Los métodos y aplicaciones de mantenimiento y refuerzo de puentes son muy críticos. Los problemas más comunes que ocurren durante el uso de puentes son observar siempre los detalles y evitar que los problemas se solucionen antes de que ocurran. Zhongda Consulting le presentará los métodos y aplicaciones de mantenimiento y refuerzo de puentes.
Refuerzo, en pocas palabras, significa mejorar la capacidad de carga y el rendimiento de los componentes e incluso de toda la estructura mediante determinadas medidas para cumplir con nuevos requisitos. Estas medidas incluyen aquellas que apuntan directamente a toda la estructura, como el pretensado externo, que cambia el estado tensional de la estructura para devolverla a su estado de diseño original o adaptarse mejor a nuevos requisitos; algunas medidas están dirigidas a secciones, es decir, mejorando; la resistencia de un determinado aspecto de la sección. Resistencia al soporte (como la resistencia al corte), mejorando así el nivel de capacidad de carga de toda la estructura. Se deben utilizar diferentes métodos de refuerzo dependiendo de los motivos del refuerzo del puente, la ubicación del refuerzo y el tipo de plano del puente existente. En la actualidad, los métodos de refuerzo comúnmente utilizados para superestructuras de puentes incluyen: método de refuerzo pretensado externo, método de refuerzo de conversión del sistema, método de refuerzo de componentes adicionales, método de refuerzo de placa de acero pegada, método de refuerzo de fibra de carbono, método de refuerzo de cubierta de puente, etc.; Los métodos de refuerzo de la subestructura del puente incluyen el método de refuerzo de cimientos ampliados, el método de refuerzo de inyección de lechada a alta presión, etc.
1. Descripción general del mantenimiento y refuerzo de puentes
1. Pasos y principios básicos del refuerzo de puentes El refuerzo de puentes es igual que el diseño de puentes. Además de cumplir con las especificaciones de diseño, debe. ser técnicamente viable y además de los principios de racionalidad económica y seguridad estructural, también se deben seguir ciertos procedimientos y pasos, este es el llamado diseño conceptual de refuerzo.
1.1 Cuando se evalúa que la estructura del puente no puede cumplir con los requisitos de seguridad estructural o uso normal debido a fallas o daños estructurales, se debe reforzar. El contenido y alcance del diseño del refuerzo debe determinarse en función de las conclusiones de la evaluación y los requisitos presentados por el cliente. Puede incluir el puente completo, o secciones designadas o componentes específicos;
1.2 Establecer un diseño existente. reparación de puentes, modelo de análisis económico de refuerzo y reconstrucción, mediante análisis y comparación, seleccione un plan que sea técnicamente factible, económicamente razonable y que tenga menos interferencia con el tráfico existente para garantizar que el puente reconstruido pueda operar de manera segura;
1.3 Según sea necesario Conclusiones de la evaluación y análisis económico de la reconstrucción del puente. Una vez que se sepa que el puente existente puede cumplir con los requisitos del servicio mediante refuerzo y reparación, se propondrá un plan de diseño de refuerzo del puente.
1.4 Para; puentes grandes y puentes extragrandes, Cuando es necesario reforzar los componentes principales que soportan carga, debe haber ≮2 planes de diseño de refuerzo. Compare los planos y realice una evaluación económica para seleccionar el mejor plan de refuerzo;
1.5 El diseño y la construcción del refuerzo deben tratar de no dañar la estructura original, y conservar los componentes con valor de utilización para evitar demoliciones o reemplazos innecesarios. El diseño del refuerzo debe integrarse estrechamente con los métodos de construcción, y se deben tomar medidas efectivas para garantizar que el nuevo; y las estructuras antiguas están conectadas de manera confiable y funcionan juntas; el diseño del refuerzo debe calcularse en función del daño real a la estructura.
1.6 Durante la construcción del refuerzo, la interferencia a los vehículos y peatones sobre y debajo del puente; minimizar y se deben tomar las medidas necesarias para reducir la contaminación del medio ambiente circundante durante el proceso de construcción, si corresponde. Cuando hay defectos graves en la estructura de la estructura original o partes ocultas de proyectos relacionados, la construcción debe detenerse inmediatamente y estudiarse; junto con el diseñador del esquema de refuerzo, solo después de que se hayan tomado medidas efectivas se podrá continuar la construcción durante la construcción del refuerzo, se deben tomar medidas de monitoreo de seguridad para garantizar la seguridad del personal y las estructuras.
Métodos de refuerzo de puentes
2.1 Refuerzo de la superestructura de un puente
2.1.1 Método de refuerzo externo pretensado El principio de refuerzo del método externo de pretensado es Los materiales pretensados son instalado en la zona de tensión del borde, y el cuerpo de la viga se pretensa excéntricamente mediante tensión. Bajo la acción de esta presión excéntrica, el cuerpo de la viga se arquea, lo que compensa parte de la tensión del peso propio, reduce la deformación estructural y el ancho de la grieta, y mejora. La tensión estructural puede mejorar en gran medida la capacidad de carga estructural. En comparación con la estructura de hormigón pretensado habitual, las barras de fuerza y la estructura original sólo están conectadas a las vigas en los puntos de anclaje, de forma similar a la estructura pretensada no adherida. Este método puede mejorar y ajustar en gran medida la condición de la estructura original y aumentar la rigidez estructural y la resistencia a las grietas con un pequeño aumento del peso propio. Este método es adecuado para el refuerzo temporal cuando pasan vehículos pesados y también se puede utilizar como medida de refuerzo permanente para mejorar la capacidad de carga del puente.
Las principales situaciones aplicables de este método son: cuando los tendones pretensados o las barras de acero ordinarias en vigas de hormigón están severamente corroídas y otras enfermedades hacen que la capacidad de carga estructural disminuya, es necesario aumentar el nivel de carga del puente al que se utiliza; controlar las grietas en el cuerpo de la viga y la amplitud de la tensión de fatiga de las barras de acero. Es adecuado para estructuras de edificios de gran altura sometidas a tensión, especialmente el refuerzo de estructuras grandes.
2.1.2 Conversión del sistema y método de refuerzo Cambiar el sistema estructural para fortalecer el puente antiguo generalmente significa agregar componentes adicionales o llevar a cabo una transformación técnica, lo que cambia el sistema de tensiones y la condición de tensión del puente, reduciendo así la de carga La tensión de los componentes se puede mejorar para mejorar el rendimiento del puente y lograr el propósito de aumentar la capacidad de carga. Esta tecnología tiene las ventajas de mejorar la capacidad de carga estructural, aumentar la rigidez estructural y reducir la deflexión. Los métodos comúnmente utilizados incluyen: convertir puentes de arco al método de construcción de arco de viga; convertir puentes de viga al método de sistema combinado de viga-arco; convertir vigas de múltiples tramos simplemente apoyadas primero y luego en tablero; métodos de sistema continuo; agregar trucos auxiliares, etc.
2.1.3 Método de adición de refuerzo de componentes El método de adición de refuerzo de componentes se refiere principalmente a agregar vigas longitudinales para mejorar la capacidad de carga o ampliación y reconstrucción, y agregar diafragmas para fortalecer las conexiones laterales. Cuando la base del muelle tiene un buen rendimiento de seguridad y tiene capacidad de carga, y la superestructura está básicamente intacta, pero su capacidad de carga no puede cumplir con los requisitos, y es necesario ensanchar la plataforma del puente, nuevas vigas longitudinales con alta carga. La capacidad de carga y la alta rigidez se utilizan generalmente para hacer que las vigas nuevas y viejas estén conectadas entre sí y soporten la misma fuerza. Para aquellos que necesitan ser ampliados y reconstruidos, también es necesario ampliar los pilares y estribos.
2.1.4 Método de refuerzo de placa de acero pegada El refuerzo de placa de acero pegada consiste en utilizar un adhesivo para pegar la placa de acero en el borde de tensión o parte débil de la estructura de hormigón armado, de modo que pueda integrarse con el estructura, mejorando así la resistencia de la viga. La capacidad de carga es un método de refuerzo. Si se utilizan pernos de anclaje para anclar la placa de acero a la viga, también se denomina método de placa de acero de anclaje. En este momento, la placa de acero puede ser apropiadamente más gruesa. La placa de acero fijada sobre la superficie del hormigón tensado puede aumentar la rigidez a la flexión de la estructura de hormigón, reducir la deflexión de la estructura y limitar el desarrollo de grietas. Y las placas de acero se pueden cortar de acuerdo con las necesidades de diseño durante la construcción, lo que puede ejercer eficazmente la resistencia a la flexión, la resistencia a la compresión y la resistencia al corte de los componentes de acero adheridos. La tensión será uniforme y no se producirá ninguna concentración de tensión en el hormigón. Además, este método también tiene las ventajas de una construcción simple y rápida, no afecta la apariencia estructural, tiene bajos costos de refuerzo, no reduce el espacio libre del puente y no aumenta mucho la carga. La desventaja es que la calidad y durabilidad del adhesivo son los principales factores que afectan el efecto de refuerzo.
2.1.5 Método de refuerzo de fibra de carbono La tecnología de refuerzo de fibra de carbono se refiere al uso de adhesivo de alto rendimiento para pegar tela de fibra de carbono en la superficie de las estructuras del edificio. Cuando aumenta la carga estructural, los dos trabajan juntos para mejorar. La capacidad de carga de los componentes se incrementa para lograr el propósito de refuerzo. Las características mecánicas de los materiales compuestos de fibra son que su tensión y deformación son completamente elásticas lineales y no hay límite elástico ni zona plástica. Debido a que la fibra de carbono tiene excelentes propiedades físicas y mecánicas, como alta resistencia, peso ligero, resistencia a la corrosión y resistencia a la fatiga, así como una velocidad de construcción rápida, un período de construcción corto y una calidad de unión fácil de garantizar, es un material ideal para reforzar estructuras antiguas. puentes. El rendimiento del material de unión en el método de refuerzo de fibra de carbono es la clave para garantizar que la fibra de carbono y el hormigón trabajen juntos. También es el eslabón débil en la trayectoria de transmisión de fuerza de los dos. Por lo tanto, el material de unión debe tener suficiente rigidez y. resistencia para asegurar la fuerza de corte entre la fibra de carbono y la transmisión del concreto y, al mismo tiempo, debe tener suficiente tenacidad para evitar fallas en la unión frágil debido al agrietamiento del concreto. En comparación con otros métodos de refuerzo, el uso de fibra de carbono para fortalecer el puente antiguo puede cambiar mínimamente la distribución de tensiones de la estructura original, asegurando que soporte la misma tensión que la estructura original dentro del rango de carga de diseño.
2.1.6 Método de refuerzo del tablero del puente El método de refuerzo del tablero del puente consiste en colocar una capa de hormigón armado en la parte superior de la viga (tablero del puente) para formar una capa con la viga principal original. Método común y eficaz para aumentar la altura efectiva y la sección de compresión de la viga principal, aumentar la rigidez general de la plataforma del puente y mejorar la capacidad de carga del puente. Para reducir la carga muerta aumentada por la capa de refuerzo, la capa de pavimento original de la plataforma del puente a menudo se corta, y lo nuevo y lo viejo se pueden combinar bien y soportar la misma fuerza.
2.2 Pilas de puente y refuerzo de cimientos
2.2.1 Método de refuerzo de cimientos expandido El método de refuerzo de expandir el área inferior de los cimientos del puente se denomina método de refuerzo de cimientos expandido. Este método es adecuado para situaciones en las que la capacidad de carga de los cimientos es insuficiente o los cimientos son demasiado poco profundos y el muelle es una entidad rígida o cimientos de mampostería u hormigón.
Cuando los cimientos de la estructura tienen un gran asentamiento desigual y el suelo de los cimientos es relativamente sólido, se puede utilizar el método de cimientos expandidos como refuerzo.
2.2.2 Método de refuerzo mediante inyección por chorro de alta presión La inyección por chorro de alta presión consiste en utilizar primero un taladro para perforar un tubo de inyección con una boquilla en una posición predeterminada en la capa de suelo, girarlo y levantarlo. a cierta velocidad, al mismo tiempo, el lodo o el agua se expulsa de la boquilla en forma de un flujo de alta presión, impactando y destruyendo el suelo. El flujo de alta presión corta y pulveriza la capa de suelo y la dispersa. Parte de ella se saca del pozo mediante la lechada y el agua, y la otra parte se mezcla con la lechada. La lechada se agita y se mezcla y, a medida que la lechada se solidifica, forma un cuerpo consolidado con cierta resistencia e impermeabilidad. fortaleciendo así la base. El método de refuerzo de inyección de lechada tiene una amplia gama de usos. La calidad de la base reforzada es aceptable y el efecto es bueno, el costo es bajo, el efecto de refuerzo es obvio y la construcción se ha convertido gradualmente en uno de los mejores. Métodos comúnmente utilizados para el tratamiento de cimientos de pilares de puentes en mi país.
2.2.3 Método de refuerzo con placa de acero pegada y método de refuerzo con fibra de carbono El refuerzo y reconstrucción de pilares de puentes también puede utilizar el método de refuerzo con placa de acero pegada y el método de refuerzo con fibra de carbono para aumentar la rigidez del muelle y mejorarla. la flexión y resistencia del muelle. La resistencia a la compresión y al corte, el método de refuerzo y el mecanismo de refuerzo son consistentes con 2.1.4 y 2.1.5, y no se describirán en detalle aquí.
El refuerzo de puentes de carreteras antiguos es más difícil que el de los puentes nuevos, porque no existen especificaciones preparadas para el mantenimiento y refuerzo de los puentes antiguos, y mucho menos dibujos estándar para su uso. Las enfermedades de los puentes son complejas y la causa. La causa de la enfermedad es difícil de determinar, por lo tanto, debemos prestar plena atención a la gestión de los viejos puentes de carretera y aumentar la inversión de capital para mantenerlos en buenas condiciones de funcionamiento y garantizar la seguridad del transporte por carretera.
Conclusión
El problema del refuerzo y mantenimiento de puentes se ha convertido en un tema de preocupación general en todo el mundo. Es el método más eficaz adoptar métodos de refuerzo para mejorar la capacidad portante del puente. resistencia a la flexión, resistencia al corte, nivel de carga, etc. La medida más económica, más simple y más aplicable, se pueden adoptar diferentes métodos según el diferente estado del puente y los requisitos de refuerzo. Garantizar que la renovación de puentes antiguos y peligrosos sea científica, razonable y económicamente segura.
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