桥梁水下结构加固成套技术

2012-11-30

   桥梁水下结构主要指桥墩、桩基础等下部结构,其使用条件和使用环境较之水上结构更为恶劣,荷载与环境的双重作用使得桥梁水下结构更加容易腐蚀老化,产生各类损伤缺陷(图1),其承载力和耐久性降低,严重危及行车安全和桥梁的寿命。桥梁水下结构的传统加固方法基本上都需要弃水、防水处理。这种方法所必须的围堰、基础防渗和基坑排水往往耗费大量的时间和费用,并且施工过程中占用航道空间,尤其对交通运输繁忙的河道,加固过程中的所造成的间接影响更是不可估量。

1 桥梁水下结构典型的损伤缺陷

 

   由吴刚教授为首的课题组,在浙江省交通厅课题、西部交通科技、国家科技支撑计划的资助下,以水下无排水施工为指导思想,研究开发了桥梁水下结构加固成套技术。包括:水下结构加固用材料及相关制品,新型水下结构加固技术的计算理论与设计方法、施工技术与质量控制方法等,并进行了新型加固技术的应用试点研究。
   1、研发设计了定位准确、测试快速的桥梁水下桩基础检测系统,在中度浑浊的自然水域,可以得到清晰的水下视频图像(图2),并在视频中叠加拍摄对象的实时方位和深度数据信息,通过三维坐标精确定位水下桩基础病害。

  2 水下检测现场(左)及其观测结果(右)

  

   2、国内首次以真空辅助成型工艺,研究开发了水下桩基础加固用的FRP网格制品,对不同FRP网格产品形式进行了系统研究,研究了FRP网格制品的力学性能。

   3、国内首次研发了纤维(FRP)网格加固桥梁水下结构的“无排水”施工技术,解决了施工工艺的关键技术难点:利用了FRP网格水下成型方便、水下不分散砂浆或水下不分散树脂的水下施工性能,在无排水条件下实现对水下结构的加固,实现了桥梁水下结构高速、便捷、廉价、可靠的加固技术(图3)。

3 无排水施工模拟(左上),无排水成型试件(左下),无排水加固效果(右).

 

   4、对纤维(FRP)网格桥梁水下结构,进行大量的模拟试验,提出了FRP网格水下加固承载力计算与设计方法。
   5、国内首次对纤维(FRP)网格加固桥梁水下结构进行试点应用(图4)。
   6、

 

图4 试点工程潜水员配合(左),试点工程FRP网格(中)及其试点工程钢套管下沉(右).
        
 
                                                                       (魏洋)

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