钢梁的加固和改建.ppt
钢梁的加固和改建,运营线上的既有桥涵，如果经检定其承载力不能满足标准活载的要求，尤其是不能满足现行活载的要求；或者由于整段线路的技术改造，既有桥涵的一些基本技术标准不能满足要求；或者由于使用年久桥涵病害比较严重等，均需对桥涵进行加固和改建。,决定桥涵加固、改建的程度和选择加固、改建的方法，应根据既有桥涵的特点及技术状态、线路的重要性、现行及将来行驶的机车车辆载重、预计使用年限，加固和改建的技术经济条件以及是否容许间断列车行驶等因素，加以综合考虑。,一、钢梁的加固 钢梁加固分为局部加固和全面加固两种。（一）局部加固 一座钢梁的承载能力是由较薄弱的某一杆件或某一部分的承载能力确定的，故对某些承载能力不能满足要求的杆件和联结处进行加固。使杆件或联结处受力均衡，从而达到投资不大而能提高正座钢梁的承载能力的目的。这是钢梁加固中广泛被采用的一种方法。,1、增加杆件横断面积 此项加固在钢料的布置上，应使杆件受力时能发挥最大的作用，减轻原有杆件的负担，并应尽可能使与加固的重心重合或把重心偏差的数值减至最小限度。如对钣梁，常采用增加主梁上下翼缘断面，以增加其承受挠曲变形的能力，加固腹板以增加其承受剪切的能力。在加固桁梁杆件的断面时，应把新加钢料尽可能设置在靠近杆件的中心线处，这样，可是新加钢料在承受轴向应力的杆件中起到主要作用。,加固受压杆件时，还可采用增加补充杆件的办法，以减少杆件或立柱的自由长度，达到加固的效果。加固钢料的联结可使用电焊，这不仅操作便利，并可节省钢材。但要特别注意新旧钢料的可焊性，以及采用合适的焊条和良好的焊接工艺，否则，电焊加固会造成过剧的应力集中和焊接应力，钢材变脆产生裂缝。,2、联结处和节点的加固 板梁的腹板联结处薄弱，一般用补充拼接钢板增加拼接铆钉来加固，桁梁的节点一般用增加节点的联结铆钉数量，将节点中杆件接合的单剪铆钉改为双剪铆钉，或改用较大直径的铆钉等方法加固；必要时，可采用增设短联结角钢或补充拼接板与填板等来解决需要的铆钉增加量。,3、稳定性的加固 板梁的受压翼缘可缩短其自由长度，即在受压翼缘平面内用增加联结系的水平联结杆来加固；腹板可采用增加加劲角钢对数以缩短加劲角钢间距离的方法来加固；大跨度板梁腹板较高时，可根据情况在腹板压力区的1/2处加水平加劲角钢或加斜加劲角钢。,（二）全面加固 当整个钢梁和各杆件都需要增加承载能力，及很多或很大部分需要加固时，就可采用全面加固的方法。全面加固，需根据结构理论采用改变结构形式，改善各杆件的受力状态来达到提高承载能力的目的。一般采用的方法有：1、增加主梁数目2、改变主梁结构型式。如增设副桁架或第三弦杆，使简单体系的梁改为联合体系梁。,3、变简支梁为连续梁一种是在中间增设桥墩，减小原有的桥梁跨度，变单孔简支梁为连续梁。一般桁梁在中间增加桥墩后，某些杆件的应力会大大降低，但中间桥墩上的杆件应力反而增大，必须在其上增设竖杆并加固连接这些竖杆的斜杆；对于板梁，则只需在中间新增设桥墩处的板梁上加设支点立柱即可。另一种形式时将两孔或多孔简支梁改成连续梁。采用这种方法可以减低多数杆件的应力值，但在中间敦处即原简支梁端新连接附近的部分弦杆和腹杆的应力会有较大的增加，所以必要时，应对这些杆件进行局部加固。,4、用预应力加固钢梁：即用高强度钢缆以张拉状态固定于主梁下翼缘上，使主梁结构产生与活载所引起的应力符号相反的应力，以达到增加钢梁承载能力的目的。5、小钢梁改为钢筋混凝土桥面的结合梁：使钢筋混凝土板的桥面与钢梁上翼缘共同受压，从而使钢梁中性轴的受压能力提高，改善梁的受力状态，起到加固作用。综上钢梁加固方法，加固时最好在消除被加固杆件中的恒载应力后进行，即卸载加固法.这样可以使新旧钢料受相同应力，使,加固钢料能充分发挥作用。对于连续梁，可采取临孔加载、调整支座上承压力等办法来调整应力。对工作量不大的钢梁加固工程，一般不采用卸载加固法，而是在旧梁承受横在的 情况下进行加固。这样加固后，旧梁结构各部分除承受原有恒载外，还应承受新加钢料的自重。新加固的钢料只在钢梁承受活载时才与原钢料共同作用，因而原钢料的应力与加固钢料的应力有一个差距，当原钢料达到容许应力时，加固钢料的应力还没达到，使加固钢料不能充分发挥作用。,二、钢梁的改建 钢梁的改建主要有钢梁的结构改善和下承式钢梁的限界改善两种情况。（一）结构改善 结构不良是造成钢梁裂纹和铆钉松动的主要原因之一，为了根除病害，对结构不良处进行彻底的改善，可以取得好的成效。,1、下承钢梁的纵横梁联结角钢发生裂纹或铆钉拔头，当结构许可时，一般采用增设上下鱼型板的刚性联结的改善，如受条件限制，可采用更换厚角钢，增大铆钉直径，增加链接铆钉或换用高强度螺栓等办法进行改善纵横梁增设鱼尾板的方法一般为：当纵梁与横梁顶面登高时，可以直接在上下面增设鱼型板；当纵梁与横梁不登高时，最好把纵梁抬高至横梁上翼缘平齐，在上面增设鱼型板，下面增设牛腿或板凳。,2、板梁（或纵梁）断面联结系的下平角钢与腹板竖加劲角钢联结处缺少水平联结板时，往往使竖加劲角钢下部产生裂纹，故应增加此项联结板。但要注意，当纵梁下翼缘原无铆钉时，应检算由于增加水平联结板新钻钉孔减少翼缘断面积所产生的影响。,3、钢梁联结系的联结板太小，联结铆钉数量不足，造成铆钉经常松动时，可采用更换较大的联结板，并增加联结铆钉改善之。4、纵梁上平纵联位置过高，使桥枕普遍压着联结系杆件时，由于联结系杆件比较薄弱，容易被压坏，应采用在翼缘下加填板后将联结系降低重锚，使在行车状况下，桥枕与联结系杆件或铆钉头有3mm以上的空隙。,5、上承板梁的翼缘与腹板联结处上下错动有“喘气”现象，应改换成较大直径的铆钉或在角钢下安一块填板后，加锚一块补强板进行改善。6、相邻钢梁间及梁端与桥台挡碴墙间的净距应与温度跨度及当地最高最低气温变化时钢梁的自由伸缩相适应。7、旧有的部分上承或下承钢梁，其主梁或纵梁中心距为1.5m时，恰好位于钢轨底下，这样列车对主梁或纵梁的局部冲击会增大，因此，大部分是将主梁或纵梁中心距进行放宽来改善。,（二）限界改善 下承式钢梁的限界不足，如半穿式板梁或桁梁，两侧主梁上翼缘可能侵入限界；穿式桁梁两侧火上平面联结系可能侵入限界。则应对钢梁进行改建，以满足目前限界的要求。,
