2.5 锚喷混凝土加固法
2.5.1 锚喷混凝土的定义
“锚喷混凝土”实际上由两部分组成,首先是将锚杆锚入拟补强部位结构内,挂设补强钢筋网,然后再喷射一定厚度的混凝土,形成与原来结构共同承受外载作用的组合结构。所以,锚喷混凝土是借助喷射机械,利用压缩空气将新混凝土混合料,通过管道高速喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上,待其凝结硬化形成一种钢筋混凝土。
锚喷混凝土不需振捣,而是在高速喷射时,由水泥与骨料的反复连续撞击而使混凝土压密,同时又可采用较小的水灰比(常为0.4~0.45),使其与混凝土、砖石、钢材产生较高的粘结强度,所以新旧混凝土结合面上能够传递拉应力和剪应力。
2.5.2 锚喷混凝土加固机理
锚喷混凝土加固桥梁的方法是“新奥法”隧道施工法在桥梁加固中的应用,其加固桥梁的原理就是通过新增加混凝土与受力钢筋和原结构紧密结合,组成“锚喷混凝土(内含补强钢筋网)—锚杆—原结构”的整体组合结构。通过锚喷加固层与原结构紧密粘结在一起,既阻止了原结构由于裂缝等原因造成的局部应力集中病害,又恢复了原结构变形的协调性,使其能够承受更大的外荷载。
2.5.3 锚喷混凝土加固设计原则
根据加固原理,锚喷混凝土加固桥梁实际上仍是加大构件截面加固法。所以,加固设计原则仍按加大构件截面的方法进行内力计算。其设计原则为:
(1)恒载内力(包括新喷射的混凝土)按原构件的截面模量进行计算,即新喷的混凝土恒载仍作用于原构件上;
(2)活载内力用加大后的组合体截面模量计算内力,即新旧混凝土作为一个整体计算,对不同的混凝土标号和新增的补强钢筋按其弹性模量进行截面换算;
(3)仍按弹性理论进行计算;
(4)强度验算按照喷射截面占原截面的比率,考虑是否按组合截面进行有关验算;
(5)进行加固设计前,应弄清桥梁的原始情况以及病害原因,对桥梁的基本承载能力作出评价;
(6)采用的喷射混凝土与钢筋的强度等级,不应低于原结构的强度等级。对于结合截面处两种不同强度等级的混凝土共同作用时,应以较低强度等级作为计算标准来进行换算。
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