自桥梁建成之始,不久就回产生维修、改造和加固的需求,也就是要针对桥梁所发生的不能满足继续使用的状况进行处理。不能满足继续使用有三种情况: 1.桥梁使用一定年限之后,出现结构陈旧老化、破损影响到它原有设计能力而危及运行的,必须予以修补,使之恢复到原有设计的承载能力。 2.桥梁基本完好,但当初设计标准低,经过一段时间的交通发展,荷载标准或桥上、桥下的净空不能满足新交通的需要,需对其加强才能适宜新的交通。
1.桥梁使用一定年限之后,出现结构陈旧老化、破损影响到它原有设计能力而危及运行的,必须予以修补,使之恢复到原有设计的承载能力。
2.桥梁基本完好,但当初设计标准低,经过一段时间的交通发展,荷载标准或桥上、桥下的净空不能满足新交通的需要,需对其加强才能适宜新的交通。
3.桥梁设计标准合理,结构基本完好,但桥梁遇到某种特殊需要,是原设计所没有包括在内的荷载或结构变化的汤加,而需要临时加强的。
上述情况都使改造过程处在一种位置、结构形式不断变化,而材料、空间都受到局限的被动的技术状态之下;加上桥梁结构形式多样,地形、地质变化差别很大,跨径大小不同,建筑方法和材料特性各异等因素,使桥梁加固成为广泛存在而又变化多端、极其复杂的课题。旧桥在应用多年之后,原有技术资料往往失缺,又受今天能够干扰,使加固更无从入手。
——加固中大桥和中小桥的问题
1.大桥作为特殊个体,专门设计,考虑周到,计算精细。中小桥是一个面广普及的群体,设计多采用标准图,构造细节缺少个性,主持设计的人员技术水平参差不齐,差异程度很大。
2.大桥施工队伍素质相对要高,施工条件好,中、小桥施工的认真程度相对不如大桥。
3.大桥的问题影响面大,易引起关注,会聚集专家研究讨论,进行分析。
4.中、小桥的加固受重视程度不够,要收集资料、信息困难,不完整,也很少会去花费资金做专门检测。
5.大桥修复和加固方案出自名家,考虑周全,且有多方案比选,资金有保证。
6.中、小桥无论关注的程度、投入的人力、资金都受到限制。
7.中、小桥内力分析简单,一般不涉及到温度应力和结构其他次应力。
8.中、小桥的一般构造较简单,容易处理。
上述因素的另类思考
正由于中、小桥原设计不精细,设计人员出于技术责任感,安全度会比精确的计算要大些,可以为事后的加固增加结构和断面的回旋余地。
——加固中上部结构和下部基础的问题
1、在加固的桥梁中,上部结构加固的数量比基础加固的要多得多,研究和讨论也集中在上部结构中。
2、下部基础结构相对要比上部结构简单,断面单一,种类形式少。
3、基础所直接接触的地基环境、地质条件复杂多变,计算中的边界汤加远不如上部结构明确单一,在应用力学理论和计算公式时,边界条件和介质的假定必须要简化,而导致计算不能十分精确,同样的,不精确的数据其安全度采用较高。
4、基础的承载力是依靠土的承压和抗剪能力(倾覆和滑移是个简单的力学平衡问题),而这两者在大多数场合下,都随着时间的增加和土的变形增加而增强。
而上部结构的变形增大就意味着结构次应力的增大(常是非线形的),而次应力增加使结构愈趋不利。
5、下部构造和基础的沉降,常常对下部结构和基础影不大,而对上部结构的危害和损失却要大得多。
6、下部构造和基础的设计失误以及施工缺陷,在上部结构施工过程中,一般就会暴露。当时施工队伍尚未退场,在竣工之前就已处理解决,很少会拖到通车运营后带发作。
7、上、下部结构的处理方案一定要全桥综合考虑,不能只从上、下部单一角度出发。
——加固梁式桥和拱桥的问题
1、梁式桥出问题,多半是上部结构和构造缺陷。而拱桥上部构造,施工阶段是风险最大的时期,拱桥建成时,安全度比较大,拱桥出问题多半是基础变形造成的。因为拱桥的结构合理性和内力的削减是推力起作用,而基础的变形,又必定是朝向推力减弱方向发生的。
2、梁式桥加固时,结构改造的空间很小,拱桥加固是,结构改造的空间较大
3、梁式桥结构加固,可采用预应力增补;拱桥结构加固,采用预应力处理结构很困难。
4、梁式桥加固中,减少静重的可能新极小,拱桥加固中可以寻求减轻静中的途径。
5、梁式桥可以利用结构的空间作用来卸载。
——桥梁加固中的检测和计算分析
1、桥梁加固处理中,检测是前期工作,是基础工作,要做到充分检测,数据可靠,半段正确。
2、方案设计:要求适应和符合结构图式,施工可操作,且应简单方便;在经济上合算,有效益。
3、检测和分析是关键,比施工更重要。