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探讨桥梁支座的病害原因及防治措施

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浏览:- 发布日期:2018-01-08 13:12:21【

1前育 支座作为桥梁结构的重要构件,对结构的安全性和耐久性都有 重要的影响。支座病害发生在支座生产、桥梁施工和运营各过程中, 在建设施工及养护管理各环节都应对此引起重视,避免桥梁支座病 害的过早发生,确保桥梁安全,延长桥梁的使用寿命。 2 支座病窖原因 通过对桥梁支座的受力分析和实际工程中的检查,将桥梁支座 的病害成因总结如下;汽车超载为了统计汽车超载的具体数据,对 5条主要高速公路进行1小时连续观察统计,对数据进行分析发现, 所调查的5条高速公路中,车辆超载率高达33% 41%,大量超载车 辆的出现,造成支座长期处于超负荷运行状况,支座疲劳破坏严重, 支座寿命大大缩短。具体调查数据见表1所示。 表1高速公路超载车辆统计表 {E速i:_I 盥孽I随一 采甯寓 兰海燕速# 广昆高速 僬漳嵩 涟 车辆擞“ 纽5 绚§酚 13 l船5 瑚溅攀辆数 5l* §蚧 ! 蝴 事垃≯ 驼序 嫱鞭牵 舔, 。j}% ,7嘲和 黼 j' 2.1设计荷载过低 由于设计时没有充分考虑到车流量的增加和超载车辆的数量, 支座设计时按照正常承载力水平进行设计,支座承载能力的富余量 不足,导致支座的设计荷载不能满足现实中车辆运行时所需要的荷 载要求,致使支座长期处于超载运行状态之下,支座较早的出现了 破坏。 2.2支座破损、开裂 一是支座本身为不合格产品,极限抗压强度不够,承载力不足。 二是施工安装不合理导致支座破损、开裂。三是支座养护不到位导 致损坏。如桥梁使用的油毛毡破裂、挤出脱落、橡胶板易位;橡胶 板支座出现橡胶老化、变质、梁体失去自由伸缩能力,直接导致梁 端或墩、台帽混凝土破裂,造成掉角、啃边现象,严重的导致伸缩 缝破坏。盆式橡胶支座固定处松动、错位,钢盆外露部分锈蚀,防 尘罩破裂。对小跨径梁(板)桥采用油毛毡作为支座的,在日常养 护中,应经常检查油毛毡层是否失效,如发现问题应立即更换。对 支座破损、老化开裂,应立即更换。 2.3桥梁整体滑移 在曲线桥梁中,特别是小半径曲线桥中, 由于曲线桥的自身特 点,存在内梁卸载、外梁超载的现象,桥梁在运行期间有整体外移 的趋势,如果曲线桥的预偏心距设置不当,将会导致桥梁的支座被 剪切破坏?。 2.4支座偏位 支座偏位是目前支座安装上存在最普遍的问题,分为纵向偏位 和横向偏位,严重的支座偏位将造成支座不均匀受力、梁体受附加 内力过大等病害。支座偏位产生的原因主要是支座垫石放样不准或 支座安装位置不准确。如支座安装位置不准确应抬高梁体纠正支座 位置;如垫石位置有较小偏差,可采用环氧砂浆进行调整,如偏差 过大,应重新浇筑垫石。 ’ 2.5支座养护不及时 由于支座在墩台顶部,处于比较高的位置,所以检测和养护都 164 I华东科技 非常不便,从而导致在平时的桥梁养护中忽略对支座的养护或对支 座的养护不到位。如果桥梁的伸缩缝的橡胶止水带破坏,导致支座 处的粱体有渗水现象,支座被水浸湿,从而导致支座出现老化现象; 一旦混有油脂的雨水将支座浸湿,支座老化的速度会进一步加快, 如果养护不及时,不能及时切断水源,支座破坏的速度会越来越快。 如果同一片梁底下的支座有一个发生了破坏,另外一个支座也将很 快破坏。盆式橡胶支座通过滑道来实现伸缩功能,一旦盆式橡胶支 座周围堆积有杂物,如果不能及时清理,在风荷载的作用或其他外 力作用,可能会致使某些杂物进行到盆式橡胶支座的滑道,导致滑 道被卡死,支座不能自由伸缩,失去正常的伸缩功能。 2.6施工质量不合格 由于施工期间不能严格保证施工质量,导致支座垫石存在一定 高差,当支座安装完成以后,粱底的支座不能保证同时受力,高差 小时可能引起支座受力大小不均,如果高差过大,可能导致个别支 座出现脱空现象,而有些支座出现受力过大等现象。由于个别支座 出现脱空现象时,受力的支座所承受的竖向力是设计荷载的2倍, 这就造成了设计荷载明显不能满足实际运行状况时的荷载,致使支 座的寿命大大缩短。如果支座垫石的表面混凝土平整度不高,当支 座安装完成以后,在长期的运行期间,会导致支座过早的出现变形。 2.7其他原因 除了上述导致支座出现破坏的原因以外,支座橡胶质量不合格、 支座设置方式不当等都是造成支座破坏的原因 。3 防治措施 3.1对超载车辆的治理 车辆超载是造成支座过早出现破坏的主要原因,因此,加强对 超载车辆的治理是保证支座不过早出现破坏的一项重要措施。高速 公路收费口处应设立专门的治超站,交通部门设置专门的治超小组, 在公路上对过往车辆进行定期和不定期检查,严重控制车辆的吨位, 严格控制超载车的出现。 3.2提高设计水平 . 在设计时加强对现实状况的考察,及时准确的预测未来交通量 的大小和增长情况,并留有足够的安全储备,保证在桥梁运行期间 不会出现支座过早出现破坏的现象发生。在新桥的设计过程中,要 根据桥梁自身特点选择合适的支座类型,以免支座因受力特点不同 而出现过早破坏。 3.3提高施工水平 (1)对预制梁底模要进行基底应力验算,要随时检查、校正,特 别是雨季、冻融季节和采取蒸汽养生时,由于底模端部受水及温度影 响,容易变形沉降,要随时进行标高测量,发现因基底承载力不足或 其他原因而造成底模沉陷变形时及时处理。 (2)梁板预制后,存放时间不应过长,一般以不超过60d为宜。 安装后,应及时整体化进行桥面铺装层施工,以防止反拱过大造成支 座脱空。 (3)灌浆的水灰比宜控制在0.4~0.45,可适量掺入减水剂(如木 钙)、膨胀剂(如铝粉),以获得较大流动性及较小的收缩性。 (4)严格控制盖梁及墩台帽施工质量,其坡度、标高、表面平整 度必须达到设计要求。 (5)支座垫石施工要精细,除达到要求的强度外,顶面标高控制 需要更加严格,且顶面平整密实,没有偏斜现象。 (6)弯、坡、斜桥,由于相邻墩台主梁的坡度一般是不同的,支 座标高需经垫石来调整。 (7)梁板吊装前,再对支座垫石标高进行一次认真测量,并对测 量结果整理分析,发现有标高不妥的垫石进行处理,高的要仔细凿平 到位,低的用薄不锈钢板调整。 ②运用主成分分析法测定系统综合发展水平的步骤 首先对原始数据 , (j:1,2,?, , :1,2,?,p)进行标准化处理,即 = ( 一 )/ , (6) 式申’ = 喜 。 = n 窆 i=l ( 构造相关系数矩阵,根据标准化数据,分别构造各公路运输枢 纽子系统的相关系数矩阵R : R=(勺) p , 其中, : (f, :1,2,3,?, ’p为数据指标个数。 =l 计算相关系数矩阵的特征值和特征向量。首先假定相关系数矩 阵R的特征值存在:五 +l,i=1,?,P。特征向量为: =( ,, , 。第七个主成分的贡献率为:属:^/ ’如果前 个主成分的累计贡献率 85% ,即可利用前 个主成分来描述 原样本所包含的信息量。由此可以得到关于各枢纽子系统相关系数 矩阵的特征值、特征向量及相应各分量的方差贡献率。 计算主成分 =% + i +? + f i=1 2 一,P (9) 根据相关系数矩阵R的特征向量及最初的标准化数据Y ,可 以得出相关系数矩阵R的主分量 。 (4)公路运输枢纽系统协调发展评价模型的建立 ①静态协调系数评价模型的构建 设立一个表示某一数值下系统隶属于模糊集“协调”程度的指 标,它应是一个[0,I]闭区间上的实数,我们称这个指标为协调系数, 定义此协调系数为 U m ~ in{ U,/s, U U s/ i , _ _ ~ ] 同理,由3个子系统组成的系统静态协调发展评价模型为 Uq k= i i i k+Ujl Ui k+U q1.{Uq v J^+U +U 个子系统组成的系统静态协调发展评价模型为 ,r 一 2, , . +._‘+ 。 , , “ ¨ , +? + 一 ——— 瓦 瓦=_==■一 其中’ 唧卜 l 式中 —— 表示第i系统综合发展水平的实际值; — — 表示与第J系统实际值相协调的第i系统综合发展水 平值; — — 均方差。 同理,可以得出 U]I~=exp1一 I ②公路运输枢纽静态协调发展状况 求得系统静态协调发展系数之后,我们应知道它处于什么样的 协调等级。参考文章《区域环境一经济协调发展定量分析方法研究》、 《交通基础设施建设与区域经济协调发展研究》,我们取其共同域值 来确定协调等级: 表1协调等级的划分 协调系数 “ 0 60 0 60<“ 0 85 0 85 (任意2个不同时刻),若U。(f)保持不递 减,表明系统趋于逐步协调。


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