1 Introducción
El puente de arco atado es un sistema combinado compuesto por vigas, arcos y placas. Se utiliza ampliamente en la ingeniería de puentes debido a su hermosa apariencia. Los puentes de arco atado construidos a principios de mi país suelen tener cierto valor histórico y cultural. Durante el uso de muchos puentes, debido a los bajos estándares técnicos durante la construcción de puentes, el rápido crecimiento en el volumen de tráfico, el envejecimiento natural de los materiales y estructuras de los propios puentes y los cambios en el entorno de uso, la capacidad de carga de muchos puentes ha disminuido. sido insuficiente. Es de gran importancia utilizar tecnología de refuerzo adecuada para restaurar y mejorar la capacidad de carga y la capacidad de tráfico del viejo puente, extender su vida útil, mantener su naturaleza histórica y cultural y satisfacer las necesidades de la vida material y cultural moderna.
2 Enfermedades de los puentes de arco de hormigón armado
Los puentes de arco de hormigón armado no sólo causarán enfermedades comunes a los puentes en general, sino que también producirán enfermedades únicas debido a su estructura única.
2.1 Principales enfermedades de la superestructura (incluido el sistema de tablero del puente)
(1) Las nervaduras del arco son elementos de compresión y el eje del arco se deforma; aparecen grietas en las nervaduras del arco; de la estructura de concreto, y el concreto está severamente pelado y carbonizado, barras de acero expuestas o barras de acero corroídas.
(2) Las barras de tensión están agrietadas, el hormigón está severamente carbonizado, las barras de acero expuestas o las barras de acero están corroídas, los cordones de acero en tensión pretensados están corroídos o los tirantes pretensados están severamente rotos; Los tirantes no están bien protegidos y los hilos de acero están corroídos; las plumas están estrictadas y rotas.
(3) Aparecen grietas en vigas de atado y vigas transversales, barras de acero expuestas o barras de acero se corroen, cordones de acero pretensado se corroen o el pretensado se pierde gravemente.
(4) Hay grietas transversales y longitudinales en el tablero del puente, baches locales y saltos en la cabeza del puente, y se desarrollan grietas en las juntas de expansión.
(5) Los soportes se encuentran desplazados o corroídos, y se dañan la iluminación, barandillas, drenajes y otras instalaciones.
2.2 Principales enfermedades de la subestructura
(1) Desplazamiento plano o asentamiento del muelle, provocando grietas en el hormigón, desconchado severo y carbonización del hormigón, corrosión de barras de acero expuestas o barras de acero. y reducción de la resistencia del hormigón.
② Hay erosión, erosión y huecos en el fondo de la cimentación.
(3) Debido al aflojamiento, desplazamiento, hundimiento y otras razones, la altura de la parte superior de la protección de la pendiente se reduce, se rompe y daña, y se bloquea la deriva en el río.
3 Métodos de refuerzo comúnmente utilizados para puentes de arco atados de hormigón armado
3.1 Método de sección transversal ampliada
El método de refuerzo de sección transversal ampliada, también conocido como El método de refuerzo de hormigón externo es un método para reforzar estructuras de hormigón aumentando el área de la sección transversal y el refuerzo. Generalmente existen dos métodos para ampliar la sección transversal para fortalecer el puente: uno es engrosar la plataforma del puente y el otro es aumentar la altura y el ancho de las nervaduras de la viga principal; Este método es simple, altamente adaptable, tiene experiencia madura en diseño y construcción y es adecuado para el refuerzo de puentes de vigas en T o puentes de losa de luces pequeñas. La rigidez del puente reforzado con este método mejora significativamente y la capacidad de carga también puede lograr buenos resultados. Sin embargo, el trabajo húmedo de la construcción en el sitio lleva mucho tiempo y el espacio libre del edificio se reduce después del refuerzo.
3.2 Método de reemplazo de tirantes
El método actual para reemplazar los tirantes de puentes de arco atados es instalar componentes temporales, primero transferir la fuerza del cable de los tirantes de reemplazo a los componentes temporales Y luego desmonte los antiguos, instale el nuevo y finalmente transfiera la fuerza del miembro temporal al nuevo. El reemplazo de la pluma pasó por dos conversiones del sistema: la fuerza del cable se transfirió de la pluma antigua al componente temporal, y luego del componente temporal a la nueva pluma. Los componentes temporales que se utilizan actualmente se pueden dividir a grandes rasgos en tres métodos: soportes temporales, brazos temporales y grúas de bolsillo temporales.
3.3 Refuerzo de material de fibra de carbono
El método de refuerzo de pegar plásticos reforzados con fibra de carbono utiliza una resina especial para pegar fibras de carbono en la superficie de tracción de la estructura de hormigón, formando un nuevo soporte de tensión. Conjunto con la estructura original. Comparte la carga con las barras de acero, reduciendo la tensión de las barras de acero, logrando así el efecto de refuerzo de la estructura. Este método apenas aumenta el peso propio de la estructura y el tamaño de la sección transversal, no cambia la altura libre, es fácil de construir, casi no causa nuevos daños a la estructura original y tiene buena resistencia a la corrosión, durabilidad y resistencia a la fatiga. Según el análisis de tensión, se puede utilizar un refuerzo de unión multicapa y su direccionalidad se puede controlar de forma flexible.
4 Construcción de refuerzo del puente Meijiang
4.1 Descripción general del proyecto
4.1.1 Descripción general del proyecto
Construcción del puente Meijiang en la ciudad de Meizhou, provincia de Guangdong En el vigésimo tercer año de la República de China (1934).
Ubicado en el centro de Meizhou, está conectado con la plaza Dongmentang al norte y la avenida Meijiang al sur. Es uno de los puentes importantes que conecta la ciudad vieja en el norte de Meicheng y el área urbana de Jiangnan. También es uno de los edificios emblemáticos de la ciudad de Meizhou. Debido a la larga vida útil del puente Meijiang, varios componentes del puente han resultado dañados en diversos grados y algunos componentes incluso han dejado de funcionar, lo que ha provocado una grave disminución en el rendimiento estructural general del puente. el puente no puede cumplir los requisitos, lo que plantea graves riesgos para la seguridad.
El puente Meijiang ha sido reparado varias veces y reforzado y ampliado en 1966. La longitud total actual del puente Meijiang es de 360 m, el puente principal mide aproximadamente 226 m, el ancho de la plataforma del puente es de 12,08 m y el ancho libre de la plataforma del puente es de 5,8 m. El puente principal del puente Meijiang es de hormigón armado con soporte descendente. Arco tirado, con 11 vanos que van desde los 19m hasta los 22m de longitud.
El puente, las nervaduras del arco y los tirantes son todos de hormigón, y los tirantes son barras de acero ordinarias.
4.1.2 Plan de Refuerzo
Partiendo de la base de mantener la forma original del puente, esta revisión de refuerzo adopta medidas técnicas como refuerzo de nervaduras de arco, vigas de amarre y sustitución de tirantes para restaurar la puente. capacidad de carga y reparación de componentes dañados del puente.
Medidas de refuerzo: Los pilares de acceso del puente Meijiang se amplían en sección transversal y la parte inferior de la placa se refuerza con fibra de carbono. El puente principal se refuerza principalmente ampliando las nervaduras del arco del puente originales y las secciones de vigas de unión, y reemplazando las barras colgantes originales con barras colgantes de acero roscadas laminadas con precisión y pretensadas de φ32. En la década de 1930, se quitaron las barandillas de las nervaduras del arco, se instalaron vigas de acero y se restauró la red a su apariencia original. Se instalan cojinetes de cuenca rígidos en los lugares de soporte de las nuevas vigas de anclaje. El rodamiento está diseñado como un rodamiento de tres vías, que no solo puede proporcionar capacidad de carga vertical, sino también tensión vertical y resistencia del puente transversal, resolviendo el problema de la caída de vigas causada por el impacto de objetos flotantes causado por el aumento del agua y la flotabilidad del agua. .
4.2 Principales tecnologías constructivas
4.2.1 Refuerzo de la subestructura
Las pilas del Puente Meijiang tienen suficiente capacidad portante y ciertas reservas de seguridad. Los pilares no necesitan ser reforzados para su capacidad de carga, solo deben protegerse contra la corrosión. Durante el período de construcción, la central hidroeléctrica de Xiyang realizó un drenaje para reducir el nivel del agua en el río y facilitar el dragado del fondo del lecho del río alrededor de los cimientos. Después del dragado, se entierran tubos de lechada de hormigón alrededor de los cimientos. Después de formar una determinada pendiente, se utilizan tubos de lechada de hormigón preincrustados para verter hormigón bajo el agua sin difusión, que en última instancia forma una capa de protección contra la socavación para el lecho del río alrededor de los cimientos.
Soporte de ménsulas
Las ménsulas de construcción son la clave para soportar puentes. La retícula de este proyecto proporciona una plataforma para la construcción del tablero del puente y también es un soporte temporal para el reemplazo de tirantes. Para garantizar la seguridad durante la temporada de inundaciones y los requisitos para un rápido desmontaje y montaje antes y después de la temporada de inundaciones, los soportes de la construcción adoptan columnas de tubos de acero y estructuras de rejilla espacial. El soporte de construcción de pilotes de tubos de acero se adapta a las condiciones geológicas del lecho del río después de que se libera el agua (cimiento blando) y no se deforma fácilmente, lo que evita que el soporte se dañe por inundaciones repentinas. Para garantizar que el soporte de la construcción tenga suficiente resistencia y estabilidad, la posición de apoyo del soporte debe estar precargada. La precarga es de 250 KN en un solo punto y 8 puntos de luz.
4.2.3 Refuerzo de las nervaduras del arco y vigas de amarre
Las barras de acero en el borde inferior de las nervaduras del arco del puente Meijiang sufrieron una fuerte corrosión en la década de 1930 y todas han sido retiradas. . En la década de 1930, las nervaduras del arco eran estructuras de celosía huecas. En períodos posteriores, los espacios entre los miembros del alma de las cerchas se llenaron con mortero y no se tensaron. Teniendo en cuenta varios factores, en la década de 1930 se cortó la parte debajo del borde de la nervadura del arco en forma de T, y luego se reformuló una nueva sección de la nervadura del arco de modo que la superficie inferior de la sección de la nervadura del arco fuera la misma que la superficie inferior de la nervadura del arco en la década de 1930 y cubrió la superficie inferior de la nervadura del arco en la década de 1960. Durante la construcción, después de que se retiraron las partes correspondientes de las nervaduras del arco de la década de 1930, se cortó el hormigón en la unión de las nervaduras del arco de la década de 1960 y la nueva sección, y se colocaron refuerzos en la sección de las nervaduras del arco para aumentar la resistencia al corte entre la sección antigua y la En el lugar se incrustan hormigón nuevo y barras de acero pretensadas.
Se utilizan diversos métodos para reforzar las vigas de atado, como el método de ampliación de la sección transversal, la plantación de métodos de refuerzo, etc. Cuando se reforzó el puente Meijiang, las vigas de unión de los años 30 se desmontaron parcialmente. Después de su retirada, se añadieron vigas de unión de los años 30 a los lados y se conectaron a las vigas de unión de los años 60. Corte ranuras en el hormigón en la interfaz entre las barras de acero viejas y nuevas y coloque barras de acero cortantes. Reserve conductos pretensados en las nuevas ubicaciones de las vigas de anclaje (las ubicaciones originales de los voladizos de la acera se perforan y entierran con tubos de acero, y se vierte resina epoxi entre los tubos de acero y el hormigón).
4.2.4 Refuerzo con barras plantadas
En el proyecto de refuerzo del Puente Meijiang, las vigas de atado y las nervaduras del arco se refuerzan con barras plantadas. El proceso constructivo es: posicionamiento → perforación → limpieza →. Procesamiento de barras de acero → mezcla e inyección de pegamento → barras de acero de anclaje → fijación y mantenimiento → inspección y aceptación.
Se debe prestar atención a los siguientes requisitos al plantar refuerzo de barras de refuerzo: ① Limpiar la estructura original: eliminar las impurezas sueltas en la superficie del material base original, de modo que la temperatura y la humedad de la superficie del concreto cumplan con los requisitos. requisitos de coloides; (2) Calibración de las posiciones de los orificios: Calibración según el tamaño del dibujo Ubicación del orificio ③ Perforación: La profundidad del orificio es la misma que la profundidad de entierro de la barra de anclaje, el diámetro y la profundidad del orificio están de acuerdo con los datos de diseño; La ubicación del orificio evita las barras de acero estructural y el canal del orificio es recto. ④Limpie los orificios: primero use un cepillo de cerdas duras para limpiar los orificios y luego use aire seco a alta presión para eliminar el polvo, los escombros y la humedad en el fondo de los orificios. El hoyo debe mantenerse seco. ⑤Relleno de pegamento: Vierta el pegamento desde el fondo del orificio hasta aproximadamente 2/3 de la profundidad del orificio. Después de insertar la barra de anclaje, el pegamento llenará todo el orificio (la cantidad de pegamento en el orificio debe desbordarse un poco después de insertar el barra de acero). ⑥Inserte la barra de anclaje: Inserte la barra de acero en el orificio pegado y fíjela para asegurar la profundidad de implantación. Antes de insertar la barra de anclaje, se debe eliminar la suciedad de la superficie en el sitio de inserción. Si hay manchas de óxido nuevas y viejas, límpielas con papel de lija. El anclaje se debe girar e insertar en el fondo del orificio para eliminar el exceso de pegamento. La suciedad de la abertura debe eliminarse primero con un cepillo de acero, luego limpiarse con acetona y secarse. ⑦ Antes de que se complete el proceso de curado del material epoxi, no se causarán alteraciones importantes a la estructura. Las barras de acero no deben alterarse dentro de las 12 horas posteriores a su plantación. Si la alteración es grave, las barras de acero deben replantarse.
Reemplazo de la torre de perforación
La pluma pretensada está hecha de barras de acero laminadas con precisión y las tuberías están reservadas para su instalación en las nervaduras del arco y las vigas de amarre. El extremo superior del suspensor está incrustado en la nervadura del arco recién agregada, y el extremo inferior sirve como extremo de tensión de la parte inferior de la viga de unión. La interacción entre el hormigón viejo y el nuevo se mejora mediante la colocación localizada de barras de acero de corte en las ubicaciones de los brazos.
Un extremo de la barra de acero laminada con precisión se tensa: el extremo de la nervadura del arco se incrusta en el hormigón de la nueva nervadura del arco, y se extiende hasta la parte inferior de la nueva viga de anclaje a través del empotramiento. tubo. Durante la construcción, el tensado se lleva a cabo en la parte inferior de la viga de amarre y el anclaje se sella una vez completado el tensado. La disposición de las varillas de suspensión es la misma que la de la década de 1930, con 12 varillas de suspensión a cada lado del tramo. Cada varilla de suspensión es una única barra de refuerzo laminada fina de φ 32, con una resistencia a la tracción estándar de 930 MPa.
El método de soporte temporal se utiliza para la construcción de reemplazo de la pluma. Se coloca un soporte de rejilla debajo de la viga de anclaje y la fuerza del brazo original se transfiere al soporte de rejilla a través del gato. Después de descargar la pluma, el cojinete temporal reemplaza la pluma reemplazada para soportar la viga, evitando la deformación excesiva de la viga y garantizando que el puente esté en un estado seguro.
El tensado pretensado de la pluma adopta métodos de control dual de fuerza interna y linealidad. Después de que se completa toda la construcción de la superestructura y la resistencia del concreto alcanza el 90% de la resistencia de diseño, se construyen simultáneamente 24 tirantes en un solo tramo. El tensado inicial se divide en dos niveles (distribución uniforme) y el tensado secundario se divide en tres niveles (distribución uniforme). Durante el proceso de tesado se controlaron estrictamente las deflexiones de las vigas, los brazos de los años 60 y las uniones entre el hormigón viejo y el nuevo.
Refuerzo de CFRP
En el proyecto, las vigas de atado, las nervaduras de arco y los puentes de acceso de los años 60 se reforzaron con fibra de carbono. La lámina de fibra de carbono está hecha de tela de fibra de carbono con un espesor de 300 g/m2 y 0,167 mm. Después del pegado, se recubre con pintura protectora de poliuretano. Durante la construcción, se pegaron láminas de fibra de carbono antes de que se quitaran las vigas de amarre de la década de 1930.
Tecnología de construcción de refuerzo de láminas de fibra de carbono: tratamiento de superficies de hormigón → pintura con imprimación → reparación superficial incompleta de las superficies de los componentes → pegado de fibra de carbono → curado y curado → revestimiento de superficies.
Antes de pegar materiales de fibra de carbono, asegúrese de que la superficie de pegado esté seca, la temperatura del aire debe ser superior a -10 °C y la humedad relativa RH≤85%. Se debe tener cuidado para proteger los materiales de fibra de carbono durante el transporte, almacenamiento, corte y pegado: los materiales de fibra de carbono se deben cortar según el tamaño especificado con una regla de acero y un cuchillo para papel tapiz. La longitud de cada sección generalmente no excede los 6 m. La cantidad de corte del material se basa en el uso diario. Las costuras longitudinales de fibra de carbono deben superponerse más de 20 cm.
Tratamiento de grietas
Trate todas las grietas visibles en las partes superior e inferior de la estructura, ancho de grieta con
Proceso de relleno de resina epoxi: Investigación de grietas → Proceso de grieta → Establecer boquilla de lechada → Pegamento para calafatear → Inspección de calafateo → Preparar pegamento → Pegamento de inyección a presión → Curado → Inspección.
Puntos de construcción:
① Tratamiento superficial del hormigón agrietado: utilice un cepillo de alambre para cepillar repetidamente unos 4 cm de hormigón en la superficie de la grieta hasta que la lechada de la superficie se caiga y utilice Aire comprimido sin aceite para eliminar el polvo. Frote la superficie con reactivo de acetona.
② Pegue la base de la jeringa: una para la cabeza y otra para la cola, con un espacio de 20 ~ 30 cm entre ellas, y las costuras deben ser estrechas y densas. Debe haber un orificio de entrada de lodo, un orificio de escape y un orificio de salida de lodo en un lado.
③Selle la superficie de la grieta: use sellador para sellar la superficie de la grieta. El espesor del cemento no debe ser inferior a 1 mm y el ancho debe ser de 2 a 3 cm.
④Inspección de sellado: ingrese aire comprimido sin aceite de 0,4 MPa desde la entrada de lodo inferior o izquierda. Cuando el orificio adyacente o derecho esté agotado, cierre todas las válvulas una por una y luego cepille jabón cerca de las juntas. Revisa el agua en busca de fugas; si hay burbujas, significa que hay fugas de aire y márcala. Utilice sellador para sellar el área de fuga en la superficie de la grieta y luego realice una inspección del gas después de alcanzar la resistencia, y así sucesivamente hasta que no haya fugas de gas.
⑤ De acuerdo con las instrucciones del producto proporcionadas por el proveedor, prepare el pegamento para masilla y mézclelo uniformemente con una batidora de baja velocidad.
⑥ Relleno de costura: Utilice una jeringa de presión constante para inyectar automáticamente el pegamento de relleno de costura. Cuando no haya aire atrapado ni fugas de pegamento en los orificios adyacentes, cierre la válvula y drene el pegamento uno por uno hasta que se complete el proceso. última válvula.
⑦Fin del sellado: cuando la lechada en la junta alcanza el fraguado inicial y ya no fluye, se puede quitar la boquilla de lechada y luego se puede alisar el sellador con sellador.
4.3 Efecto operativo de la viga reforzada del eje de la rueda trasera
El proyecto de refuerzo del puente Meijiang comenzó a mediados de junio de 2008 y se abrió al tráfico el día de Año Nuevo. Después del refuerzo y la revisión, se eliminaron los defectos del puente Meijiang, su estructura es segura y estable y se restauraron sus funciones. Puede satisfacer los requisitos de turismos, motocicletas de dos ruedas, bicicletas y peatones con menos de 12 asientos, y resolver problemas como la suspensión de tuberías aéreas. El puente Meijiang ha sido reforzado y renovado, conservando al máximo las características estructurales y el estilo arquitectónico, continuando con las características históricas y culturales y logrando ciertos beneficios económicos y culturales.
5 Conclusión
Este artículo explica los diversos métodos utilizados en la construcción de refuerzo y revisión del puente Meijiang, como el método de sección ampliada, el método de pretensado, el método de refuerzo y el método de refuerzo. Método de pegado de tela de fibra de carbono. Métodos generales de refuerzo y técnicas de construcción para puentes de arco atados de hormigón armado. La tecnología de detección, evaluación y refuerzo de puentes antiguos es una tecnología integral y compleja que se desarrolla y actualiza constantemente. La tecnología y la experiencia en la construcción también se acumulan y exploran constantemente. La confiabilidad, viabilidad, racionalidad y durabilidad de la tecnología deben pasar por repetidos experimentos científicos y demostraciones prácticas y resistir la prueba del tiempo. A través de una gran cantidad de práctica, es la búsqueda incansable del personal técnico y de ingeniería para explorar más a fondo sus leyes y actualizar y desarrollar continuamente la tecnología de refuerzo.
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