¿Cómo diseñar el refuerzo de un puente?
El método de diseño del refuerzo de puentes es muy importante. Sólo comenzando con los detalles podemos resolver mejor el problema real, y sólo combinando la situación real podemos resolver el problema fundamentalmente. Zhongda Consulting le explicará los métodos de diseño de refuerzo de puentes.
1 Pasos y principios del refuerzo de puentes
El refuerzo de proyectos de puentes generalmente se refiere a ajustes estructurales a puentes existentes o reparaciones que amenazan la confiabilidad operativa del puente. Durante la operación de puentes, inevitablemente ocurrirán enfermedades causadas por diversas razones. Cómo llevar a cabo un diseño y tratamiento de refuerzo razonables se ha convertido en una cuestión clave en los trabajos de mantenimiento de puentes. En la práctica, los ingenieros han resumido los principios básicos en el proceso de diseño del refuerzo de puentes:
(1) Los puentes cuyas estructuras han sido dañadas y no pueden cumplir con los estándares operativos normales deben reforzarse en consecuencia. La formulación de métodos y medidas de refuerzo específicos debe combinarse con las disposiciones pertinentes de las leyes y regulaciones de nuestro país. Por lo general, según el alcance, el refuerzo de puentes se puede dividir en refuerzo general y refuerzo parcial;
(2). ) Al implementar el refuerzo del puente Antes de diseñar, es necesario realizar un análisis cuidadoso de los beneficios económicos del proyecto, comparar los costos económicos y el resultado del trabajo de reconstrucción del puente desde los tres aspectos de mantenimiento, refuerzo y reconstrucción, y elegir el más científico y plan de operación razonable;
(3) En el proceso de diseño del esquema de refuerzo, se debe considerar plenamente el impacto en otros proyectos relacionados, como proyectos de carreteras conectadas
(4; ) Al fortalecer proyectos de puentes a gran escala, se deben diseñar múltiples planes de construcción alternativos y se debe realizar un análisis comparativo de diversos aspectos, como los beneficios económicos y los efectos de ingeniería, para determinar el mejor plan de refuerzo;
(5) En el proceso de fortalecimiento del puente, la estructura original del puente debe mantenerse tanto como sea posible sin modificaciones fundamentales a la estructura existente;
(6) Durante el proceso de diseño del refuerzo, el plan de refuerzo debe ser discutido con el equipo de construcción del puente, garantizar que el plan de refuerzo determinado no cause efectos adversos en la estructura original del puente;
(7) El estado de uso actual y diversas enfermedades del puente deben considerarse plenamente en el diseño del refuerzo del puente;
(8) Puente Durante la ejecución del refuerzo, éste debe realizarse en la medida de lo posible sin obstaculizar el normal funcionamiento del puente;
(9 ) Si la construcción de refuerzo encuentra varias situaciones inesperadas, como defectos desconocidos en la estructura de ingeniería, etc., el personal de construcción debe detener la construcción inmediatamente y el plan de construcción se volverá a acordar con el diseñador y el supervisor antes de comenzar;
(10) Se deben tomar medidas de protección de seguridad para garantizar la doble seguridad del personal de construcción y la estructura del puente.
2 Métodos específicos de refuerzo de puentes
La arquitectura de puentes es una medida auxiliar basada en la forma estructural existente del puente, con el objetivo de mejorar la seguridad y estabilidad de la operación del puente. Sin embargo, para puentes con diferentes formas estructurales y condiciones de operación, se deben adoptar diferentes métodos de refuerzo para obtener mejores efectos de refuerzo. A continuación, el autor analizará brevemente varios métodos comunes de refuerzo de puentes.
2.1 Método de refuerzo de la superestructura del puente
(1) Método de refuerzo externo pretensado. Esto es lo que normalmente llamamos método de refuerzo de cable externo. El principio básico de este método es ajustar la estructura de vigas de hormigón original en el proyecto del puente agregando cables pretensados externos al puente, cambiando así su situación de tensión. En el proceso de refuerzo utilizando este método, la selección de materiales pretensados es muy importante, porque las características de resistencia y tenacidad de los materiales pretensados se reflejarán directamente en el proceso de tracción del puente. Los materiales pretensados con resistencia insuficiente son imposibles. hacer que el puente se arquee y mejorar su condición de tensión estructural. Este método se utiliza a menudo en el refuerzo temporal de puentes debido a su operación relativamente simple y su efecto obvio.
(2) Método de conversión y refuerzo del sistema. El principio básico de este método es lograr una transformación estructural parcial o total de los puentes existentes. El proceso de conversión del sistema generalmente implica la adición o eliminación de varios accesorios del puente, así como la mejora del nivel técnico del puente. La característica más importante de este método de refuerzo es que puede mejorar en gran medida el pretensado y la capacidad de carga del puente y reducir la deflexión en la estructura original.
(3) Incrementar la sección transversal o agregar método de componente local. Como sugiere el nombre, el efecto principal de este método de refuerzo se logra mediante la modificación del área de algunos componentes del puente. En el proceso de refuerzo de un puente, la estabilidad general del puente se mejora al cambiar las características básicas de cada componente de hormigón, como el área de la sección transversal, la rigidez y la capacidad de carga. Cuando se utiliza este método para reforzar la estructura del puente, suele ir acompañado del ensanchamiento y reconstrucción del cuerpo de la viga principal del puente, y los materiales consumidos son principalmente barras de acero y hormigón.
(4) Método de refuerzo con placa de acero. Este método se logra principalmente reforzando los componentes de concreto del puente con placas de acero, es decir, agregando o uniendo placas de acero con cierta dureza y resistencia a las partes débiles de la estructura del puente, mejorando así su capacidad de carga general. En la práctica, este método de refuerzo se utiliza principalmente para reforzar el hormigón armado y los pernos de anclaje de puentes. Debido a la baja rigidez de los pernos de anclaje, durante el proceso de construcción específico, el espesor de la placa de acero se puede aumentar adecuadamente según la ingeniería. condiciones. 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.
La principal ventaja y característica del método de refuerzo con placa de acero adherida en la aplicación práctica es que su construcción es simple y rápida, y puede completar el refuerzo de la estructura del puente sin cambiar la estructura original del puente. Sin embargo, sus deficiencias también son bastante obvias, es decir, no puede lograr un efecto de refuerzo relativamente duradero.
(5) Método de refuerzo con fibra de carbono y material compuesto de fibra. Este método es adecuado para el refuerzo de vigas, placas y columnas de compresión de hormigón. Las fibras de carbono y compuestas tienen excelentes propiedades físicas y mecánicas, como alta resistencia, peso ligero, resistencia a la corrosión y resistencia a la fatiga, y son materiales ideales para reforzar puentes antiguos. El rendimiento del material de unión en el método de refuerzo de fibra de carbono y compuesto es la clave para garantizar que la fibra de carbono y el hormigón trabajen juntos, y también es el eslabón débil en la trayectoria de transmisión de fuerza de los dos. suficiente rigidez y resistencia para garantizar que la fibra de carbono y el hormigón trabajen juntos. La transferencia de fuerza de corte entre la fibra compuesta y el hormigón también debe tener suficiente tenacidad para evitar la falla de la unión frágil debido al agrietamiento del hormigón.
(6) Método de refuerzo del tablero del puente. El método de refuerzo del tablero del puente consiste en agregar una capa de hormigón armado en la parte superior de la viga para formar una parte integral con la viga principal original, aumentando así la altura efectiva y la sección de compresión de la viga principal y aumentando la rigidez general del puente. tablero. Un método común y eficaz para mejorar la capacidad de carga de los puentes.
2.2 Refuerzo de pilas y cimentaciones de subestructura de puentes
Algunos métodos de refuerzo para pilas y estribos de puentes son similares a los de la estructura superior. Por ejemplo, la viga de tapa puede pretensarse externamente, ampliada en sección transversal, el refuerzo pegando placas de acero o materiales de fibra se puede reforzar vertiendo hormigón en carcasas de acero, ampliando la sección transversal, pegando placas de acero o materiales de fibra, el cuerpo de la plataforma se puede reforzar subcontratando hormigón armado; aros, agregar muros de contención auxiliares y vigas de marco. Los métodos de refuerzo como agregar varillas de anclaje y rellenar tierra después de reemplazar la plataforma tienen como objetivo aumentar la rigidez del muelle, mejorar la resistencia a la flexión, compresión y corte del muelle, y reducir la tensión en el muelle.
La cimentación del puente se puede reforzar ampliando el área inferior de la cimentación. Si la erosión de la cimentación es demasiado grande, se puede utilizar escollera, mampostería y gaviones como protección, o una presa de desvío. Se puede instalar aguas arriba y una presa de retención de arena aguas abajo.
(1) Método de refuerzo ampliando la zona inferior de la cimentación. El método de refuerzo para ampliar 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. Para el problema de la capacidad de carga insuficiente de la base en la parte inferior de la base expandida, se puede hincar una cierta cantidad de pilotes debajo de la base expandida para aumentar la capacidad de carga de la base. Los parámetros de los pilotes se seleccionan según el cálculo de la deformación de la base. Su construcción es relativamente simple, pero su desventaja es que debe integrar los cimientos nuevos y antiguos para soportar la carga superior, por lo que el costo del refuerzo es alto y el efecto del refuerzo no es fácil de controlar.
(2) Método de refuerzo mediante jet grouting a alta presión. La lechada por chorro de alta presión consiste en utilizar primero un taladro para perforar un tubo de lechada con una boquilla en una posición predeterminada en la capa de suelo, girarlo y levantarlo a una velocidad determinada y, al mismo tiempo, inyectar lechada o agua desde la boquilla. en forma de un flujo de alta presión para causar daños por impacto. El flujo de alta presión corta y pulveriza la capa de suelo y la dispersa en partículas. Una parte es expulsada del pozo por el lodo y el agua, y la otra parte. Se agita y se mezcla con la lechada a medida que la lechada se solidifica, la composición tiene cierta resistencia e impermeabilidad. Un método para reforzar la base mediante el uso de un cuerpo consolidante fuerte. El método de refuerzo de inyección de lechada tiene una amplia gama de usos, la calidad de la base reforzada es confiable 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. Métodos comúnmente utilizados para el tratamiento de cimientos de pilares de puentes en mi país.
3 Conclusión
El refuerzo de puentes es una nueva tecnología que ha atraído mucha atención en la actualidad. Este artículo solo explica los métodos de refuerzo de puentes en el diseño de refuerzo real. Según el tipo de estructura del puente, se debe seleccionar un plan de refuerzo razonable en función de la topografía del puente, la hidrología, las condiciones naturales, los efectos y funciones de refuerzo esperados, la tecnología de construcción existente, la cantidad de inversión de capital, etc. También es necesario realizar un diseño detallado. cálculos garantizando al mismo tiempo los requisitos estructurales para garantizar que el trabajo de reconstrucción del peligroso puente viejo sea científico, razonable y económicamente seguro.
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