大很多,如T梁计算开裂惯性矩为0.0978m4,返算的实际惯性矩为0.14135m4,而梁的计算换算惯性矩为0.23197m4。
(2)由测试资料可知,加固拓宽前后跨中加载弯矩增大1.631倍时,实测的边T梁挠度和梁底受拉区钢筋应力仅分别增大1.071倍及1.063倍,可见该桥在加固拓宽后上部结构承载能力大,安全可靠。
(3)由测试资料推测的汽—20荷载作用下梁的应变、应力值与行人荷载、恒载作用下梁的应变、应力值均较容许值为小,可见加固拓宽后桥梁结构完全满足设计要求。
2.4大桥加固效果评价
(1)灵溪大桥采用先以体外预应力加固T梁,后用锚喷混凝土使预应力钢束与梁体粘合的加固方法,是行之有效的,达到了预期的目的和效果。此法在国内尚系第一次使用,它不仅使梁的抗弯、抗剪强度及刚度得以增大,且能有效地防止预应力钢束因暴露在大气中引起锈蚀,也使其不直接受大气温度影响,即可使预应力钢束工作安全可靠,也减少了今后养护工作和费用。该方法具有施工设备简单、施工操作容易、施工速度快和在施工过程中基本不中断交交通等优点。尤其通过施加预应力,主梁将会产生上拱,这对改善旧桥的下挠状况是十分有利的,且可使裂缝减小或闭合。施加体外预应力与喷射砼加固旧桥的组合体根治了原结构由于裂缝等原因产生的应力集中并恢复了原结构变形的协调性,使其能抵御更大的外荷载。喷射砼包裹着预应力钢筋,既发挥了预应力的作用,又发挥了喷锚砼优越性,也解决了体外预应力钢材养护难题,经济效益十分显著,为类似桥梁的加固改造提供了一种十分有效的好途径。
(2)灵溪大桥采用在墩上浇制的悬臂梁上架设人行道梁以加宽桥面的方法,使人行道梁除承受人行荷载外,还分担了部分行车荷载,充分利用其承载能力,节约了建造新的深水墩台的费用,可供类似梁桥拓宽桥面参考。
(3)浮动式工作平台对加固梁桥是一种很经济的方法,本身安装拆散均简单,使用稳定安全。值得在桥下常年有水且不很高的梁桥加固时采用。
(4)该桥加固拓宽工艺简单,施工方便,设备少,加固费用仅95万元,如就地建新桥还需搭深水便桥,费用较大,总需要费用250万元,加固拓宽费用仅为其40%左右。经济效益显著。
(5)该桥加固拓宽施工除部分项目系在半幅通车的情况下进行的。其余均是让车辆双向通车,社会效益明显。
(6)本桥设计的重点是巧妙地利用了墩上悬臂梁来加宽桥面,避免加宽墩台,即节省了经费,又大大加快了进度,同时施工操作又简单。
(7)不同的桥梁具备不同的特点,但同类型的桥梁有着相同的特性,其加固方法可以借鉴,但也要具体问题具体分析,巧妙地利用其特性,则许多难点就可迎刃而解。如灵溪大桥墩上悬臂梁、边孔人行道梁的设置。
(8)该桥加固拓宽后营运至今,经跟踪观察使用情况良好。
3、赣州西河大桥(钢纤维砼加固负弯矩区、双悬臂梁桥)
3.1西河大桥概况
赣州市西河大桥位于市区内,跨越章江,为该市联络东西城区及由105国道进入市区的跨江通道。该桥桥长256.2m,为9孔双悬臂钢筋砼梁桥,孔径为12.6+7×33+12.6m。悬臂孔挂梁计算跨径为14m。原设计荷载为汽—10、拖—60,桥面宽度为净-7+2×1.5m人行道。该桥于1955年按苏联标准图并参照洛河桥施工图设计,1956年建成通车。
由于大桥建成后交通量日益增多,汽车载重愈来愈大,致使该桥已在主梁正、负弯矩区、牛腿上出现众多裂缝,桥面铺装及伸缩缝亦出现破碎及其它损坏现象。由于该桥病害严重,故被禁止稍重车辆通过。1992年以来,赣州公路分局曾先后三次组织对该桥进行检查,拍摄录像。1993年在对大桥进行加固设计前,亦进行了较全面细致的检查。
3.2大桥病害检查情况
西河大桥病害主要表现在:
(1)主梁裂缝及主梁变形
主梁裂缝主要发生在锚跨中部(正弯矩区)梁的下缘及悬臂梁根部(负弯矩区)上缘,后者大都贯穿整个车行道翼板。各裂缝宽约在0.1~0.5mm之间。此类裂缝显然是由于大量重车通过使梁的受拉区开裂,属正常现象。但由于负变矩区裂缝在上面,雨水易从裂缝渗入梁内,引起钢筋锈蚀及砼强度降低。
主梁永久性变形严重,从桥栏杆柱变化,可明显看到这种波浪起伏状态,墩台处与墩中桥面高差大者已达6cm左右。
(2)牛腿裂缝
牛腿裂缝大都发生在悬臂孔赣州方向的主梁牛腿上。裂缝大者达21mm之多,为支座附近竖直裂缝。第七孔处下水南昌方向牛腿砼在支座处脱落一块,支座钢板外移,钢筋外露,支撑其上挂梁,锈蚀严重。挂梁上牛腿裂缝较少,大多是(嵌固端)转角处斜裂缝或竖向裂缝。
在后来凿开牛腿原砼时,发现由于钢筋较密,砼有浇筑不实之处,有空洞存在。
(3)桥面及伸缩缝
桥面呈波浪状。桥面铺装层裂缝及破碎现象甚为严重,在墩顶处及挂孔牛腿上伸缩缝处裂缝尤其发达,以致破碎脱落。究其原因,可能是因桥面铺装层下是较软的油毛毡防水层,在重车及冲击荷载作用下易产生这种破裂现象。
悬臂孔上伸缩缝全部破坏,缝壁破碎。
3.3西河大桥加固方案
在进行加固前静载试验的同时,我们也进行了对该桥主要部件结构强度的验算。计算表明,对该桥单纯采取修补的方法,只能恢复到满足汽—10荷载的要求,而不能满足汽—20荷载运行的要求。
按容许应力法计算,悬臂孔支点截面受压区砼最大应力达13.5Mpa,超出实际砼容许压应力值;而按承载能力极限状态计算,跨中截面正截面强度不足,梁所能承受之最大弯矩为11839.87KN.m,不能满足所需承受的弯矩13184.81KN.m。根据现场检查、试验及计算分析资料,要使西河大桥通过加固达到承受汽—20、挂—100荷载等级的要求,就必须对主挂梁牛腿、主梁及其上桥面铺装进行加固补强,并对牛腿支座及伸缩缝加以改造。
3.3.1悬臂孔主梁及挂梁牛腿的加固
(1)经计算,牛腿最弱截面为θ=28.86°或θ=41.19°(不计H)的斜截面,按偏心受拉构件验算,拉应力分别为2.0及2.2Mpa,按对牛腿截面尺寸能否符合裂缝控制要求验算,发现牛腿截面尺寸不足,公式Fvk≤β(1-0.5(Fhk/Fvk))(ftk/(0.5+a/ho))中系数β需≥1.39方能满足,而承受静力荷载的牛腿抗裂度取值至少应是β=0.80。依上可见,加固前牛腿状况显然不安全。加以牛腿伸缩缝处不平顺、不平整引起的跳车、冲击,可使垂直荷载实际上增大很多。因而牛腿砼内部微裂缝不断发展,最后引起严重开裂而破坏。
(2)由于牛腿是悬臂梁桥的一个关键部位,它是否牢固可靠对桥梁能否维持安全通行是起决定作用的因素之一。牛腿又是悬臂梁的薄弱环节,牛腿处梁高突变减小,截面凹折转角多,而要传递的集中力数值非常大,且频繁承受车辆冲击力作用,所以是受力非常复杂的部位。现有各种验算方法带有相当的近似性,还不能完全反映受力情况。为此,对牛腿加固我们提出了两种方案:
方案一:凿除原牛腿的低标号砼(旧170号砼),改为浇筑30号钢纤维砼。浇筑钢纤维砼时,在新老砼结合面上涂以环氧砂浆以增进两者粘结。
方案二:将挂梁从两个支点搁在主梁上改为以多支点搁在端横梁上。此种方案,可使原牛腿上受力减少,但牛腿的砼则因破碎开裂,仍需凿除后重浇新砼;端横梁也因原宽度不足及标号过低,也需凿除重浇加宽,这就增大了工程量。该方案另一缺点是传力情况不明确。
实桥加固时采用了第一方案。
3.3.2主梁负弯矩的加固
根据检查、测试资料及计算成果,主梁负弯矩区在一般荷载下即产生大量裂缝,其上桥面铺装层亦产生大量网裂。此种裂缝不仅不美观,使人产生不安全感,在实际上也会因雨水渗入主梁和翼缘板中,导致锈蚀受力钢筋,影响桥梁使用寿命。
在考虑加固方案时,根据计算资料增加了纵向受拉钢筋,置于原铺装层范围内,计算结果还表明,由于新设计标准的荷载负弯矩作用,桥面砼的拉应力将达到3.96Mpa,采用现桥涵设计规范中所列各标号普通砼均仍会因抗拉设计强度无法满足而使梁顶开裂;只有采用钢纤维砼,其抗拉设计强度有可能大于此拉应力,从而保证桥面不出现裂缝。故我们在加固方案中对负弯矩区桥面铺装层采用浇筑钢纤维砼,要求其与梁顶翼缘板真正牢固连成整体。所以在将梁顶翼缘板顶打毛外,还要在其上设锚筋和在顶面上刷粘层剂使新老砼紧密结合。在浇筑钢纤维砼铺装层前,尚需用高分子化学材料压入梁顶的裂缝内,使裂缝粘合。
对此负弯矩区加固提出的另一种方案是在桥面铺装层范围内采用无粘结预应力加固。此措施旨在使桥面原裂缝进一步闭合,同时可因悬臂负弯矩减小而减小悬臂端挠度,并减轻主梁和挂梁衔接处冲击。该方案因施工工期短、施工技术较新,且需一定设备,一般施工队伍不一定具备条件而放弃。
3.3.3主梁锚跨及挂梁正弯矩区加固
在按承载能力极限状态计算时,在汽—20、挂—100荷载作用下主梁截面强度不满足,故需补强。补强的措施是在凿去原桥面铺装层及油毛毡后,将原桥面打毛,用锚杆在原铺装层厚度范围内加一层钢筋网,然后浇筑30号UEA补偿收缩自防水砼。采用UEA补偿收缩自防水砼的目的是因为UEA补偿收缩是一种适度膨胀的砼,在钢筋和邻位约束下,可在砼中建立0.2~0.7Mpa预压应力,使结构达到抗裂防渗的目的,即解决防水问题。挂梁则除在原铺装层厚度范围内不增钢筋网外,其余均与主梁加固方法相同。
3.3.4主梁裂缝粘合
为改善主梁负弯矩区受力情况,并增加梁板耐久性能及刚度,同时为了在加固施工中需要将导梁移孔时,主梁及挂梁能安全承受在上通过的导梁设备重,本桥加固设计采用了以高分子化学材料对主梁及挂梁裂缝以压灌的方法,使裂缝予以粘合。
3.4试验结果
(1)赣州西河大桥加固前后采用两辆黄河牌重车加载时,尽管加固后试验荷载的内力较加固前大9%左右,但在相同位置上实测的应力值,仍见明显减小,说明加固效果是较好的。
(2)在黄河车及大交通车作用下,考虑了冲击系数实测活载应力值,与恒载应力计算值合计值,均小于砼轴心抗压强度和钢筋抗拉设计强度值。说明该桥承载能力完全满足设计荷载标准(汽—20、挂—100)。
(3)由实测最大挠度值可见,锚跨跨中挠度为计算跨径的1/4583,远小于规范的1/600。悬臂跨悬臂端在两列大交通作用下的挠度为悬臂长度的1/788,小于规范的1/300。说明加固后桥梁刚度是较好的。
3.5加固效果与跟踪观察
赣州西河大桥通过在桥面铺装层内增设纵向钢筋,用钢纤维砼重新浇筑牛腿和浇筑负弯矩区桥面铺装层,用GJK-1高分子化学材料粘合梁体裂缝等措施,将西河大桥原仅能承受汽—10、拖—60的承载能力提高到汽—20、挂—100标准,说明此种加固方法是有效的。施工期限也较短,经费也较少,完全可以应用到同类的双悬臂钢筋砼梁桥加固上。该桥经加固后开放交通至今,使用情况一直良好,经跟踪观察未发现新的病害。
4、320国道黄花大桥(悬臂拓宽桥面、双曲拱桥)
4.1黄花大桥概况
黄花大桥位于江西省萍乡市湘东区改建后的320国道K1127至K1128段,是萍乡市湘东镇于1974年建成的、跨越萍水河下游的一座钢筋砼双曲拱桥,全长188m,主桥三跨,每跨净距28.5m,两岸引桥各为六孔,跨径4~6m不等。主桥设计荷载:汽-13,拖-60,桥面净宽7.3m,无人行道,矢跨比1/6,设计拱轴系数M=2.20,主拱圈宽度为8m,拱圈厚0.88m,立柱式腹拱墩。下部构造为:15#片石砼实体墩和桥台,桥墩顶宽2.5m,基础均为明挖扩大基础。
1987年320国道改线测设时经与新桥方案反复比较后决定利用该桥。为判定黄花大桥既有结构状况和承载能力及进行加固的可行性,1992年元月对该桥进行了详细的结构检查和静载试验,以期对大桥上下部构造的承载能力(强度和刚度)进行鉴定,为加固拓宽利用该桥提供科学依据。
4.2加固技术及采用方案
4.2.1上部构造
由于设计荷载增大,桥面拓宽,车辆横向不利位置较原桥面净宽不利位置外移(原桥设计荷载为汽-13,拖-60,桥面净宽:净-7.3+2×0.25m安全带),增加了人行道活载,故对主拱圈,腹拱圈、拱上立柱等均采用锚喷砼加固,边肋亦予以加宽,拱背现浇砼加固。
4.2.2下部构造
根据结构检查和静载试验结果,证明主桥墩台的强度和刚度能满足现设计荷载要求,地基也坚实可靠,故对主桥墩台不予加固。
4.2.3大桥拓宽技术的研究
(1)拓宽原则
由于原桥面净宽7.3m,无人行道,为配合二级路的宽度要求,需将桥面拓宽至12m,即净-9+2×1.5m人行道。而主桥两岸引桥(引道)均铺筑好砼路面,故主桥拓宽必须沿桥中心线对称地在上下游加宽。
(2)拓宽方案拟定与比选
①拓宽方案一
于墩台上挑出悬臂梁,然后增设边拱肋,修建拱上构造,拓宽桥面至净-9+2×1.5m,重修桥面铺装。
优点:拓宽部分直接传力到墩台上,受力明确,对原桥各拱肋受力影响不很大。
缺点:墩台上挑出的悬臂梁,因要承受增设的拱肋,故必须做得较强劲,造价较高,施工难度较大。
②拓宽方案二
在桥的两侧和重修的桥面一道现浇车行道悬臂板和人行道悬臂梁,再在人行道悬臂梁上搁置微弯板。
优点:采用悬臂梁(板)加微弯板结构,构件轻巧,并充分利用了重建砼桥面作为悬臂梁(板)的锚固端,造价比方案一低,施工(安装)也方便。
缺点:悬出部分主要依靠边肋承受,故受力不如方案一有利,因此应对拱肋予以加固加强。
经对方案一、二的经济技术比选,最后采用拓宽方案二作为本桥拓宽方案。
(3)拓宽设计要点
①由于该桥为空腹式双曲拱桥,现采用悬臂梁结构来拓宽大桥桥面,所以应尽量使悬臂梁处于拱上立柱或附近,使得尽量通过立柱来传力给主拱圈和墩台上。
②车行道桥面悬臂板和人行道悬臂梁根部支于原拱桥侧墙上,悬臂板和悬臂梁相交处亦浇成一个整体。人行道板采用轻巧的少筋微弯板。
③为加强主桥的整体性,减少桥面接缝,桥面铺装采取全桥连续续,仅在桥面两头各设置一道伸缩缝,桥面在跨墩(柱)部分底层设置钢筋网。
4.3黄花大桥加固效果与社会效益分析
(1)社会效益好。
黄花大桥于1993年10月完成加固与拓宽施工并通车,营运至今,大桥状况良好,现该桥通行的交通量达8000余辆/日。
(2)本桥梁采用锚喷钢筋砼加固和悬臂式拓宽的技术方法改造,不仅便于施工,确保质量,而且施工期间可不中断交通,因而社会效益显著。
(3)本桥采用加固拓宽方法改造,不仅在总体上具有上、下部构造配合恰当之优点,而且给人们以轻巧、优美、安全之感,施工亦安全简便,质量易于保证,工期短。从而说明该桥加固拓宽设计新颖、美观、实用,结构合理,便于施工。
(4)该桥梁改造工程费用低。经加固拓宽后的黄花大桥,不仅满足了汽-20,挂-100,净-9+2×1.5m人行道的二级公路桥梁设计要求,而且比新修桥梁节约经费150多万元。同时节约了大量的钢筋、水泥、木材等建筑材料。
(5)黄花大桥的加固与拓宽设计被江西省交通厅授以优秀设计二等奖。
5、进贤北门桥(外包砼加大截面、刚架拱桥)
5.1北门桥的概况
进贤北门桥位于江西省进贤县县城,于1984年竣工通车。北门桥桥梁总长55.6m,主孔为1孔净跨36m的刚架拱,矢跨比为1/6,南北副孔为跨径6.0m的微弯板组合梁。基础及下部结构为组合式L形桥台与桩基础,桥面净空为净-7+2×1.0m人行道,原设计荷载为汽车-20级,挂车-100。
北门桥通车后,在对该桥进行验收时,部分拱腿拱脚断面上缘即出现裂缝。1987年抚州供电局运输一台主变压器时,上海城建学院曾对该桥进行检测,上述裂缝深达450mm左右,裂缝宽度为0.6-0.8mm。检测后所附《进贤北门桥承载能力评价报告》中指出:“刚架拱与副孔简支梁的伸缩缝北边拉开12mm,南边拉开20mm,说明桥台有水平位移,不均匀沉降和转动,北边桥台沉降较南岸桥台多一些,以上变位主要是由于台后高填土沉降引起,桥台变位是引起拱腿根部开裂的主要原因之一。”
由于拱腿系刚架拱桥的主要受力杆件,考虑到安全问题,南昌公路分局将该桥列为危桥,对通行车辆采取限载100KN通过。
5.2病害检查
(1)拱腿病害
拱腿根部拱脚处有7处出现由上自下裂缝,拱腿拱脚处上缘裂缝宽度南岸桥台2-5mm,北岸桥台2-3mm。
(2)桥台病害
桥台立墙出现全断面横向裂缝,南、北桥台八字墙受土压力作用向外突出。
(3)部分微弯板组合横梁出现由下自上裂缝,缝宽0.2~0.4mm。
(4)行车道主要发现横向裂缝,主孔与南、北副孔伸缩缝均向两侧滑动,而且有一定规律可循。
5.3加固方案及其内容
通过对老桥的计算分析,我们认为应对老桥进行全面加固,并依靠加固后老桥本身的结构来达到满足通行超重平板车是一个最为安全和兼顾长远利益。
(1)加固的具体范围及内容
①拱脚断面
拱脚断面由于开裂严重,且经常处于水位之下,所以必须重点加固。可采用以下办法:将拱腿断面保护层凿开,在原主筋旁焊接新的主筋,并增加新的箍筋。钢筋数量由电算得出,钢筋长度在裂缝位置左右3m内可满足锚固的要求。裂缝用环氧树脂填死闭合。然后浇筑新的混凝土,再在其外拱腿四周用粘贴钢板并打栓钉的办法来特别加强。
②上弦杆下缘
主孔方面:由于每片上弦杆的下缘仅宽30cm,按照计算最不利截面将对应配13Φ22,所以加固还必须采用加大断面法,凿开下缘保护层,露出主筋和箍筋,将箍筋接长,焊上新的主筋。然后浇筑新的混凝土,再在局部几个断面的下缘用粘贴钢板并打栓钉的办法来特别加强。
③副孔方面:采用满堂脚手来加固。
④桥面全面加固
因为施工质量良好的桥面,将会提高微弯桥面板的承载力,并且顶层钢筋将参与抵抗弦杆断面负弯矩,所以决定凿除原有破损桥面,除配常规的构造钢筋外,在负弯矩区加设受力钢筋,纵向可设在弦杆计算的负弯矩区起抗拉作用,横向全桥布置,并保证截面的厚度,以提高微弯桥面板的承载力。
⑤桥台立墙等
5.4荷载试验结果评定
1.1水利工程堤防发生渗透等险情的类型
水利工程堤坝出现险情包括滑坡、渗漏、裂开等类型,由于渗透引起的破坏主要体现在渗透引发的大面积的渗漏、管涌、部分泥土被冲走、严重冲刷、接触流土等。堤防渗透出现的险情主要有三种情况:第一,由于堤坝本身在施工过程中,混凝土等填充物密实度不够、不结实、不均匀;第二,由于堤坝在水利工程施工过程中没有很好地清理坝基,坝基和大坝相接处的砂石或者一些混合物质非常杂乱;第三,坝基出现险情,这主要是坝基本身的结构造成的,有些堤坝的土质里面有大量透水性很强的砂层和砂壤土层,这是造成堤坝险情的最重要的原因。
1.2对水利工程施工过程中防渗施工方案的选取
第一,要对堤坝的坝身进行防止渗漏处理,通过设置防渗墙、钻孔灌浆、扩大裂缝灌浆等方式,建立防渗体。在一定条件下还要进行加厚帮堤,对坝身的填充材料进行重新填充构筑等。第二,设立堤坝截渗墙,主要通过使用薄墙以及低廉的材料,从而使工程造价显著降低。当前经常使用开槽的方法、挤压法、深沉法建造墙体都能达到一定的标准,这里面使用深沉法打造墙体,是有较低的造价,在墙里的深度不大于20厘米,效果最好。如果使用高喷的方法打造墙体,成本造价相对较高,但是有些地方由于受到施工场地的限制,尤其在一些不宽敞的地方,而且施工场地有很多障碍物时,使用此方法效果最好。第三,一些地层中砂砾含量大、砾石块径也很大的情况下,使用冲击钻并结合开槽的其他形式进行,这样也会使成本有很大提高。
2堤坝工程防渗加固技术
2.1堤坝防渗处理
我国对防渗的原则和措施经常使用防渗墙和灌浆的方法对渗漏进行处理,有时使用减低浸润线的方法或者使用加大重量和采用防滑桩等方法,进一步提高堤坝抗滑动的能力,加大抗滑动的安全系数。当然,进行堤坝滑坡的处理方法非常复杂,要认真观察和分析产生滑坡的原因,并采取相应的办法对症下药地解决问题。如加大坝体的稳定性和牢固性,采用复合土工膜或者土工膜进行防渗漏处理,在施工材料中加进去加筋材料,进一步提高混凝土的稳定性。通常采用的方法是上游一般用帷幕灌、铺设防渗墙堵住、拦截等方法,下游经常使用疏导、减压、排出的办法,建造减压井、修建排水沟等进行坝体压力减小,从而起到防渗的处理方法。
2.2堤坝灌浆防渗的方法
2.2.1劈裂式帷幕灌浆法。
为了对堤坝坝身进行稳定加固,可以使用劈裂式帷幕灌浆的方法,使堤坝渗漏清除。具体做法是:依照堤坝的直和弯曲情况,使用轻捷简便的钻机进行钻孔,钻孔时可使用直线或梅花形状,沿着堤坝的某一中心线,由坝堤的顶部到堤坝外侧1.5米的位置实施钻孔,各空中间的距离大约3米,钻孔的深度要根据坝身的具体情况而定,可以把坝身钻透后再进行填土或者钻入1~2米较为合适。进行帷幕灌浆时,要从下到上,少灌多次进行,水泥浆液要由稀薄到黏稠,逐渐进行,并且逐渐加大压力,灵活应对。
2.2.2低压速凝式灌浆法。
在一些高危水位的抗洪抢险中,尤其是由于堵塞而发生管涌,可以使用低压速凝式灌浆法。依据堤坝管涌出现的位置以及堤坝是否是黏土层还是砂砾层的具体情况,可采用相应型号的钻机进行钻孔,并向孔内放入浸水后容易发生膨胀的大米、豆子之类的东西,从而增大产生管涌的阻力,使出现管涌时的速度变慢,不至于水泥浆液随着水流流出。再用不大于50kPa的压力慢慢对着钻孔注入混有速凝剂和水玻璃的水泥浆液,以使水泥加快凝固,尽快阻塞管涌。
2.2.3高压填充式灌浆法。
这种方法只是用在堤坝坝基的基础灌浆,也可用于因为蚂蚁巢穴溶洞的灌入。在进行基础灌浆时,可以使用50米工程钻机从坝堤顶部需要灌注的位置进行钻孔,各钻孔之间的距离可以在1~2米,钻孔的深度可以通过基础坝基然后进入砂石层大约2米的位置最好。然后用128.60~167.50kPa进行高压灌浆,套管一定要保持干燥,并要放置到填土层,基础部分的砂砾层要用水泥浆灌注,再逐渐向土层提高,再用黄泥浆把钻孔封住。这种高压填充式的灌浆方法,对治理由于坝基不牢固引发管涌,对蚁穴、溶洞的灌浆都起到很大的作用。
2.2.4建造防渗体。
对于使用水泥浆液砌石的重力坝,在堤坝的上游表面进行加固灌浆,从而使渗漏涵洞或缝隙进行填堵,使堤坝坝体得到更好的加固,也使防渗能力得到进一步加强,保证堤坝坝体的完整性和防渗能力增强。在坝体下游表面进行加固灌浆,尤其是堤坝的坝体表面出现漏水或者有混浊物流出,以至于出现水平小孔或者倾斜孔,可以使用埋设水泥浆管进行灌浆,使坝体的涵洞和裂缝产生堵塞,从而影响坝体的稳定性和抗冲刷能力。这种施工工艺对拱坝及支墩坝体工程非常适合,使用这种方法时要求坝体前面没有水,要重新在坝体表面剔除缝隙,再用高标号的水泥浆液或者防水材料和高标号的水泥砂浆配制的浆液进行嵌缝,从而提高坝体的稳定性和牢固性。
2.3混凝土防渗墙技术
2.3.1高压喷射防渗墙。
通过高压喷射对坝基的覆盖层进行冲击,然后把水泥浆液充分灌注到坝基的下面的土层里面,使其与土层颗粒充分融合,从而构筑成防渗墙。
2.3.2自凝灰浆防渗墙。
使用膨润土、水泥、缓凝剂等制造成自凝灰浆,在凝固的时候可以当作凝固时凿孔壁的水泥泥浆,在完成后自然凝固,从而起到防止渗漏,强化孔壁的作用。这项技术在国外得到广泛应用,在我国只是刚刚开始运作。
2.3.3垂直铺塑。
通过使用链斗式的挖槽机,把挖出的槽渣通过链斗运出,这样槽孔的连续性就形成了,再用水泥浆液加固槽孔壁,待水泥槽成型后再在上面把防渗薄膜铺设上,然后再进行黏土回填。槽的深度不能超过15厘米,宽度大约在15~30厘米之间。这种方法对沙化土层较为适宜,施工效率也很高。
3结语
1 防渗灌浆技术
灌浆技术是通过高压喷射灌浆技术是借助高速射流(水、浆液或空气)直接冲击、切割、破坏、剥蚀原地基材料,受到破坏、扰动后的土石料与同时灌注的水泥浆液发生充分的掺搅混合、充填挤压、移动包裹至凝结硬化,从而构成坚固的凝结体,成为结构较密实、强度较高、有足够防渗性能的构筑物,以满足工程需要的一种技术措施。帷幕灌浆技术是在水利工程中重要的技术措施,帷幕灌浆主要是对水库坝基进行加固处理,对于减小大坝渗漏至关重要。
2 高压喷射灌浆技术在水库除险加固工程中的应用
2.1高压喷射灌浆特点
在传统的化学注浆法中进行改进,结合物理原理,演变成为高压喷射灌浆法。这种技术的施工过程首先要对灌浆地面进行打孔,将连接喷射头的输送管插入孔内,对灌输装置内施加20M帕以上的压力,触动开关,喷射出来的材料与破坏土质混合,形成新的加固材料,凝固在表层,达到除险加固目的。这种技术使用的原料浆液价格底料方便采取,喷射点集中,土质不易流失,使用设备简单便捷,不需要大型运输工具,运用物理方法进行材料送达,对周围生态环境不会产生影响。灌输孔尺寸结合实际情况拟定,不受限制,不会出现爆破大面积塌方的现象。
2.2 调制高压喷射灌浆浆液
浆液调配的主要材料是水泥,结合不同水库的实际险情情况,添加适量的外加剂。浆液中不能存在大颗粒物质,水与粘土的比例要经过科学计算。在混凝土浆液中添加减水剂或者促进凝固材料时,要先了解好其酸碱度和化学性质,避免出现与水库修筑材料发生腐蚀反应,形象结构稳定性。
2.3 高压喷射灌浆技术要求
运用高压喷射技术进行加固只需要在损坏的结构上钻取一个30mm至50mm的孔,这一过程看似简单实际操作时要格外小心,前期需要做好精准的测量划线,对作业时间严格控制,避免出现灌孔过深或者纵线倾斜的现象。有些区域需要连续加固,对孔的分布要科学合理。确保高压设备连接牢固再进行操作,按照施工顺序执行。新形成的加固层位置与喷射时喷头移动范围有关,要求技术人员有土木工程建筑的相关知识,了解设备性能,应对突况及时做出变动。实施多个运输管共同工作时,要选取合适的角度,对灌孔依次进行标记,避免出现重复操作的情况,确保加固工作高效稳定进展。
2.4 高压喷射灌浆施工质量控制
水坝加固除险工作完成后,需要对施工质量安全进行检验,混凝土浆液材质在注入后需要一段养生时间,通过这一时间磨具的封存,加固层可更稳固,水泥材料变的更坚固,所以安全监测工作不能在灌浆完成后即刻开展,要在达到规定时间后拆除塑料隔离层再进行,对施工进行全面检查。包括灌孔的分布位置,质检人员要有自己的科学标准,以此为依据展开工作。灌浆加固点多时,要进行抽样检查,随机选取总数量百分之七的孔进行测量,记录下孔的直径、纵向是否垂直,注入口呈不规则圆形或者处理粗糙均属于不合格现象。灌浆是否达标主要检测其凝固后结构的密实程度,将一定比例的混凝土材料延灌孔注入,额定时间内其流量如果超过比较量,则需要二次维护,灌浆施工不合格。完成工作任务后要对灌孔进行密封,检测工作随着工程开展阶段进行,确保各流程符合标准再进行收尾。
3 帷幕灌浆技术在水库除险加固工程中的应用
帷幕灌浆技术是将浆液直接注入在水库斜坡出现裂缝的建筑材料中,形成连续的保护结构,在使用中水就不会透过裂缝渗漏。帷幕顶部直接与坝体相连接,直至不接触水面的岩石层,形成一个保护系统,减小基层渗透水对坝边坡产生的压力。
(1)钻孔间距。帷幕灌浆在钻孔时应按照设计规定,逐渐减小孔间距离,沿着破损表面横坐标逐步加密,距离控制在1.8m至2.2m之间。如果是双排或者多排孔在测量分布中,多数先对最下层进行施工,再钻取上层灌孔,完成后进行测量,选取中间位置实施多孔的安放。
(2)帷幕灌浆材料。选取材料时要参照国家出台的标准,使用符合强度要求的浆料。设计人员要结合实际情况对灌注材料进行调配,适当的使用化工原料,但不能对水体产生污染。先将搅拌好的材料取少量灌入实验孔中,确保安全符合要求再开展施工。
(3)施工工艺流程。进行帷幕灌浆要先设计孔位、钻孔,对有害裂缝进行清理,将施工部位与水隔离,前期准备工作完成后再进行材料的制作,这一过程要经历较长时间,正式实施灌注时要再次检查裂缝处是否洁净,不能留有垃圾。灌浆结束后要经历一段养护时间,再进行验收,确保其牢固程度符合标准后将灌孔密封,通常采用机械设备进行后期工作,条件不允许的现场也可人力进行代替,但要保证牢固性和平准度,不能出现缝隙。整个过程需要工程技术人员现场指导,按顺序进行。
3.1 冲洗压力
一般而言,冲洗水压是灌浆压力的80%,在压力值大于1MPa的时候,选用1MPa;冲洗风压是灌浆压力的50%,在压力值大于0.5MPa的时候,选用0.5MPa。
3.2 裂缝冲洗
冲洗的时候,当清水流出10分钟后予以停止,并且总时间不得少于30分钟。对于返水达不到澄清标准的孔段,需要继续冲洗,保证孔内残留杂物厚度不可大于20cm。在邻近孔有灌浆操作或者灌浆结束不超过20小时的孔,不可以展开裂缝冲洗操作。
3.3 制浆方式
根据有关设计规范标准,必须对帷幕灌浆制浆材料予以称重,保证其称量误差不得大于5%。在制浆的时候,需要对掺加剂、投料等进行严格控制。在制浆的时候,一定要确保搅拌均匀,并且测定浆液密度与粘滞度等参数,同时做好记录。在拌制细水泥浆液的时候,需要加入一些减水剂,并且借助高速搅拌机进行均匀搅拌,其转速不得低于1200r/min,时间需要通过试验予以确定。在使用浆液之前,需要进行筛选,一般为80μm方孔,其筛余量不得超过5%,水灰比为0.5:1,输送流速在1.4-2.0m/s之间,输浆压力在0.2-1.0MPa之间。确保浆液温度在5-40℃,低于或者超出标准的浆液视为废浆。
3.4 帷幕灌浆施工质量检查
在检查帷幕灌浆施工质量的时候,主要在灌浆结束14天后展开,其检查孔数为总孔数的10%。在检查灌浆质量的时候,一定要严格按照监理工程师要求,将检查孔设置在帷幕中心线上;对岩石破碎、大孔隙注入量、断层等复杂位置进行检查,等等。在进行压水试验的时候,可以在灌浆结束后根据监理工程师的指示,确定检查时间,并且按照其规定流程予以严格检查。承包施工单位需要在灌浆结束后,根据监理工程师的研究,整理有关资料,并且提交给监理工程师,为质量检查工程提供便利条件。
4 水库除险加固中灌浆技术的应注意的事项
冒浆是指在灌浆过程中浆液在坝坡、地面或库区底部流出或喷出采取在冒浆点加覆盖、降低灌浆压力、间断灌浆等措施。串孔是指在某一孔口正常灌浆时,浆液从相临孔口返出,说明钻孔在地下有通道相通及时填堵被串孔,待灌浆孔高喷灌浆结束后,立即进行被串孔的扫孔,进行高喷灌浆或继续钻进,凡经特殊处理的渗漏段,侍孔口返浆后均将喷射管下至原不返浆的最下位置,再进行正常喷射(复灌),确保防渗墙墙体质量。
[关键词]民族医药;古籍文献;研究;价值
中国自秦以来就是一个统一的多民族国家,但每个民族因其所处的地理环境、历史条件和文化背景的不同,都有着自己独特的医药创造和积累,从而形成了丰富多彩又各具特色体系的传统医药,并以各种文字记载或口耳相传等方式传承至今,即为医药文献。卷帙浩繁的民族医药文献是民族医药文化最重要的组成部分,它不只是研究医药本身,同时也是传承民族文化、维系民族精神的重要根脉,是中华民族发展的历史见证。凿通悠悠时空隧道,我们再来研究这些往圣先贤们留下的宝贵医药文献,它仍然是我们推进社会发展的“价值客体”。
一、民族医药古籍文献的涵义
(一)民族医药古籍的界定
少数民族医药简称民族医药,该名词出现的时间并不太长。民族医药古籍文献是指中国55个少数民族在历史上形成的古代书册、文献典籍和口碑古籍及碑刻铭文等医药文献。
我国各少数民族古籍存世情况有很大的差异,所以少数民族古籍的含义比汉族古籍要宽泛,界定的时间范围也有所不同。1984年,国务院对少数民族古籍范围作了详细的界定:少数民族古籍,包括有文字类和无文字类。其时间范畴与汉文古籍一样以1911年为下限,但“因族而异”,部分可延伸到1949年。少数民族医药古籍文献和现代文献的划分,其时间范围的界定可参照此标准执行,也就是说,根据各民族的实际情况,有的民族医药古籍文献可以定到1949年以前。
(二)民族医药古籍文献的分类
民族医药古籍文献是各少数民族医药历史的记录者和见证者,从目前发掘整理的情况来看,大致可分为以下两类:
其一,有文字记载的古籍文献。这类民族医药文献相当多。它们有的刻于戈兰树的叶片上,被称为贝叶经;随着造纸业的发展,又出现了纸板经、手抄本、印刷本等载体形式。
其二,没有文字记载的口碑古籍。没有文字的少数民族对本民族医药文化的继承和发展如侗族歌谣所唱“古人讲,老人谈,一代一代往下传。”这些口传史料就成为少数民族丰厚的口碑文献,即口碑古籍,也有人称之为“口承民族医药学”。这些民族的医药学虽无典籍可循,但民间多有流传。然而这些口碑古籍正在不断流失和消亡。近几年来经过不断的抢救、发掘,我们用汉文表述其医药学理论和经验,整理出版了一些民族医药学的奠基性著作。
二、开展民族医药古籍文献研究的必要性
(一)开展民族医药古籍文献研究的背景条件
党和政府高度重视中医药和民族医药的发展,《中华人民共和国中医药条例》为保护、发展中医药和民族医药提供了有力的法律保障。2007年12月,由国家中医药管理局、国家民委、卫生部、国家发改委等11个部委联合制定的《关于切实加强民族医药事业发展的指导意见》指出了发展民族医药的重要性和指导性,为民族医药的发展指明了方向。随着中央西部大开发战略决策的进一步实施,民族医药研究渐成热点,民族医药迎来了又一个发展的春天,民族医药的发展已成为时代的要求。
民族医药的学术发展不能抛开文献,而且必须依赖文献的支持。由于受各种自然和人为因素的影响,少数民族医药古籍文献损毁现象比较普遍,再加上流失、流传错漏以及持有人秘而不传等原因,少数民族医药古籍文献存世数量较少。并且,随着民族传统医药文化的变迁和现代医药的迅速推广,为数不多的传统名老民族医相继逝世,后继无人情况日益严重,如不及时开展和高度重视少数民族医药文献的收集和研究工作,少数民族医药古籍文献将更多的成为“研究者构想的影像”,而不是它本身。
(二)民族医药古籍文献开发利用现状和前景
民族医药事业在各级政府的大力扶持下,得到了迅速发展。80年代初,国家民委成立了第一个抢救、保护少数民族古籍机构――全国少数民族古籍出版规划小组。在其领导下中国大部分省(自治区、直辖市),自治州、地、盟建立了民族古籍整理与研究机构,一些民族院校和民族地区先后建立了古籍研究所。作为少数民族古籍整理研究工作重要组成部分的民族医药古籍文献的整理工作也取得了突破性进展。不仅抢救了大量的民族医药古籍文献,还公开出版一些有价值、有影响力的少数民族医药文献精品。2010年7月,国家中医药管理局在广西召开民族医药文献整理和适宜技术筛选推广项目启动会,国家将投入7480万元建成民族医药古籍文献基础数据库、《全国民族医药古籍文献总目》、出版150部民族医药文献、筛选推广140项民族医药适宜技术。这是迄今为止中央财政投入经费强度最大、直接用于民族医药文献整理及适宜技术筛选推广的公共卫生专项资金项目。
进入新世纪,随着科学技术的飞速发展,现代电子、计算机、通讯、复印、声像、光学、视听等技术以及图书的各种保护技术极大地促进了古籍文献的抢救、保护及开发利用工作,从根本上解决了古籍文献的永久性保存问题。例如我们可以采用复印、拍摄、电脑照排等现代化手段,把濒临消亡的少数民族古籍尽快抢救、保护起来。为了更好地发挥民族医药古籍的作用,我们应借助现代化信息服务的主体――计算机数据库强大的网络功能,对古籍文献进行数字化建设,从而达到资源共知、共建、共享的目的。
三、民族医药古籍文献研究价值
(一)总结历史经验,弘扬民族文化
民族医药文化深深植根于该民族的文化土壤,有其独特而深厚的历史和文化内涵,并与本地特有的哲学、宗教、教育、风俗民情、民族迁徙、地理沿革和气候特点等密切相关。从某种意义上来说,一部民族医药发展史,就是一部民族发展史的缩影,对于了解本地区民族发展沿革和社会发展起着非常重要的作用。民族医药古籍文献是民族医药文化最重要的组成部分,它不只是研究医药本身,同时也是传承和弘扬民族文化、维系民族精神的重要根脉,是中华民族发展的历史见证。
(二)加强民族团结,构建和谐社会
民族医药古籍文献是各少数民族历史文化的积淀,是各民族传统文化的瑰宝,是一个国家文化软实力的重要体现,因此发展民族医药,深入发掘和整理民族医药古籍文献,不仅仅是一个医疗和学术问题,而且是一个保护民族自尊、尊重民族感情、增进民族团结、维护社会和谐稳定发展的政治问题,这种影响比任何理论宣传显得更直接、深刻而持久。
(三)加快整理步伐,提高学术水平
根据现阶段民族医药古籍发掘整理的情况看,有些有文字记载的民族医药,上升到了学科的水平,建立了完整的医学理论体系,如藏医药、蒙医药、维吾尔医药、傣医药和壮医药等。有些民族医药虽具有丰富的医疗经验和一定的理论体系,但理论体系尚不够完整,需通过进一步整理使其完整化,将来能上升到学科水平,属于这一类型的有苗医药、彝医药、侗医药、土家医药和朝医药等。通过对这些民族医药古籍文献的收集和整理,对其内涵做更深入的研究,总结出一些有规律性的、理论化的、有实用价值的东西,并将最新研究成果以现代出版物的形式呈现给世人,从而使民族医药学术理论水平上升到更高的层次。
(四)发扬民族医技,维护人类健康
随着现代医药学的发展,一个回归自然、热衷传统疗法、崇尚天然药物的潮流给我国民族医药的发展提供了新的良机。民族传统医药以其对某些疾病确切的疗效、独特的诊疗技法和众多的验方秘方,受到人们的信赖,逐渐成为医药界关注的一个热点。对民族医药古籍文献进行发掘利用,是当前振兴民族医药的大势所需,是人类追求更自然、更健康、更和谐的医疗保健所需。民族医药古籍文献中记录了大量医药资源、诊疗技法、用药经验,对其进行整理研究,不仅能为人类健康谋福祉,还可以促进祖国的医疗保健事业,为社会主义现代化建设作出贡献。
(五)合理开发利用,推动地方产业经济发展
民族医药古籍文献作为一种可开发的资源,不仅是我国优秀传统文化的重要载体,而且具备了可供市场开发的经济要素,具有经济价值。目前一些民族院校和民族药物研究所等相关机构,从民族医药古籍文献,包括口碑古籍文献的整理和研究中,发现了一些有效的预防和治疗疾病的方剂和药物,运用现代科学技术和手段将其开发出来,投入市场,不仅能广泛服务于人民群众的健康,还能创造出可观的经济效益。在、云南、贵州、广西等省的许多少数民族聚居区,民族方剂和新药的研发已成为当地新的经济增长点,甚至成为某些地区的支柱产业,这都离不开民族古籍文献资源的有力支撑,从而证明了民族医药古籍文献资源有较强的经济增值优势,对其进行合理开发利用,必能带动地方医药产业的发展。
四、结语
民族医药古籍的开发利用,不但为民族医药学史的研究提供了翔实可靠的文献依据,而且能够凭此借鉴古代少数民族医术,提高少数民族地区的医疗保健水平。对民族医药古籍的进一步研究开发,还可为社会主义经济建设添砖加瓦。因此,无论从哪方面来说,民族医药古籍文献都有其存在和延续的重要价值,值得重视和研究。
参考文献:
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[3]王冰.民族古籍的搜集保护与研究开发[J].图书馆研究与工作,2010.
关键词:蒙古族服饰;发展变迁;文化价值
0 引言
蒙古民族作为我国少数民族中的规模较大的民族,历史悠久,文化多元,蒙古服饰以其独有的特点和美学价值广受人们喜爱,随着蒙古族经济的发展和人们生活水平的提高,蒙古族服饰的发展也是变化万千。服饰是研究历史文化的重要依据,是传统文化的有效载体,通过对一个民族服饰的研究,我们能够分析出一个民族的历史延续和文化特征,服饰是一个民族的标志,是直接识别民族的形象标识,保存好完整的服饰进化记录是对一个民族文化的有效传承。
1 蒙古族服饰的演变
1.1 蒙古族早期服饰特点
早期蒙古草原上生存着很多部落,大风、寒冷的自然环境,游牧狩猎的生活方式决定了生活在草原上的人们的服饰主要以保暖和易于骑射为主。13世纪之前,蒙古族的服饰多是以动物皮毛和毡子为主要材料,服装造型比价简单,因为那时人们制造服饰主要是为了保暖、防身,生存的基本要求使他们对于服饰的审美基本没有任何要求,那时社会经济发展缓慢,生产力较低,服装样式较为单一。
成吉思汗对于蒙古族的发展功不可没,他是建立元朝的领导者,随着各部族的逐步融合,蒙古族逐渐成形,服饰文化也相对统一,北方蒙古民族人们性格粗狂、彪悍,服装也多是以宽松和实用为主,慢慢发展,宽松肥大的长袍样式被人们广为接受,白天作为衣服,晚间可作为铺盖,在骑马时可以保护肚腹部,这种实用性较强的服饰一度成为蒙古族的服装样式代表。蒙古族还有一种高耸的冠帽,在草原上很远的距离也能辨认,是蒙古族根据环境研发出来的一种帽子。这一阶段,由于社会经济状况,服装还是相对单一,样式和颜色不多。
1.2 元朝兴盛时期蒙古服饰的演变
随着元朝的建立,社会经济一度进入到一个繁荣兴盛的阶段,元朝是我国历史上扩张版图最大的朝代,可见成吉思汗带领部族取得了很大的胜利。贸易繁荣和生产力的提高变相促进了衣着服饰的演变和发展。这时期的蒙古族服饰呈现出百花齐放、色彩斑斓的特点,甚至一些王公贵族的衣服上镶嵌有珠宝,服装很是华丽。
由于成吉思汗西征,元朝版图的扩张,西域文化传入中土,对蒙古族的传统文化产生了很大的影响。西域的纺织品源源不断地流入蒙古地区,一些优质的皮毛被蒙古人广为使用,一些精细的棉纺织品和丝织品成为了蒙古服装的主要材料。
1.3 明清时期蒙古族服饰的发展变化
元末明初,社会动荡、经济萧条,畜牧业逐渐衰退,蒙古族草原手工业逐渐消失,一些服饰商人转而不做,使得曾红极一时的高等纺织物生产很少,一些纺织品禁止流通,蒙古的服饰样式也逐渐减少和简化。直至明朝中后期,随着社会的稳定和经济的回暖,服饰才开始又有所发展,一些纺织品被重新启用,款式相对丰富起来。明代的宗教对蒙古服饰也有一定的影响,这一时期,蒙古族服饰和喇嘛服饰有一些关联。
由于蒙古族是游牧民族,体型彪悍,性格粗狂,清朝一直将其视为存在威胁的部落或组织。因此,在管理上很严格,划分界限并颁布一些禁令,导致部落之间服饰差异很大,形成了自己独特的风格。
2 蒙古族服饰的文化价值
蒙古族服饰对于传承民族传统文化、弘扬民族优秀精神有着重要作用。服饰是文化的载体,是民族风俗习惯和文化特征的直接展示。因此,研究蒙古族服饰可以透视蒙古族的发展历史和文化特点,蒙古服饰有着不可忽视的文化价值。
2.1 民族文化的传承
蒙古族由于地域原因及其他原因,早在清代就形成了不同部落,不同服饰风格。不同的服饰风格代表了不同的地域特征,如巴尔虎服饰传统实用、鄂尔多斯服饰高贵典雅、乌珠穆沁服饰华丽夺目,不同的服饰特点呈现出来的外在形式是不同的,研究服饰特点就是研究文化特点的途径,服饰是文化历史研究的重要依据。我国蒙古族历史悠久,服饰文化也是源远流长,一些关于蒙古服饰的图书资料近些年倍受学者关注,作为研究蒙古族文化的资料,为文化传承奠定了一定的基础。
2.2 审美价值的体现
蒙古族服饰以其美丽的外表和文化属性得到了很多学者的青睐,服饰是集中反映人们生活水平与生活方式的载体,对于人们提高审美素养有着重要作用,具有很高的审美价值。研究服饰就可以看出蒙古族人们的审美特点和性格特点,一些服饰的制作是很复杂的,这种工艺研究也是服饰研究的重要内容,工匠的制作手法和装饰手艺也是服饰艺术的一种展现,我们看到的一些蒙古服饰精美绝伦、配饰精致,有些甚至成为很多民俗爱好者收藏的藏品。
3 蒙古族服饰文化的传承与保护
3.1 政府及相关部门要加强组织,建立传承和保护体系
国家和相关部门要重视对蒙古族服饰文化的继承和保护,要出台和建立相应的制度和政策,各管理部门要结合蒙古族服饰的发展现状,制定文化保护措施和方案。其次,各地可以建设蒙古文化场馆,将服饰作为主要展览内容,充分发挥展览馆的宣传作用,使人们认识到蒙古服饰研究对于文化传承的重要性。
3.2 致力于保护文化的基础环境
“原生态”是近些年被热议的词语,我国现在正致力于原生态保护,包括环境、生活方式、民俗、文化等方面,蒙古服饰是蒙古族文化的代表。因此,保护原生环境,使服饰文化有其生长和发展的土壤。蒙古族传统的游牧生活方式是现代服饰风格形成的基础,因此要保护服饰产生的基础环境。
3.3 加强对服饰工艺的保护和传承
蒙古族服饰的美感源于手工匠人精湛的手艺,服饰的美学价值要通过工艺技术运用才能表现出来,传统服饰都是由一些手工艺人制作完成的,这属于非物质文化遗产的一部分,因此要重视其地位,要加强服饰工艺的保护和传承,鼓励年轻人传承优秀技术,为传统文化的弘扬做些实际的事情,在继承的同时要创新服饰工艺,促进蒙古服饰文化与现代文化的有机融合。
4 结语
蒙古族服饰是民族文化的载体,是研究民族文化的重要依据,构建蒙古族服饰文化的保护与传承机制是继承和发扬传统文化的重要途径。
参考文献:
关键词:混凝土结构的加固,砌体结构的加固,钢结构加固
混凝土结构加固篇
混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。
一、直接加固的一般方法有:
1、加大截面加固法
在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯,斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用。
在适筋范围内,混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面,通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高构件承载力,改善正常使用性能。
加大截面加固法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2、置换混凝土加固法
该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
3、有粘结外包型钢加固法
外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体,加固后的构件,由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高,因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。
该法也称湿式外包钢加固法,受力可靠、施工简便、现场工作量较小,但用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所;适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸,但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
4、粘钢加固法
钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面粘贴钢板,这样可提高被加固构件的承载力,且施工方便。
该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业,对生产和生活影响小,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响,但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。
二、间接加固的一般方法有:
1、预应力加固法
(一)预应力水平拉杆固法
预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件,由于预应力和新增外部荷载的共同作用,拉杆内产生轴向拉力,该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上(当拉杆与梁板底面紧密贴合时,拉杆会与构件共同找曲,此时尚有一部分压力直接传递给构件底面),在构件中产生偏心受压作用,该作用克服了部分外荷载产生的弯矩,减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。同时,由于拉杆传给构件的压力作用,构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。论文大全。
(二)预应力下撑拉杆加固法
钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后,形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系,在外荷载和预应力共同作用下,拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点(下撑点和杆端锚固点)传递给被加固构件,抵消了部分外荷载,改变了原构件截面内力特征,从而提高了构件的承载能力
2、增加支承加固法
增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度,达到减少作用在被加固构件上的载载效应,提高结构承载水平的目的。该法简单可靠,但易损害建筑物的原貌和使用功能,并可能减小使用空间;适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
三、与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有:
1、托换技术
系托梁(或桁架)拆柱(或墙)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称;属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成;适用于已有建筑物的加固改造;与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。
2、植筋技术
系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术;可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋;已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程,如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。
3、裂缝修补技术
根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。内部修补法。
4、碳化混凝土修复技术
系指通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。
四、砌体结构加固方法:
砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时,可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。
(一)适用于砌体结构的直接加固方法一般为:
1、钢筋混凝土外加层加固法
该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强,砌体加固后承载力有较大提高,并具有成熟的设计和施工经验;适用于柱、带壁墙的加固;其缺点是现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2、钢筋水泥砂浆外加层加固法
该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近,但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。
(二)适用于砌体结构的间接加固方法一般为:
1、无粘结外包型钢加固法
该法属于传统加固方法,其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施。论文大全。
2、预应力撑杆加固法
该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力,且加固效果可靠;适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固;其缺点是不能用于温度在600C以上的环境中。
(三)砌体结构构造性加固与修补
1、增设圈梁加固
当圈梁设置不符合现行设计规范要求,或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷,或房屋的整体性较差时,应增设圈梁进行加固
2、增设梁垫加固
当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时,应增设梁垫进行加固。
3、砌体局部拆砌
当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时,可将破裂墙体局部拆除,并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。论文大全。
4、砌体裂缝修补
在进行裂缝修补前,应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素,确定造成砌体裂缝的原因,以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。
参考书籍:
《结构可靠性鉴定与加固技术》 曹双寅邱洪兴 王恒华编
《混凝土结构耐久性》 金伟良编
《老化混凝土的断面特征与损伤描述研究》 赵震洋老师博士学位论文
《钢筋混凝土原理和分析》 过镇海 时旭东编著
关键词:钢筋混凝土,结构抗震,加固方法
0引言
地震灾害是人类面临的严重自然灾害之一。地震具有突发性特点,至今可预报性仍然很低。强烈地震常造成人身和财产的巨大损失。我国属地震多发国家,特别是近年来地震活动频繁,一些特大地震已经给人类社会带来了不可估量的损失,这就迫使工程人员不得不去深入研究土木工程结构的抗震设计理论和方法,最大限度地减少地震给人们带来的影响。
抗震加固是对未进行抗震设防或已进行抗震设防但达不到设防标准的建筑物,进行结构补强和提高其抗震力的措施。建筑结构加固方法随着经济水平、技术水平和人们观念的发展而发展,但有些构件加固方法(如加大截面法)将使结构和构件的刚度发生变化,从而引起结构动力特性、构件内力的变化以及刚度软弱层和强度薄弱层的出现,而这些变化对结构承载力及弹塑性变形能力带来的不利或有利影响,是目前的加固方法所没有考虑的。因此对钢筋混凝土结构抗震加固技术进行论述有着重要的意义。
1 钢筋混凝土抗震常规加固技术
混凝土结构抗震常规加固方法包括加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、改变结构传力途径加固法、受弯构件外部粘贴加固法以及其他加固方法等,每种加固方法各有其特点和适应范围,应根据具体条件加以选择。
1.1 加大截面加固法
加大截面加固法即采用增大混凝土结构或构筑物的截面面积,以提高其承载力和满足正常使用要求的一种加固方法,可广泛用于混凝土结构的梁、板、柱等构件和一般构筑物的加固。但由于截面尺寸加大,有时受使用上限制。
1.2 外包型钢加固法
外包钢加固法即在混凝土构件四周包以型钢的加固方法(分干式和湿式两种形式),适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构加固。当采用化学灌浆外包钢加固时,型钢表面温度不应高于60℃;当环境具有腐蚀性介质时,应有可靠的防护措施。
1.3预应力加固法
即采用外加预应力的钢拉杆(一般分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆3种)或撑杆对结构进行加固的方法,适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占空间小的混凝土承重结构。此法不宜用于高温环境下的混凝土结构,也不适用于混凝土收缩徐变大的混凝土结构。
2 改变结构传力途径加固法
2.1增设支点法
该方法是以减少结构的计算跨度和变形,提高其承载力的加固方法。按支承结构的受力性质又分为刚性支点和弹性支点2种。毕业论文,加固方法。刚性支点法是通过支承构件的轴心受压将荷载直接传给基础或其它承重结构的一种加固方法。增设支点法适用于房屋净空不受限制的大跨度结构加固。
2.2托梁拔柱法
该法是在不拆或少拆上部结构的情况下拆除、更换、接长柱子的一种加固方法。按其施工方法的不同又分为有支撑托梁拔柱、无支撑托梁拔柱及双托梁反牛腿托梁柱等方案。适用于要求房屋使用功能改变、增大空间的老厂改造等结构加固。其中双托梁反牛腿托梁拔柱,则适用于保留上柱的型钢加固。
2.3 受弯构件外部粘贴钢板、碳纤维或其它抗拉强度较高的材料加固法
此法是用建筑结构胶将钢板等材料粘贴在钢筋混凝土受弯构件表面,具有良好的共同工作性能,所占空间小、加固施工周期短、消耗材料少,其加固部位、范围与强度可视设计构造需要而定,是近几年来新发展的加固技术。本加固法适用于承受静力作用的一般受弯构件,且环境温度不应超过60℃, 相对湿度不大于70%及无化学腐蚀的使用环境中。
3钢筋混凝土结构抗震加固新技术
3.1 结构基础隔震技术
基础隔震技术是在上部结构和基础之间设置隔震装置,阻隔地震能量向上部结构传递,从而减少结构地震反应的一种抗震技术。目前研究开发的基础隔震技术主要有:叠层橡胶垫隔震、摩擦滑移隔震、滚珠及滚轴隔震、支撑式摆动隔震和混合隔震等。其中,叠层橡胶隔震支座已被广泛应用,具有很好的应用前景。纵观隔震技术的发展,可以看出近年来隔震技术有以下特点:
(1)隔震技术的应用范围越来越广,数量越来越多。隔震技术不仅在新建工程中获得广泛应用,而且在现有建筑的加同工程中得到应用。
(2)隔震建筑的结构形式日趋多样化,已从早期主要应用于砌体结构、钢筋混凝土结构发展到钢结构、组合结构、木结构。
(3)可供选择的隔震装置越来越多,新的隔震方法不断提出,并且采用混合隔震技术已经成为发展趋势。
3.2消能隔震技术
传统的抗震设计方法是靠结构的延性来耗散地震能量。但问题在于结构受到1次强烈地震时,结构构件在利用自身的延性耗散地震能量的同时,也会受到严重的损伤。为了解决这个矛盾,在结构上附加各种阻尼器,通过阻尼器大量耗散地震输入到上部结构的能量,从而达到保护主体结构免遭破坏的目的。常用的阻尼器有金属屈服阻尼器(Metallic Yielding Damper)、摩擦阻尼器(Friction Damper)、黏弹性阻尼器(ViscoelasticDamper)、粘滞液体阻尼器(Viscous Fluid Damper)等。消能减震技术近年来被大量应用在已有建筑物的抗震加固上,与传统的加固技术相比主要优势有:
(1)施工现场无湿作业,基本不影响原建筑的正常使用功能;
(2)能在保持原建筑外貌不变的前提下,实现了提高抗震能力和改善使用功能的协调;
(3)消能效果明显,结构经过合理的设计,可以满足各种设防烈度下的抗震要求;
(4)可以有效地节约经费和缩短工期。
3.3 高性能钢丝网复合砂浆薄层(HPFL)加固技术
高性能钢筋网复合砂浆薄层(HPFL)加固混凝土结构,是指对混凝土构件进行表面处理后,铺设钢筋网,再粉抹或喷射上高性能复合砂浆,使加固层与原构件共同工作,达到提高构件工作性能的目的。
采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层加固混凝土构件能有效提高构件的承载力、刚度、抗裂性和延性。毕业论文,加固方法。毕业论文,加固方法。该加固方法与碳纤维加固法相比具有施工简单,经济实用的优点,在结构工程加固中的应用前景十分广阔。毕业论文,加固方法。毕业论文,加固方法。
随着抗震技术理论的不断发展和完善,抗震加固方法已从传统的方法不断趋向多样化。毕业论文,加固方法。目前新发展起来的减震控制技术在工程应用上有明显优势,为建筑的抗震设计和抗震加固提供了一条崭新的途径,它克服了传统结构“硬碰硬”式的抗震设计方法,具有概念简单、减震机理明确、减震效果显著和安全可靠的特点。
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