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摘要：道路桥梁的安全承重能力一直是道路桥梁专家关注的问题,基于此,文章将从道路地基承载能力的计算、桥梁安全承载能力的影响因素等方面探讨道路桥梁安全承载能力,并提出有效提升道路桥梁安全承重能力的措施.

关键词：道路；桥梁；安全；承重性能

引言

近几年,随着我国经济的发展,公路行业的发展同样势如破竹,大跨度桥梁随着社会的需要越来越多.目前,公路建设的地基处理大多是用灌注桩,桩基础随着公路建设的发展也越来越重要.在设计桩基础和施工中,相关的工作者需要精确的计算桩基础的承载能力,保障道路桥梁的设计和施工安全科学.

1桥梁承载力的计算与分析

桥梁载荷主要是由桩基础承受的,桩基础受力原理有以下三个方面：

1.桩基础侧摩阻力受力原理.桩基础在竖向荷载的作用下,通过对桩身下的混凝土的压缩,向下产生作用力,桩侧土会通过对桩土界面的摩擦,产生一个向上的摩擦阻力,来阻挡向下作用力,这个力叫做桩侧摩阻力.当桩土界面土体向上的摩擦力达到极限时,称为桩侧极限摩阻力.桩侧极限摩阻力主要受到中下土层的摩阻力的影响.

桩侧摩阻力的计算是通过桩身,埋设钢筋应力计,测量出不同荷载之下的桩身轴力的分布情况,进而得出的.桩身会在荷载作用之下产生压缩,这个压缩至力的大小就是桩顶沉降减去桩端沉降的差值.从荷载桩身压缩曲线可以看出,荷载和压缩值之间的关系并不是线性的,随着荷载的增大,桩身压缩值会呈向下弯曲的形状,这表明在大荷载的作用下桩身会出现塑性形变.

2.桩基础阻力受力原理.桩端阻力是指桩身和桩侧土传递桩顶荷载到桩端土所承受的力.极限桩端阻力是指单桩竖向极限承载力减去桩极限摩阻力得到的值.桩端阻力通常情况下会在桩侧阻力发挥完之后再发挥作用.桩端阻力一般需要更多的桩基础沉降才能充分发挥出来.桩端阻力和桩端位移差不多是线性关系.桩端土的受力情况十分的复杂,他一方面受到桩尖负载的作用,另一方面还会受到土体自重和桩侧阻力的作用.影响单桩桩端阻力的因素有很多,例如,成桩的方法、加荷速率、桩本身的大小以及土体的特性等等.

桩端阻力的大小与桩入土深度有一定的关系：桩端阻力在桩端进入持力层之初会随着桩端的加深成线性增加,当达到一定的深度之后,桩端阻力就会保持平衡,不会再随着深度的增加而增加.

3.桩基础的负摩阻力.所谓的负摩阻力是指桩身在桩顶负荷的作用线向下产生一定的压缩位移,同时桩侧土体就产生一个的反作用摩擦阻力.桩基负摩阻力通过增加桩轴向压缩量来增加桩端阻力.

2桥梁安全承载性能影响因素分析

2.1桩周土性质

桩周土的性质是影响桩基础极限承载力最直接最重要的因素.桩周土性质不同产生的桩端阻力和桩基础侧摩阻力也不尽相同.桩侧土的剪切变形系数会影响桩侧摩阻力作用力的发挥.

2.2成桩工艺

成桩工艺也会影响桩的承载能力,主要表现在成桩工艺的不同对土体就会产生不同程度的扰动,从而影响桩的承载能力.当桩打入土体中时,会在一定程度上破坏土体的天然结构,重塑桩周围的土,在桩打进土体过程中桩会急速挤压周围的土,引起孔隙水压力的急剧上升,进而使有效应力降低.

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2.3桩长与桩径比

桩长和桩径比也会影响桩基础的承载能力.在桩进入持力层之初,桩端阻力会随着深度的增加而呈线性增长,桩端阻力在达到临界值之后,随着桩进入深度的增加,桩端阻力基本保持不变.此外,桩长和桩径的比也会影响荷载的传递,进而影响单桩极限承载力.

3.提升道路与桥梁安全承重性能的措施

提升道路桥梁安全承重能力的措施主要包括；

3.1增加截面法

增加截面法是目前最常见、最成熟的方法.这种方法主要是在加大混凝土的尺寸,增加钢筋,并使增加的受力钢筋和原结构形成整体,进而有效的增加受力钢筋的面积,提高结构的刚性,提升桥梁的承载能力.增加截面法主要的目的是增加结构的受力区,提高结构的抗压抗拉能力.

3.2桥面补强层加固法

桥面补强加固法是在桥面板上重新铺一层钢筋混凝土,来增加桥面板的截面,提高桥梁的整体刚性,进而提高桥梁承载能力的一种提高桥梁承载能力的方法.

3.3增加横系梁加固法

在桥梁的刚度不强的情况下,增加横系梁可以提升桥梁的整体刚性,从而防止在偏载情况下桥梁承受过重的压力而导致变形.1.增加横向联系拉杆

增加横向联系拉杆能够有效的降低横系梁的承重.如果横系梁结构偏弱时,尤其是横系梁出现环向裂缝的时候,就表明横系梁的抗拉能力不够,这时候需要增加横向联系拉杆,增加横向联系拉杆能够有效的改善之前的横向联系的应拉力,制约横向的移动,进而有效的提高桥梁横向强度和稳定性.2.增加立柱、纵梁间横系梁增加立柱.将钢筋混凝土斜撑结构做成X形的刚性交叉形状,将立柱植入到各端之后再浇筑一层混凝土,保证斜撑和立柱能够成为一个整体.此外,还可以将横系梁增设在分离式双幅桥的立柱之间.斜撑和横系梁的增加能够共同作用提高桥梁的整体性,进而提高桥梁的承重能力.增加横梁能够有效的改善活动载重的横向分布情况,促使活动载重能够均匀的分布在桥梁之上.值得注意的是,横梁设置的过多并不好,他会增加桥梁的恒载受力,制约了桥梁加固的效果.

3.4总结套箍加固法

在桥梁加固中,套箍加固法主要自由外包钢套箍和钢筋混凝土套箍这两种方法.1.外包钢套箍法是指利用乳胶水泥粘贴或是环氧树脂浇灌等方法粘结角钢或钢板,将立柱用钢板包裹,从而实现外包钢加固,这种方法不仅能够提高桥梁的刚性和延性,最主要是能够提高桥梁的承载能力.2.钢筋混凝土套箍法是指增加环状钢筋混凝土套箍将拱肋包裹,来提升桥梁的承载能力的方法.在进行钢筋混凝土套箍施工之前,需要对桥梁的主要拱圈进行锚爪处理,锚爪的工具主要是钢爪钉和高标号砂浆锚.这样能够防止桥梁裂缝进一步发展,最后进行套箍封闭.钢筋混凝土套箍法除了能够提升桥梁的承载能力,还能保护桥梁的拱圈不受水和风的侵蚀.

3.5箱型关键截面转换加固法

箱型关键截面转换加固法主要是指利用钢筋混凝土箱将桥梁的拱肋全部或是部分封闭,从而增加桥梁的横系梁的抗扭强度,在改善桥梁荷载分布的基础上,提高桥梁的整体承受能力,从而避免桥梁在偏载的情况下单承受过大,导致桥梁出现变形.箱型关键截面转换加固法通过多片拱肋的作用,增加桥梁的抗弯强度和抗扭强度,从而实现提高桥梁承载力的目的.

4.结束语

总而言之,随着社会和经济的发展,交通运输对道路桥梁的承载能力的要求把越来越高.如果对桥梁承载能力的分析计算不当,会对桥梁的设计和施工造成很大的失误,严重时会造威胁桥梁工程的安全.由此,相关工作人员要在熟知各种桥梁新工艺和受力原理、变形特点的基础上,加强对桥梁承载力的分析,并作出精确的计算,从而确保桥梁的承载能力达到要求,保证桥梁的安全.

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