¿Una breve discusión sobre la tecnología de refuerzo de puentes?

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Con el aumento de la vida útil de los puentes y la creciente carga de los puentes, muchos puentes en nuestro país han resultado dañados, por lo que estudiar cómo repararlos se ha convertido en un tema importante en el diseño de puentes actual. A través del análisis de los casos actuales de la mayoría de las reparaciones de puentes en mi país, el refuerzo de puentes es el método más básico y comúnmente utilizado para reparar puentes enfermos y mejorar la capacidad de carga de los puentes. Este artículo presenta el propósito del refuerzo de puentes y lo analiza. Se dan los métodos y características comunes del refuerzo de puentes. La selección del esquema de refuerzo de puentes y la evaluación del efecto de refuerzo.

Los puentes son el cuello del tráfico de las autopistas, y su función incide directamente en la fluidez de todo el trazado. Las autovías existentes se vieron seriamente afectadas por las limitaciones de diseño, materiales, refuerzo constructivo, etc. de aquel momento. Al restringir el desarrollo del transporte por carretera y al no poder adaptarse al rápido crecimiento del volumen de tráfico, la inspección de puentes antiguos y la tecnología de refuerzo de puentes antiguos son muy urgentes.

1 Propósito del refuerzo

Con el creciente desarrollo de la economía nacional de mi país y el rápido crecimiento del volumen de tráfico, a partir del año 2000, la longitud total de puentes peligrosos en mi país ha alcanzado Más de 20.000 metros lineales. Si se derriba y reconstruye, no sólo costará mucho dinero, sino que también llevará mucho tiempo. Si el antiguo puente existente se refuerza y ​​reconstruye de manera planificada y paso a paso, la vida útil del puente. Se puede ampliar con una pequeña cantidad de inversión de capital después de reforzar el puente, de modo que el puente pueda satisfacer las necesidades del volumen de tráfico y también pueda facilitar la concentración de la inversión en puentes, lo que traerá enormes beneficios económicos y sociales al país. Por lo tanto, el diseño del refuerzo debe basarse en los principios básicos de "fuerte y confiable, simple y duradero, y económico y aplicable".

2 Métodos de refuerzo

El refuerzo, en pocas palabras, consiste en utilizar ciertas medidas para mejorar la capacidad de carga y el rendimiento de los componentes e incluso de toda la estructura para cumplir con nuevos requisitos. Los métodos antiguos de refuerzo de puentes se pueden resumir en las siguientes categorías.

2.1 Armadura estructural

Método de armadura exterior pretensada. El principio de refuerzo del método de pretensado externo es colocar materiales pretensados ​​en la zona de tensión del borde inferior de la viga y producir un pretensado excéntrico en la viga a través de la tensión. Bajo la acción de esta presión excéntrica, la viga se arqueará hacia arriba, descentrándose. parte de la tensión de peso propio, reduciendo la deformación estructural y el ancho de la grieta, mejorando la tensión estructural y aumentando significativamente la capacidad de carga estructural. Actualmente, se utilizan comúnmente dos métodos: el método de refuerzo con tirante pretensado tipo refuerzo inferior y el método de refuerzo externo con haz de alambre de acero pretensado.

Con arreglos razonables para el proceso de construcción, este método puede minimizar el impacto en el tráfico en el puente e incluso puede organizar la construcción con tráfico abierto limitado. Por lo tanto, ha habido muchos ejemplos de ingeniería nacional en los últimos años. . Como el refuerzo del puente de la línea principal del Intercambio Panjin de la Carretera Nacional 301 y el puente de rampa WH del Intercambio Panjin. Sin embargo, el problema de la anticorrosión de los tendones pretensados ​​externos después del refuerzo aumenta en cierta medida el costo del mantenimiento posterior. Por lo tanto, generalmente no es el método de refuerzo preferido por los departamentos de carreteras.

Método de refuerzo con placa de acero en pasta o fibra de carbono (CFRP). El método de refuerzo de placa de acero pegada utiliza adhesivos y pernos de anclaje para adherir y anclar la placa de acero a la superficie de tensión u otras partes débiles de la estructura de concreto, de modo que la placa de acero y la estructura de concreto reforzado formen un todo, para lograr el objetivo de mejorar la capacidad portante de la estructura. Este método tiene las ventajas de básicamente no cambiar el tamaño de la estructura original, una construcción simple, una tecnología confiable, un buen efecto de refuerzo a corto plazo y una tecnología madura. En los últimos años, ha sido ampliamente adoptado por los departamentos de carreteras en el refuerzo y mantenimiento de. Puentes de hormigón armado. Es el método más utilizado en los últimos años. Como el refuerzo del puente Guangzhou Dongpu.

La tecnología de refuerzo de fibra de carbono es una nueva tecnología introducida desde el extranjero en los últimos años. Debido a su alta resistencia, resistencia a la corrosión y construcción simple, se ha utilizado ampliamente en proyectos reales. Como el refuerzo del paso elevado del intercambiador de Futian de la autopista Guangzhou-Shenzhen y el refuerzo del puente del río Yangyong de la autopista nacional 107 (tramo Shenzhen). Sin embargo, debido a algunos defectos de la propia fibra de carbono, como la fragilidad y la mala resistencia al fuego, la aplicación de este material es limitada.

Aumentando la sección y reforzando el acero. El método de ampliar la sección transversal y reforzar el refuerzo generalmente adopta aumentar el tamaño de la parte inferior o lateral de la viga y agregar refuerzos principales para aumentar la altura efectiva de la sección de la viga principal, logrando así el propósito de mejorar la capacidad de carga del puente. capacidad.

Sin embargo, dado que todas las operaciones del método de sección transversal ampliada deben realizarse en la parte inferior de la viga durante el proceso de construcción, la construcción es difícil y la calidad de la construcción es difícil de controlar, aunque el costo no es demasiado alto. En algunos casos, los factores anteriores restringen este método. La tecnología se usa ampliamente y generalmente se usa para el refuerzo y reparación de vigas de sección en T. Como el refuerzo del puente sobre el río Tongbai Huaihe en Nanyang, Henan.

Cambiar el método de refuerzo del sistema de tensiones estructurales. El método de refuerzo para cambiar el sistema de tensión estructural es lograr el propósito de mejorar la capacidad de carga general de la estructura cambiando el sistema de tensión de la estructura del puente. Es un método de refuerzo que cambia de pasivo a activo. Esta tecnología tiene las ventajas de mejorar la capacidad de carga estructural, aumentar la rigidez estructural y reducir la deflexión. Sin embargo, la construcción y renovación de este método de refuerzo generalmente implica el reprocesamiento del pavimento del tablero del puente, lo que aumenta el costo de la renovación y el efecto de refuerzo se ve muy afectado por la calidad de la construcción de la zona de momento flector negativo. Actualmente, rara vez se utiliza. solo. Por ejemplo, el puente de arco continuo Tujiazui (L0=70 m) en Ezhou, Hubei fue reforzado en 2003, y el puente de arco continuo Jianglejishan (L0=30 m) en Fujian fue reforzado en 2005.

Además, los métodos de refuerzo estructural incluyen la adición de métodos de refuerzo de vigas principales, métodos de refuerzo de hormigón proyectado de anclaje y la adición de métodos de refuerzo de contacto lateral.

2.2 Refuerzo no estructural

Pavimento de tablero de puente de reparación de hormigón con fibras de acero. En caso de daños graves al pavimento del tablero del puente, se puede utilizar hormigón con fibra de acero para repararlo. Este material tiene alta resistencia, fuerte resistencia al agrietamiento, resistencia al impacto y resistencia al desgaste. Puede extender la vida útil de la plataforma del puente y mejorar el rendimiento de la tensión estructural de la viga sin aumentar la carga muerta del puente.

Renovación de juntas de dilatación. En el mantenimiento de puentes, se utilizan con éxito los siguientes tipos de juntas de dilatación. Las juntas de expansión SFP de "tres pruebas" se usan ampliamente en puentes grandes; las juntas de expansión con nervaduras de imitación se usan ampliamente en puentes grandes y medianos, y el efecto es obvio. Las juntas de expansión sin costura de puentes de las series TST y FG también se usan en puentes pequeños y medianos; Puentes de tamaño mediano. Ser ampliamente utilizados.

Refuerzo de estribo de puente alto en forma de U 2.3

Método de marco de cable de anclaje pretensado. Este método de refuerzo adopta el plan de agregar 40 cm de hormigón armado a la pared frontal del estribo en forma de U y las dos paredes laterales, y agregar anclajes de cable pretensados ​​horizontales a las dos paredes laterales y agregar anclajes al suelo a la pared frontal. Esta solución es adecuada para la reparación de pilares de puentes altos que no pueden interrumpir el tráfico y no pueden erigir un puente corto.

La varilla de anclaje se combina con el método del aro de hormigón armado. Este método de refuerzo utiliza lechada y solidificación de la cavidad del pilar y la capa de soporte de la base del pilar, y luego introduce varillas de anclaje y aros de acero del canal. Finalmente, se agregan 25 cm de hormigón armado a la pared frontal y a ambos lados de la U. Estribo en forma de pared. Las paredes están unidas mediante varillas de anclaje formando un todo. Esta solución es adecuada para casos en los que la capacidad portante de la cimentación es insuficiente y no se realiza el tratamiento constructivo, provocando el hundimiento del muro frontal del estribo del puente.

2.4 Refuerzo de la pila del puente

El objetivo principal del refuerzo de la subestructura del puente es mejorar la capacidad portante general de la pila del puente. Si la pila del puente sufre daños estructurales, se puede reforzar con hormigón, placa de acero o fibra de carbono. Sin embargo, para estructuras con rigidez transversal relativamente grande, como pilares sólidos, los cambios de estado son causados ​​principalmente por los cimientos. En este momento, podemos centrarnos en mejorar su capacidad para sujetar el muelle y mejorar la capacidad de carga general del muelle. rellenando suelo duro o aplicando lechada a los cimientos. El levantamiento de pilotes es un método de refuerzo eficaz comúnmente utilizado, es decir, agregar un pilote a cada lado del pilote antiguo y expandir la plataforma de la tapa colocando refuerzo para garantizar la misma tensión. Otro método de refuerzo de cimientos de pilotes son los casquillos de hormigón armado. Debido a la construcción de la base del pilote inferior y otras razones, la base del pilote se ha reducido en diámetro. El método de refuerzo adoptado es quitar los objetos flotantes en el cuerpo del pilote y, después de plantar el refuerzo, rodear el hormigón microexpandido. En la actualidad, en muchos proyectos de refuerzo y reconstrucción de puentes, se utilizan varios métodos diferentes para el mismo puente al mismo tiempo para diferentes partes, diferentes componentes y diferentes motivos de modificación. Por ejemplo, el puente del río Mamingxi Jinsha en Yibin se reforzó añadiendo métodos de refuerzo de componentes, métodos de refuerzo de placas de acero pegadas, métodos de refuerzo de fibra de carbono y métodos de refuerzo de la plataforma del puente. El puente Nimu en el Tíbet se reforzó mediante métodos de refuerzo de placas de acero pegadas y carbono; métodos de refuerzo de fibra, refuerzo de la capa de la plataforma del puente y método de refuerzo; el refuerzo del puente Shaoxing Doumen adopta el método de refuerzo de componentes adicionales, método de refuerzo y refuerzo de la capa de la plataforma del puente, etc.

3 Selección del plan de refuerzo

El plan de refuerzo está relacionado con muchos factores. Los principales factores que a menudo se consideran son: 3.1 tipo de estructura del puente; 3.2 topografía, hidrología y condiciones naturales del puente; 3.3 análisis de la situación actual del puente Conclusión de la investigación; 3.4 nivel de tecnología de construcción; 3.5 si se puede cerrar el tráfico; 3.6 efecto de refuerzo esperado; 3.7 cantidad de inversión de capital, etc.

Un plan de refuerzo razonable es optimizar la combinación de los métodos de refuerzo anteriores para reflejar el efecto de refuerzo y los beneficios económicos. Cabe señalar los dos puntos siguientes: Los diferentes métodos de refuerzo tienen métodos de cálculo de diseño correspondientes. La mejora en la capacidad de carga de la estructura del puente reforzada está restringida por la estructura original, como la relación de refuerzo de la estructura original, el tamaño de la sección transversal, etc., y es imposible aumentar la capacidad de carga sin límite;

4 Evaluación de los efectos del refuerzo

El refuerzo del puente debe formar especificaciones especiales basadas en un resumen continuo de la experiencia. y progreso tecnológico. Al mismo tiempo, se debe prestar atención a las pruebas y observación de puentes reforzados para determinar la efectividad del refuerzo. La superestructura reforzada de un puente generalmente se somete a pruebas de carga estática o dinámica, y los resultados de la prueba se comparan con los resultados del cálculo del diseño del refuerzo para determinar si el refuerzo del puente tiene éxito o no. Sin embargo, para la subestructura, es inconveniente realizar pruebas de carga para evaluar cuantitativamente el efecto de refuerzo de las pilas del puente a través de sus cambios de frecuencia.

La tecnología de refuerzo y mantenimiento de puentes es una nueva tecnología que ha surgido recientemente. Para guiar la aplicación de la tecnología de refuerzo de puentes, es necesario proponer un conjunto completo de especificaciones técnicas prácticas para la inspección y evaluación de puentes de carreteras. y refuerzo Brindar apoyo técnico para la reconstrucción de puentes viejos peligrosos en las carreteras de mi país para garantizar que la reconstrucción de puentes viejos peligrosos sea científica, razonable y económicamente segura, haciendo que el refuerzo de puentes esté "basado en la ley".

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