《城市人行天桥病害成因分析及加固技.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市人行天桥病害成因分析及加固技.doc（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、仲恺农业工程学院毕 业 论 文城市人行天桥病害成因分析及加固技术 姓 名 院（系） 城市建设学院专业年级 土木工程学 号 指导教师 职 称 论文答辩日期 2011 年 6月3日仲恺农业工程学院教务处制学生承诺书本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果，其他同志对本论文的启发和所做的贡献已在论文中做了明确的声明并表示了感谢。作者签名：日期：摘 要随着我国城市交通对人行天桥需求量不断增加，关于人行天桥运营中的问题越来越多。本论文重点探讨当今社会已建造的人行天桥普遍存在的问题，并详细分析最终解决这
2、些病害的方法，寻找新颖的科技加固技术，做到精益求益。针对某城镇一座人行天桥的病害成因进行分析，并对该天桥存在的病害进行研究得到比较健全的处治技术，从而解决了该人行天桥的安全质量问题，缓解一些频繁的交通问题。关键词：人行天桥 病害成因 加固技术目 录学生承诺书1摘 要I1.前言12.人行天桥的研究状况12.1人行天桥概念12.2 钢筋混凝土梁柱结构人行天桥12.3钢结构人行天桥12.4铝合金材料人行天桥23.城市人行天桥病害及设计改善探讨23.1城市桥梁主要病害23.2 城市天桥主要病害成因23.3人行天桥设计改善方法措施33.3.1天桥选位33.3.2天桥的选型33.3.3天桥结构材料的选择4
3、3.3.4天桥主梁及墩柱的选型43.3.5天桥的装修装饰63.3.6天桥的人性化设计63.3.7人行天桥结构设计63.4人行天桥新型材料73.4.1 CSS的彩色防滑路面材料73.4.2 CSS无缝桥梁接缝系统73.4.3胶粉聚苯颗粒外保温系统83.5人行天桥减振93.5.1调频质量阻尼器（TMD）的原理93.5.2多重调频质量阻尼器（MTMD）的原理94.人行天桥病害案例研究分析104.1人行天桥概况104.2天桥主要病害104.3病害成因分析114.3.1 风荷载124.3.2 地震荷载124.3.3 温度荷载124.3.4 永久荷载和活荷载124.3.5 地基变形荷载134.3.6设计考
4、虑134.3.7施工原因144.4该人行天桥加固方案144.4.1 加固方案的设计思路144.4.2 加固措施145.结论16参考文献18英文摘要19致 谢20成绩评定表211.前言我国近年来，随着城市化经济发展下，人口猛烈增长，城市交通道路的不断改善和发展。人行天桥的建设在城市交通中显得越来越重要，成为制约城市交通是否畅顺和城市发展的主要因素之一。城市交通对人行天桥需求量不断增加，围绕人行天桥的建设的问题越来越多。问题的来源不仅 来至人行天桥建设初步问题，也出现施工过程的质量问题，近十几年来，人行天桥出现质量和设计问题屡见不鲜。往往造成交通阻塞和交通事故，造成维修和改造浪费大量经费损失，更严
5、重会造成人群的伤亡。所以针对人行天桥，研究城市人行天桥病害成因分析及加固技术显得有必要。目的在于一方面，可以及时今早发现当今社会已建造的人行天桥存在得问题，最主要的是针对这些病害寻找它们的成因，并分析研究最终解决这些病害的方法。另一方面，在研究过程中，寻找新颖的科技加固技术，做到精益求益。研究城市人行天桥病害成因分析及加固技术能够有利于解决城市中人行天桥的安全质量问题，也有利于缓解一些频繁的交通问题。2.人行天桥的研究状况2.1人行天桥概念人行天桥（又名过街天桥、步道桥）是城市道路工程中的重要组成部分1，是在交通密集的地区，为解决路人过街，满足人车分流，方便建筑物之间联系而建设的过街桥梁。人行
6、天桥和人行地道一起，成为城市道路交通中，解决行人过街通行的主要途径。2.2 钢筋混凝土梁柱结构人行天桥钢筋混凝土梁柱结构人行天桥，建设适于20世纪70年代。在80年代后期，国内曾经展开关于天桥与地道建设优缺点比较的大讨论。由于当时的人行天桥大多讲求实用性，忽略美观性，普遍存在影响市容等原因，天桥建设一度销声匿迹，取而代之的是大量人行地道的实施。实践经验表明，人行地道本身受地下水管线、地下水位的影响，并且人行地道的建造成本是人行天桥的1.5至2倍以上，且日常运营护费用比天桥要高出很多。2.3钢结构人行天桥钢结构人行天桥目前比较普遍的是钢箱梁人行天桥，因为这种结构形式有经济简洁美观的特点，能够满足
7、结构承载力的要求。由于钢结构本身具有材料均匀、强度高、质量轻、塑性韧性好、密封性好、耐热性较好和便于施工等优点。钢结构也是目前土木工程中的最热门的结构种类，所以钢结构在国内外人行天桥建造得到非常广泛的应用。但是，钢结构也有耐火性差、耐腐蚀性差、需要定期维护、钢材料价格相对较贵等缺点，会影响钢结构的使用以及在建筑业的推广。因此，在人行天桥的建造问题上，应该合理使用钢结构，尤钢结构人行天桥需要定期检测和维护，尽量减少钢材料的浪费现象。2.4铝合金材料人行天桥铝合金材料人行天桥的出现，对于人行天桥的发展具有重要意义。铝合金是与钢材强度相当、耐久性好、外表景观效果好的新型材料2。铝合金材料的轻质、高强
8、、耐腐性、维护费用低以及可回收再利用等诸多优点正满足人行天桥的发展需要。铝合金重量轻，同时又是一种环保材料，施工中不产生建筑垃圾，不损害环境。3.城市人行天桥病害及设计改善探讨3.1城市桥梁主要病害通过调查，发现桥梁主要病害大多具有共同点。桥面系主要病害： (1)桥面铺装存在坑槽、网裂、贯通裂缝，严重影响行车舒适性，同时，由于桥面坑槽的存在，车辆行驶时造成的“跳车”现象将使桥梁结构的动态位移增大，影响桥梁结构的使用性能。(2)伸缩缝钢板变形、断裂，胶条破损、脱落；伸缩缝两侧桥面铺装破碎；伸缩缝内沉积物阻塞；导致伸缩缝丧失伸缩作用。(3)桥面铺装排水不畅造成上部结构渗(漏)水、侵蚀桥梁结构。(4
9、)防撞墙混凝土破损、露筋，防撞功能下降。上部结构主要病害混凝土开裂、渗水、腐蚀脱落，钢筋外露、锈蚀。下部结构主要病害桥墩、盖粱混凝土破损、脱落；钢筋外露、锈蚀；桥台混凝土开裂、脱落等。桥梁主要病害桥梁结构因交通荷载的变化以及所在环境的侵蚀、偶然事故等原因所引起桥梁整体或组成它的基本部件，在强度、刚度等方面的损坏，从而影响桥梁结构在正常使用条件下的安全性和耐久性3。3.2 城市天桥主要病害成因 （1）部分桥梁设计荷载等级偏低，建设年代较早的桥梁，当时规范规定的设计荷 载等级较低，已经难以适应目前快速增长的交通需要，且经过多年使用，这部分桥梁的使用性能已有所降低，易出现各种病害，甚至产生安全隐患。
10、（2）车辆超载对桥梁结构的损害，车辆超载对桥梁的安全度和耐久性带来很大的 隐患，由于经常过往超载的车辆，造成桥梁结构受损，其使用寿命大大缩短，甚至出现危及人民群众生命财产安全的重大隐患。（3）混凝土品质的变化造成桥梁使用寿命和耐久性降低，因混凝土养护不利，以及外部环境的恶化(酸雨等)，都对混凝土造成严重腐蚀，混凝土碳化深度加大，从而钢筋锈蚀，使桥梁使用寿命和耐久性降低。（4）桥梁结构防水不当影响结构的安全性和耐久性，不少桥梁因防、排水不利造成桥面渗水、钢筋锈蚀、铺装层剥落、碱骨料反应等，引起混凝土胀裂等严重损坏问题，严重影响了桥梁的耐久性和正常使用寿命，以及行车的舒适性和安全性4。 3.3人行
11、天桥设计改善方法措施3.3.1天桥选位天桥梯道落地位置对天桥选位有很大影响5,特别是当天桥仅可能单侧设置梯道时。由于规范规定人行道最小宽度3m ,即便依此计算 ,梯道宽度也应为天桥宽度的 1.2 倍即 3.6m;而一般人行道宽度为35m ,如单侧设置梯道则人行道全部或大部被侵占。由此造成天桥选位的极大困难。个人认为,规范中这条值得商榷 ,对于天桥的人流量 ,应该是两个方向机会均等 ,完全朝着一个方向的概率比较小。如此,一侧的梯道宽度应为半桥宽乘以适当的增大系数(如 1. 2 等)。一般 ,天桥的选位应优先考虑满足交通需要和行人的便利。但是 ,对于城市中心区,由于周围环境和建筑物的限制,以及地下
12、管线等的影响,通常理想桥位在设计和施工上都存在一些需要克服的困难或难题。对于桥梁设计师,应尽可能克服设计上的这些困难。3.3.2天桥的选型人行天桥的建筑选型，天桥建筑风格通常定位于“城市小品”,这是一个很高的要求 ,很难轻易达到。对于“城市小品”,不同的桥梁设计师可能有不同的理解。其实 ,对于城市中的桥梁,比如数量比较大的城市高架桥和轨道交通高架桥的选型,已进行过很长时间的探讨和争论,目前一般认为,桥梁应作为从属建筑景观,处于次要地位,其不应破坏或控制现在或将来的城市整体景观。这些,对我们天桥的选型也适用。通常,人行天桥作为城市中很小的一个建筑,如果奢望成为“城市中一道亮丽的风景”是很不现实的
13、,也会对周围建筑造成很大的影响,长远来看 ,会产生不利的影响。将天桥放在一个从属的不引人注目的地位,在天桥上也不设置额外的建筑(如雨棚等),天桥自身照明上也是满足需要即可；但在天桥的装饰上,我们却采用很高的档次,注意了装饰选材、细部修饰和细节处理,力求达到远眺寻常普通,近观可圈可点。天桥跨越城市道路一般可以分为两大类:跨越路口及跨越道路。跨越路口一般有十字交叉口、三叉路口、复合(畸形)交叉口等 ,天桥平面布置主要有“U”形、“Y”形、“X”形、“圆”形、“八边形”和“工”字形等形式;跨越道路则多采用“一”字形布置。人行天桥平面布置应遵循“简单、对称”的原则 ,争取与周围建筑物协调统一 ,曲线过
14、渡自然圆顺。跨越路口的天桥由于其净高受四周道路的控制 ,其桥面通常是水平的;而“一”字形天桥其桥面有可能是水平的或变高的。桥面采用变高可以降低梯道的高度 相应也减少了梯道的长度 这对天桥建于空间狭小的位置时减少梯道对地面道路的侵占很重要;但若变高采用不当 ,有可能对天桥的造型产生很大破坏 ,得不偿失。当天桥落地处空间狭小时 ,宜首先进行直梯道与螺旋梯道比较 ,此后再考虑桥面变高。通常 ,天桥桥面以采用水平或微弯曲为宜。当天桥采用自动扶梯时 ,一般梯道与扶梯并置 ,由于目前用于天桥的自动扶梯还只能是直行扶梯 ,故梯道也只好采用直梯道;对落地空间的侵占远较一般的天桥大 ,这在天桥选位必须注意。3.
15、3.3天桥结构材料的选择除去一些特殊的结构类型 ,如钢管混凝土人行天桥等 ,人行天桥一般可供选择的材料只有钢结构和钢筋混凝土结构。目前 ,采用钢结构的越来越多。钢人行天桥的根本优点是施工快捷 ,例如2000年完成的上海浦东南路张杨路 3 号人行天桥其桥宽4.5m ,主梁长44.4m ,重量108t ,从运出制梁厂到架设完毕用了不到5个小时 ,架设采用了整体吊装就位;整做天桥的制作架设(含主梁、基础、墩柱等) 不到一个月。但其缺点也是很明显的:费用大、养护困难和寿命短 ,对于装修档次比较高的人行天桥 ,其装修费用要占到土建费用的25 %40 %。钢筋混凝土天桥指普通钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土天桥。通常 ,当跨度在小于 25m 采用钢筋混凝土 ,当跨度在 2540m 时采用预应力混凝土结构。其主要缺点是施工工期长、施工噪音大;其优点是费用小 ,养护方便
