우리나라 국민경제의 발전과 교통량이 급속히 증가함에 따라 도로의 교통밀도와 차량 축중량이 계속 증가하면서 도로교량의 부하가 계속 증가할 수밖에 없다. 또한 일부 낡은 다리는 노후화, 파손 또는 원래 설계 기준에 의해 제한되어 현대 교통의 요구 사항을 충족시킬 수 없습니다. 2000 년까지 우리나라의 위태로운 다리의 총 길이는 이미 2 만여 연미터에 이르렀다. 재건축을 철거하면, 많은 돈이 들 뿐만 아니라, 시간이 오래 걸린다. 기존의 낡은 다리를 체계적으로 보강하고, 적재능력을 회복하고, 새로운 시대의 도로 운송 수요를 충족시킬 수 있을 뿐만 아니라, 국가에 막대한 경제적 사회적 효과를 가져다 줄 수 있다.
1, 교량 보강 절차 및 기본 원칙
일반적으로 교량 보강에는 기존 교량의 개조와 병해 교량의 수리가 포함된다. 이 중 기존 다리의 개조는 일반적으로 교통량 증가, 설계 하중 기준 향상, 도로 노상 폭 확대 등으로 인해 일부 교량이 현재 교통 요구 사항을 충족하지 못하는 경우가 많습니다. 병해 교량의 보수는 일반적으로 교량 재료의 노화, 운영유지 부적절한 등의 원인으로 인한 것이다. , 일부 교량 질병, 유지 보수. 교량 보강은 교량 설계와 마찬가지로 설계 사양을 만족시켜야 하며, 기술 실현 가능성, 경제성, 구조적 안전의 원칙에 부합해야 하며, 일정한 절차와 절차를 거쳐야 합니다. 이를 강화 개념 설계라고 합니다.
1. 교량 구조가 구조적 고장 또는 손상으로 인해 구조적 안전 또는 정상적인 사용 요구 사항을 충족하지 못할 경우 보강해야 합니다. 보강 설계의 내용과 범위는 평가 결론 및 위임자의 요구 사항에 따라 결정되어야 하며 전체 다리, 지정된 세그먼트 또는 특정 구성요소를 포함할 수 있습니다.
2. 기존 교량 수리 강화 개조의 경제 분석 모델을 구축하고, 분석 비교를 통해 기술 실현 가능, 경제성, 기존 교통에 대한 간섭이 적은 방안을 선택하여 개조 후 교량의 안전한 운영을 보장합니다.
3. 필요에 따라 교량을 개조하는 평가 결론과 경제분석을 통해 기존 교량이 보강수리를 통해 사용 요구 사항을 충족시킬 수 있다는 것을 알게 된 후 교량 보강 설계 방안을 제시한다.
4. 교량과 특대교, 주요 하중지지 부재가 견고해야 할 때 2 개의 견고성 설계 방안을 마련해야 하며, 방안 비교와 경제성 평가를 통해 최적의 견고성 강화 방안을 선택해야 한다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 경제명언)
5. 철근의 설계 및 시공은 가능한 기존 구조를 손상시키지 않고 사용 가치가 있는 구성요소를 보존하여 불필요한 철거나 교체를 피해야 합니다.
6. 보강 설계는 시공 방법과 밀접하게 결합되어야 하며, 신구 구조의 연결이 함께 작동할 수 있도록 효과적인 조치를 취해야 한다.
7, 보강 설계는 구조의 실제 파괴에 따라 계산되어야 합니다.
8. 공사를 보강할 때는 다리 위, 다리 아래 차량, 보행자에 대한 간섭을 최소화하고 주변 환경에 대한 오염을 줄이기 위해 필요한 조치를 취해야 한다.
9. 시공과정에서 원래 구조나 관련 공사 구조의 은폐부위에 심각한 결함이 있는 것을 발견하면 즉시 시공을 중단하고 보강 방안 설계자와 함께 연구를 진행하고 효과적인 조치를 취한 후에야 공사를 계속할 수 있습니다.
10, 보강 공사 중 안전 모니터링 조치를 취하여 인원과 구조의 안전을 확보해야 합니다.
결론적으로, 콘크리트 배력근 설계에서는 우선 이 배력근 원칙을 명확히 하여' 견고하고, 오래 견디며, 경제, 적용' 을 해야 한다.
2, 교량 보강 방법
간단히 말해서, 보강은 새로운 요구 사항을 충족시키기 위해 구성 요소 및 전체 구조의 운반 능력과 사용 성능을 향상시키는 조치입니다. 이러한 조치에는 외부 사전 응력, 구조의 힘 상태 변경, 원래 설계 상태로 되돌리기 또는 새로운 요구 사항 적용과 같은 전체 구조에 대한 직접적인 변경이 포함됩니다. 일부 조치는 단면을 대상으로 합니다. 즉, 전단 강도와 같은 단면의 베어링 강도를 높여 전체 구조의 베어링 용량 수준을 높입니다.
교량의 원인, 부위 및 기존 브리지형 방안에 따라 서로 다른 보강 방법을 채택해야 한다. 현재 교량 상부 구조에 일반적으로 사용되는 보강 방법은 외부 사전 응력 보강, 시스템 변환 보강, 추가 구성요소 보강, 강판 보강, 탄소 섬유 보강, 교량 상판 보강 등입니다. 교량 하부 구조에 일반적으로 사용되는 보강 방법은 기초 보강법 확대, 고압 스프레이 그라우팅 보강법 등이 있다. 위의 보강 방법은 다음과 같이 소개됩니다.
2. 1 교량 상부 구조물 보강
2. 1. 1 외부 사전 응력 보강법 외부 사전 응력법의 보강 원리는 빔의 아래쪽 가장자리에 사전 응력 재질을 설정하고 장력을 통해 빔을 편심시키는 것입니다. 이러한 편심 압력 하에서 빔은 자중 응력의 일부를 상쇄하고, 구조 변형과 균열 폭을 줄이고, 구조 힘을 개선하며, 구조 운반 능력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 일반적인 사전 응력 콘크리트 구조에 비해 사전 응력 리브와 원래 구조는 고정 지점에서만 빔에 연결되며 접착되지 않은 사전 응력 구조와 유사합니다. 이 방법은 원래 구조의 상태를 크게 개선하고 조정할 수 있으며, 자중 증가가 크지 않은 경우 구조의 강성과 균열 저항력을 높일 수 있습니다. 이 방법은 중형 차량을 통과할 때의 임시 보강뿐만 아니라 교량의 운반 능력을 높이기 위한 영구 보강 조치로도 적용된다.
이 방법의 주요 적용 사례는 다음과 같습니다. 콘크리트 보의 프리스트레스 철근이나 일반 철근의 심각한 부식 등으로 인해 구조적 하중력이 감소할 때 교량의 하중 등급을 높여야 한다. 보의 균열 및 철근의 피로 응력 크기를 제어하는 데 사용됩니다. 높은 응력 아래 구조, 특히 대형 구조의 보강에 적합합니다.
현재 일반적으로 사용되는 외부 사전 응력 방법에는 내승식 사전 응력 레버 보강법과 외부 사전 응력 스트랜드 보강법이 있습니다.
국도 30 1 판금인터체인지 본선교와 판금인터체인지 WH 회전도교는 외부 사전 응력 방법으로 보강되어 교량의 전반적인 사용 성능을 향상시키고 교량의 수명을 연장시켰다.
2. 1.2 체계 개조강화법 구조체계 변경구교를 보강하는 것은 보통 추가 구성 요소를 추가하거나 기술개조를 하고 교량의 힘체계 및 힘상태를 변경함으로써 하중지지 구성 요소의 힘을 낮추고 교량의 성능을 개선하여 적재능력을 높이는 것을 의미한다. 이 기술은 구조적 하중 용량을 향상시키고, 구조적 강성을 증가시키고, 처짐을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있습니다.
일반적으로 사용되는 방법은 아치 다리를 빔 아치 시공 방법으로 변환하는 것입니다. 빔 브리지를 빔 아치 조합 시스템 방법으로 변환합니다. 연속 방법에 대한 간단한 지원; 다중 스팬 단순지지 빔은 단순지지 후 교량 상판 연속 시스템 방법으로 변환됩니다. 보조 교각을 추가하는 방법 등. 위의 보강 방안은 형식이 다르지만 보강의 본질은 동일합니다. 즉, 보강된 교량은 새로운 지지점을 추가하여 빔의 계산 스팬을 줄이고 구조의 운반 능력을 높였습니다.
푸젠성 영안시 대계대교는 1970 년대 초에 세워진 9 홀 쌍곡선 아치 다리이다. 브리지형은 22.10m+25.60m+7x22.10m 연속 아치 다리, 설계 하중은 자동차-13, 트레일러 -60 입니다. 교통량이 늘면서 다리는 운영 과정에서 큰 병해와 부하를 일으켰다. 2002 년 영안시에서 이 다리를 검사한 결과, 이 다리는 견고성 조치를 통해 자동차 -20 급과 트레일러-100 부하 등급의 요구 사항을 충족시킬 수 있는 것으로 나타났습니다. 보강 방안은 연속 아치 다리를 보 아치 건축 체계로 개조하는 방법을 채택하고 있다. 개조를 강화할 때는 먼저 측벽, 아치 및 아치 충전재를 철거하고, 주 아치 등은 완전히 노출됩니다. 둘째, 주 아치의 아치와 아치를 강화하고 현장 타설 콘크리트를 사용하여 단면을 늘립니다. 그런 다음 높은 복부 아치를 연결하고 빔 판교에 따라 단순지지 교량 상판을 구성하여 주 아치의 하중을 줄이고 주 아치의 운반 능력을 향상시킵니다. 견고성 개조를 거쳐 몇 년간의 사용 끝에 효과가 매우 좋다는 것을 증명하였다. 비슷한 예가 많이 있다. 이를테면 2003 년 후베이 오주 보강된 입연속 아치 다리 (L0=70m), 2005 년 푸젠성에서 보강된 장락계산 연속 아치 다리 (L0=30m) 등이 있다.
2. 1.3 구성요소 보강 방법 추가 구성요소 보강을 늘리는 방법은 주로 대들보를 늘려 하중력을 높이거나 개조를 넓히고 측면 연결을 강화하기 위해 칸막이를 늘리는 것입니다. 교각 기초에는 좋은 안전 성능과 하중 용량이 있고, 상부 구조는 기본적으로 온전하지만, 그 운반 능력은 요구 사항을 충족시키지 못하고, 교량 상판을 넓혀야 할 때, 일반적으로 하중력과 강성이 높은 새 대들보를 사용하여 신구 빔을 서로 연결하여 같은 힘을 감당한다. 넓힐 필요가 있고, 교각대는 넓힐 필요가 있다.
일반적으로 사용되는 방법은 다음과 같이 나눌 수 있습니다. 대들보 보강 (교량 상판을 넓히지 않음); 보강을 위해 측면 빔을 늘립니다. 일방적으로 기술 혁신을 넓히다. 기술 혁신의 양자 간 확대; 보조 보 보강 철근을 추가합니다.
사오싱두문대교는 1980 년대에 세워진 강성 아치 다리 (L0=40m) 이다. 20 여 년의 사용 끝에 많은 병해가 발생했는데, 특히 중형 트럭이 다리를 건널 때는 더욱 그러하다. 2004 년 이 다리 병해에 대한 조사 분석을 통해 대들보가 너무 가늘어 (원래 빈 박막 빔으로 설계되었음) 중형 차량이 다리를 가로질러 흔들리는 주요 원인으로 밝혀졌다. 보강 개조 과정에서 각 주 아치 다리에 8 개의 철근 콘크리트 솔리드 보가 추가되고 대각선 위에 4 개의 철근 콘크리트 솔리드 보가 추가되었습니다. 개조된 뒷다리 빔은 여전히 온전하여, 중형 차량이 다리를 건널 때 다리가 더 이상 흔들리지 않고, 운행이 완전히 정상적이다.
하남 남양동백하대교는 옆구리를 강화하고 넓히는 기술 방안을 채택하여 상하 구조를 동시에 넓히고 구조의 적재능력을 높였다. 이 다리는 자체 보강이 완료된 후 상태가 양호하고 시각 효과가 좋다.
2. 1.4 접착판 보강법 접착판 보강은 접착제를 이용해 강판을 철근 콘크리트 구조의 인장 모서리 또는 약한 부위에 접착시켜 구조와 전체적으로 형성함으로써 보의 하중 능력을 높이는 보강 방법입니다. 토지발 볼트가 강판을 보에 고정시킨다면, 지발 볼트 강판법이라고도 하며, 강판은 적당히 두껍게 할 수 있다. 인장 콘크리트 표면에 강판을 고정하면 콘크리트 구조물의 굽힘 강성을 높이고, 구조의 처짐을 줄이고, 균열의 발전을 제한할 수 있다. 또한 시공시 설계 요구 사항에 따라 강판을 절단하여 점강 구성요소의 굽힘, 압축, 전단 성능을 효과적으로 발휘하여 힘이 균일하고 콘크리트에 응력 집중 현상이 발생하지 않도록 할 수 있습니다. 또한 이 방법은 시공이 간단하고 빠르며, 구조적 모양에 영향을 주지 않고, 보강 비용이 낮고, 교량 여유 공간을 줄이지 않고, 부하가 적다는 장점이 있습니다. 단점은 접착제의 품질과 내구성이 보강 효과에 영향을 미치는 주요 요인이라는 것이다.
광저우 동포대교는 주강을 가로지르는 대교로 1998 에 개통되었다. 주 항로교형은106.6m+2x160m+106.6m 이고 보조 항로교형은 51m+3m 입니다 구체적인 조치는 수리 부위의 콘크리트 표면을 매끄럽게 하는 것이다. 아세톤이나 크실렌으로 수리 부위의 콘크리트 표면과 처리된 강판 표면을 닦는다. 접착 표면에서 기름과 먼지를 제거합니다. 강판과 콘크리트의 접착면에 에폭시 기반 액체 접착제를 골고루 칠합니다. 사각 목재, 앵글 강, 고정 볼트로 강판을 골고루 누르다. 필요한 시간 동안 건강을 유지하고 억압에 사용된 재질을 제거합니다. 강판 표면에 경화된 페인트를 칠하다. 이 다리의 보강 공사는 현재 이미 완성되었고, 보강 효과가 양호하다.
2. 1.5 탄소섬유 보강법 스티커 탄소섬유 보강기술은 고성능 접착제로 건물 구조 표면에 탄소섬유 천을 붙이는 것을 말한다. 구조 부하가 증가하면 이 두 가지가 함께 작동하여 구성요소의 하중 용량을 증가시켜 보강 목적을 달성합니다. 섬유 복합 재질의 역학 특성은 응력 변형이 완전히 선형이며 항복점이나 소성 영역이 없다는 것입니다. 탄소섬유는 강도가 높고, 무게가 가벼우며, 부식에 내성이 있으며, 피로에 내성이 있는 등 우수한 물리적 역학 성능과 시공 속도가 빠르고, 공사 기간이 짧으며, 접착품질이 보장되기 쉽다는 장점이 있어 낡은 다리를 보강하는 데 이상적인 소재입니다. 탄소섬유 보강법에서 접착재의 성능은 탄소섬유와 콘크리트의 공동 작업을 보장하는 열쇠이자 두 가지 힘 전달 방식 중 약한 고리이다. 따라서 접착재료는 탄소섬유와 콘크리트 사이의 전단력 전달을 보장하기에 충분한 강성과 강도가 있어야 하며, 콘크리트 균열로 인해 바삭한 접착이 무효화되는 것을 막을 수 있는 충분한 인성이 있어야 합니다. 탄소 섬유로 오래된 다리를 보강하면 다른 보강 방법에 비해 원래 구조의 응력 분포를 최소화할 수 있으며 설계 하중 범위 내에서 원래 구조와 동일한 힘을 얻을 수 있습니다.
광심고속도로 후쿠다 인터체인지 대교 현장 이형 콘크리트 중공 슬래브 보 바닥에 여러 군데 균열이 생겨 판 안의 철근 녹이 부식되고 교량 하중력이 낮아졌다. 발견 후 탄소섬유 천을 붙이는 방안을 채택하여 보강하다. 구체적인 조치는 균열에 있는 콘크리트 표면을 처리하고, 콘크리트 구조층이 드러날 때까지 철근 표면의 푸석한 부분을 제거하고, 평평하게 다듬고, 강력한 드라이어 또는 아세톤으로 표면 먼지를 완전히 제거하여 건조하고 깨끗하게 하는 것이다. 그런 다음 공장에서 제공한 혼합비와 공예 요구 사항에 따라 처리된 콘크리트 표면에 페인트를 칠하고 디자인 요구 사항에 따라 탄소 섬유 천을 재단하여 붙여 넣습니다. 보강 후 교량의 하중력이 회복되어 관찰된 보강 효과가 양호하다. 심풍금 고속도로 춘신로 육교 보강, 국도 107 (선전 구간) 양영하대교 보강 등 비슷한 사례도 많다.
2. 1.6 교량 상판 보강법은 보 (교량 상판) 의 윗면에 철근 콘크리트를 깔아 원주인 보와 하나로 만들어서 대들보의 유효 높이와 압축 단면을 증가시키고, 교량 상판의 전체 강성을 높이며, 교량의 운반 능력을 높이는 일반적이고 효과적인 방법이다. 보강층의 항재를 줄이기 위해, 흔히 원래의 교량 상판을 파내고, 신구는 잘 결합할 수 있고, * * * 함께 힘을 받는다.
현재 많은 교량 보강 개조에서 같은 다리에 대해 부위, 구성요소, 개조 원인에 따라 여러 가지 다른 방법을 채택하고 있다. 이빈마명계 금사강대교 보강, 구성요소 추가, 강판 부착, 탄소섬유 강화, 교량 상판 보강 등의 방법을 채택하고 있습니다. 티베트 니목대교 보강은 강판 부착, 탄소섬유 강화, 교량 상판 보강 등의 방법을 채택하고 있다. 사오싱두문대교 보강은 구성요소 증가, 교량 상판 보강 등의 방법을 채택하고 있다.
2.2 교각 및 기초 보강
2.2. 1 기초 보강법 확대 교량 기초 바닥 면적을 확대하는 보강 방법을 확장 기초 보강법이라고 합니다. 이 방법은 기본 하중력이 부족하거나 너무 얕게 묻혀 있는 경우, 교각이 석조 또는 콘크리트의 단단한 솔리드 또는 기초인 경우에 적합합니다. 구조 기초가 균일하지 않고 침하가 크고 지반토가 비교적 견고하면 확장 기초법을 사용하여 보강할 수 있다. 기초 밑면의 기초 하중력 부족을 확대하는 문제에 대해서는 기초 하중을 높이기 위해 확장 기초 아래에 일정 수의 파일을 삽입할 수 있으며, 파일의 매개변수는 기초 변형 계산에 따라 선택할 수 있습니다. 기초 보강법을 확대하면 시공이 비교적 간단하다. 단점은 새로운 낡은 기초를 결합하여 상부 하중을 감당해야 하기 때문에 보강 비용이 높고 보강 효과가 잘 제어되지 않는다는 것이다.
2.2.2 고압 제트 그라우팅 보강법 고압 제트 그라우팅, 즉, 먼저 시추기를 사용하여 노즐이 있는 그라우팅 파이프를 토층의 미리 결정된 위치로 드릴하고 일정한 속도로 회전하며, 슬러리나 물은 노즐에서 고압 흐름으로 분출되어 토층을 파괴하고, 고압 흐름은 분쇄토층을 절단하여 입자적으로 분산시키고, 일부는 진흙과 물로 구멍 밖으로 빠져나가고, 다른 일부는 진흙과 혼합한다. 슬러리의 경화에 따라 복합물은 일정한 강도와 저항성을 가지고 있다. 회전스프레이 보강법은 광범위하게 응용되고, 기초품질을 강화하는 것이 좋으며, 건설가격이 낮고, 보강 효과가 뚜렷하며, 시공이 편리하다. 현재 이미 점차 우리나라 교각 기초에 일반적으로 사용되는 처리 방법 중 하나가 되었다.
2.2.3 은 또한 강판 보강법과 탄소섬유 보강법을 사용하여 교각대의 강성을 높이고 교각대의 굽힘, 압축 및 전단력을 높일 수 있습니다. 보강 방법 및 메커니즘은 2. 1.4 및 2. 1.5 와 일치하며 여기서는 더 이상 자세히 설명하지 않습니다.
3. 보강 프로그램 선택
견고성 강화 (rugged) 방안은 여러 가지 요소와 관련이 있으므로 합리적인 견고성 강화 (rugged) 방안을 선택하는 것이 중요하며 일반적으로 다음과 같은 요소를 고려합니다.
1, 교량 구조물 유형;
교량 부지의 지형, 수 문학 및 자연 조건;
교량 현황 분석 및 연구 결론;
건설 기술 수준;
5. 교통이 폐쇄될 수 있습니까?
예상 보강 효과;
7. 자본 투자.
정의된 경우:
제안: β > 0.9, 교량 상판 보강;
β=0.7-0.8. 강판 부착, 시스템 교환 강화.
β=0.6-0.7, 외부 프리스트레스, 탄소 섬유 강화.
동시에 확장과 보강을 할 때, 확장 부분을 원래 교량과 연결하여 새로운 부분의 하역 기능을 충분히 발휘하는 것이 좋다.
위에서 언급한 일반적인 보강 방법은 종합적으로 운용하고 최적화할 수 있으며, 보강 효과와 경제적 효과를 더욱 잘 반영할 수 있지만, 다음과 같은 점도 유의해야 합니다.
(1) 서로 다른 보강 방법에는 해당 설계 계산 방법이 있습니다.
(2) 보강 후 교량 구조의 하중력 향상은 원래 구조의 영향을 받는다.
구조 구속조건 (예: 원래 구조 보강 비, 단면 치수 등). , 베어링 용량을 무한히 높일 수 없습니다;
(3) 장 경간 복합 교량 구조의 보강 계산의 경우 일반적으로
유한 요소법은 전체 구조를 분석하는 효과적인 도구이므로 필요한 경우 비선형 영향을 고려해야 합니다.
4. 결론
교량 강화와 수리 문제는 이미 세계 각국의 보편적인 관심의 문제가 되었다. 교량 보강 기술의 응용을 규범하고 지도하기 위해 교통부는 200 1 서부 교통건설 과학기술 프로젝트에' 도로 구교 검사 평가 강화 기술 연구 및 보급' 프로젝트를 설립하여 이 프로젝트 연구를 통해 완전하고 실용적인 도로 교량 검사 평가 강화 기술을 제시하여 우리나라의 위태로운 도로 교량 개조를 위한 기술 지원을 제공하고 위태로운 교량 개조를 보장하도록 했다. 낡은 교량 검사 평가 보강에 대한 새로운 규범이 곧 출범할 때 교량 보강은' 법대로' 될 것이다.
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