1. Introducción
El puente en sí tiene desventajas más o menos incontrolables, insuperables o fácilmente ignoradas durante el proceso de construcción. Después de su finalización, ha sido impactado continuamente por cargas de vehículos, erosionado por fuerzas externas como el viento, la lluvia y el flujo de agua. Ha sido afectado por cambios prolongados de temperatura y humedad, e incluso ha sido severamente dañado por terremotos. La contradicción entre su capacidad de carga y la demanda de tráfico se ha vuelto cada vez más prominente. Por lo tanto, para garantizar el desempeño seguro del puente, es necesario considerar plenamente la economía, la cientificidad y la racionalidad de la construcción del proyecto, y fortalecer y reparar los defectos relacionados y los peligros ocultos del puente existente. Este artículo resume los defectos estructurales del puente, analiza brevemente la tecnología de refuerzo y mantenimiento del puente e introduce y demuestra el trabajo de refuerzo y mantenimiento del puente a través de ejemplos.
2. Finalidad y principios básicos del refuerzo y mantenimiento de puentes
El objetivo fundamental del refuerzo y mantenimiento de puentes es eliminar y reducir los defectos de seguridad y los riesgos de calidad del puente y garantizar la Función de tráfico normal del puente. Por lo tanto, sus principios básicos de manejo deben basarse en la realidad, eliminar peligros ocultos, hacer comparaciones integrales, coordinar el estrés, prevenir daños e implementar de manera ordenada.
3. Soluciones técnicas y métodos de procesamiento comunes para el refuerzo y reparación de puentes.
Las soluciones técnicas de refuerzo y transformación más utilizadas incluyen: reducir la carga muerta del puente, reforzar componentes clave, sustituir y actualizar componentes, mejorar el sistema de tensiones de la estructura original, etc. , también juega un papel importante en el aumento de la capacidad del puente para soportar cargas vivas, manteniendo el funcionamiento saludable del sistema del puente, mejorando el rendimiento del puente original y extendiendo la vida útil de la estructura existente. Los métodos de procesamiento comunes son los siguientes:
3.1 Método de refuerzo para ampliar la sección transversal del miembro
El método de refuerzo para aumentar la sección transversal del miembro, también conocido como método de refuerzo para envolver concreto , es aumentar la sección transversal del miembro y el refuerzo para mejorar la resistencia, rigidez, estabilidad y resistencia a las grietas de los componentes. También se puede utilizar para reparar grietas y es adecuado para puentes de vigas y puentes de arco.
3.2 Método de refuerzo por unión (placa de acero, fibra de carbono, fibra de nailon)
El método de refuerzo por unión es el método de unión de barras de acero. Generalmente, la resina epoxi o el adhesivo estructural de construcción se utilizan para unir materiales con alta resistencia a la tracción, como placas de acero, barras de acero o fibra de vidrio, a los bordes de tracción o partes débiles de la estructura de hormigón armado, de modo que pueda soportar la misma fuerza que la original. La rigidez de la estructura para mejorar su rendimiento mejora el estado tensional de las barras de acero y el hormigón en la estructura original y limita el desarrollo posterior de grietas, logrando así el propósito de fortalecer y mejorar la capacidad de carga del puente.
3.3 Método de refuerzo pretensado externo
Para vigas o losas de hormigón armado o de hormigón pretensado, la aplicación de pretensado externo en la zona de tracción puede compensar parte del esfuerzo de peso propio y desempeñar un papel en descarga, mejorando así en gran medida la capacidad de corte de la viga. Las ventajas del método de fortalecimiento de la tensión de bigotes externos son:
3.3.1 Puede mejorar y ajustar en gran medida la condición de tensión de la estructura original y mejorar la rigidez y la resistencia al agrietamiento de la estructura de carga con un pequeño aumento en el peso propio;
3.3.2 Dado que la estructura portante aumenta ligeramente, tiene poco impacto en las condiciones de tensión de los pilares y cimientos, y en el refuerzo de los pilares y cimientos. se puede omitir;
3.3.3 Tiene poco impacto en la operación del puente y se puede reforzar sin restringir el tráfico;
3.3.4 El método de refuerzo pretensado se puede utilizar como un método de refuerzo temporal para puentes que pasan vehículos pesados, y también se puede utilizar para aumentar permanentemente las medidas horizontales de carga del puente.
4. Ejemplos de refuerzo y mantenimiento de puentes
4.1 Descripción general del proyecto
El cuerpo del puente del proyecto de paso elevado WLD de Hefei tiene cuatro plantas, divididas en tres plantas sobre el suelo. y una capa subterránea. El puente tiene una superficie de 40.000 metros cuadrados y 8,9 hectáreas. Es un intercambio de cuatro pisos con rampas circulares dobles en dirección "Y", divididas en cinco intersecciones, que se irradian para resolver el tráfico en la dirección 17.
4.2 Principales enfermedades
Una vez finalizado el puente, lleva más de diez años en funcionamiento.
Durante este período, a través de inspecciones y evaluaciones periódicas continuas, el puente ha descubierto varios grados de enfermedad:
(1) El espesor de la capa de pavimento asfáltico en la plataforma del puente es generalmente delgado y algunas grietas longitudinales aparecen de forma intermitente. penetrar la plataforma del puente, grietas transversales en la parte superior del muelle;
(2) Hay grietas longitudinales en la parte inferior de muchas losas huecas, grietas transversales en la parte inferior de algunas vigas de placa y el espesor. de la placa inferior es delgada;
(3) Algunos tramos Las uniones de bisagra entre vigas de placa hueca son ineficaces y tienden a tensionar la placa única;
(4) Las grietas y fugas del hormigón en general corresponden a múltiples grietas transversales en la parte superior del muelle;
(5) Algunos apoyos faltan o están vacíos;
(6) Algunas placas tienen distintos grados de exposición nervaduras, expansión de óxido y espesor insuficiente de la capa protectora inferior;
(7) Hay muchas grietas en las vigas continuas coladas en el lugar y aparecen grietas de gran superficie en la mitad del tramo de la caja. vigas. Las grietas se desarrollaron desde la placa inferior hasta el alma, las grietas excedieron el estándar y el ancho máximo de las grietas alcanzó los 0,5 mm.
4.3 Los principales contenidos y métodos de este mantenimiento y refuerzo
Según el estado y el mecanismo de la enfermedad específica, combinados con los resultados de las pruebas y las condiciones del tráfico, este mantenimiento incluye principalmente: tablero del puente Renovación de reemplazo de pavimento, refuerzo continuo de vigas cajón grandes, refuerzo de vigas de placa hueca (reemplazo parcial), reparación de grietas, reemplazo y reparación de cojinetes, reconstrucción de puentes de acceso, mantenimiento de caminos de acceso e ingeniería de tráfico, etc. , reparación y refuerzo mediante pegado (fibra de carbono).
4.4 Características y principios del método de refuerzo por pegado
4.4.65438+ Un diseño razonable y seguro debe controlar que el hormigón en la parte adherida no sufra falla por corte antes de que el medio ceda y se deforma;
4.4.2 Cuando las varillas diagonales en la zona principal de tensión de tracción de la estructura del puente son insuficientes, para fortalecer y aumentar la resistencia al corte de la estructura, se pueden pegar placas de acero en los lados. de la estructura e inclinado diagonalmente en la dirección perpendicular a las grietas de corte pegado en la dirección para resistir el esfuerzo de tracción principal;
4.4.3 En el diseño del refuerzo, la placa de acero puede considerarse como la sección transversal de la barra de acero. Las placas de acero se convierten en barras de acero. Los componentes originales soportan la carga muerta y la carga viva, y las placas de acero agregadas soportan la parte de la carga viva que los componentes originales no pueden soportar.
4.4.4 En; el diseño estructural, la fibra de carbono o las placas de acero utilizadas como refuerzo pueden basarse en una forma diferente. En realidad, se requiere una forma diferente, pero el espesor de la placa de acero debe ser mayor que el espesor calculado. La placa de acero utilizada para mejorar la resistencia a la flexión debe ser lo más delgada y ancha posible, con un espesor generalmente de 4 a 6 mm. La placa de acero más delgada puede tener suficiente elasticidad para adaptarse a la forma de la superficie del componente.
4.5 Principales técnicas constructivas y puntos técnicos
4.5.1 Medidas de reparación de defectos superficiales
(1) Para superficies inferiores a (25×25) cm2 y profundidades menos de Para defectos en la superficie del concreto de 5 cm, retire el concreto suelto, exponga los agregados, elimine la corrosión de las barras de acero y repárelas con materiales de reparación a base de cemento polimérico (2) Para estructuras de concreto con áreas de defectos mayores a (25×25); cm2 y profundidad mayor a 5 cm Para defectos superficiales, retire el concreto suelto, exponga el agregado, elimine la corrosión de las barras de acero, rocíe el agente de interfaz y repare con concreto compactado con rodillo seco;
(3) Para defectos poco profundos, Utilice reparación a base de cemento polimérico.
4.5.2 Tecnología de construcción de refuerzo de placa de acero adherida
(1) Requisitos para fibra de carbono, adhesivos y materiales de imprimación
1) Fibra de carbono a base de PAN material Debe ser fibra de remolque pequeña de 12K o menos. Está estrictamente prohibida la fibra de remolque grande. Los compuestos de fibras deben estar compuestos de fibras continuas y adhesivos de resina epoxi modificada. Los indicadores técnicos se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1 Principales propiedades mecánicas de las láminas de fibra de carbono
Resistencia a la tracción (MPa), módulo elástico a la tracción (MPa), Valores estándar de elongación (%), resistencia a la flexión (MPa) ), resistencia al corte interlaminar (MPa), resistencia a la tracción positiva (MPa) y masa por unidad de área (g/㎡).
Tela unidireccional (tela)≥3100≥2.1×105≥1.5≥600≥35≥Max {2.5, ftk}, falla de adherencia del concreto 300.
2) El adhesivo para pegar fibra de carbono debe ser un adhesivo de resina epoxi modificada especialmente formulado cuyas propiedades básicas cumplan con los requisitos del adhesivo Clase A y se utilice para impregnación/unión y reparación de adhesivo único.
3) La imprimación para pegar fibra de carbono es un pegamento simple, que se utiliza para sumergir/pegar y reparar.
(2) Procedimiento del proceso
Tratamiento de la superficie del componente → Tratamiento de la capa base antes de pegar → Utilice el agente reparador de grietas epoxi FCS para reparar los defectos de la superficie del componente → Aplicar adhesivo → Pegar lámina de fibra de carbono → Curado → Pintura.
(3) Requisitos del proceso
La clave de la tecnología de pegado de fibra de carbono radica en la estanqueidad y firmeza del pegado de fibra de carbono para garantizar que se integre con la forma estructural original y pueda funcionar. juntos. Al mismo tiempo, la plataforma del puente no es adecuada para conducir mientras se cura la pasta de fibra de carbono.
Para cumplir con los requisitos anteriores, es necesario dominar correctamente el proceso de construcción y cada proceso debe ser propicio para garantizar la unión estrecha de las fibras de carbono.
(4) Requisitos de calidad de la construcción
1) Las láminas de fibra de carbono se han cortado según sea necesario
2) La temperatura del aire, la humedad del aire y la superficie del componente; el contenido de humedad cumple con la normativa
3) La imprimación y la masilla epoxi están secas (la superficie de la resina se endurece
4) El tipo de resina epoxi y la temperatura durante la construcción son adecuados; , y la proporción es exacta según las normas Pese el agente principal y el agente de curado, colóquelos en un recipiente y mézclelos uniformemente con un agitador. La primera dosis debe consumirse dentro del tiempo disponible. 5) Las especificaciones de la lámina de fibra de carbono, la posición del parche, la longitud, el ancho, la dirección de la fibra y el número de capas cumplen con los requisitos de diseño.
6) El mantenimiento debe cumplir estrictamente con los requisitos de tiempo del mantenimiento natural.
5. Conclusión
El refuerzo de puentes es un proyecto sistemático y complejo. Con la inversión gradual en infraestructura nacional, los proyectos de puentes grandes y extragrandes se han vuelto muy populares. Después de un cierto período de operación de carga, inevitablemente aparecerán una serie de defectos y problemas comunes, por lo que el refuerzo y reparación de puentes antiguos será una tendencia general en la construcción de ingeniería posterior. El mantenimiento y refuerzo de puentes es una medida técnicamente viable y económicamente razonable. También es un proyecto que ahorra energía y es respetuoso con el medio ambiente.
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