市政路橋加固及改造設(shè)計(jì)要點(diǎn)

時(shí)間:2022-08-12 05:13:09

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市政路橋加固及改造設(shè)計(jì)要點(diǎn)

摘要:市政路橋在城市交通運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用,然而市政路橋在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)正常的損耗,使其承載能力逐漸下降。為此,文章論述了市政路橋加固改造設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問(wèn)題和重要性,并結(jié)合實(shí)際工程實(shí)例,詳細(xì)闡述了市政路橋的主要病害及相應(yīng)的加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:市政路橋;路橋加固;改造設(shè)計(jì);加固設(shè)計(jì)

1當(dāng)前市政路橋存在的主要問(wèn)題

(1)裂縫。路橋裂縫問(wèn)題是目前較為普遍的情況之一。路橋在長(zhǎng)年累月的運(yùn)行中或多或少會(huì)產(chǎn)生裂縫。路橋產(chǎn)生裂縫后會(huì)導(dǎo)致整個(gè)表面均出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫,可破壞其主體混凝土結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致橋梁整體結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)的變化。這不僅對(duì)路橋的安全性、穩(wěn)定性構(gòu)和正常運(yùn)行構(gòu)成一定威脅,同時(shí)還對(duì)過(guò)往車輛人群形成安全隱患。(2)混凝土中存在氣泡和毛細(xì)裂紋。這是混凝土澆筑過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,主要原因是混凝土攪拌不均勻,混凝土內(nèi)部殘留氣體,氣泡形成慢,造成毛細(xì)裂紋,氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)會(huì)通過(guò)這些細(xì)管滲入混凝土中。如不及時(shí)解決,會(huì)使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性不斷降低,影響公路橋梁的使用壽命。(3)剝蝕。橋梁主體結(jié)構(gòu)表面和其他部分長(zhǎng)期受到超載壓力、雨水侵蝕、汽車碰撞等的影響,表面混凝土容易腐蝕,出現(xiàn)脫落、蜂窩孔、橋梁主體露石等導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞。針對(duì)這些問(wèn)題,必須采取一定的加固與改造措施,以保證公路橋梁運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

2工程概況

某橋位于國(guó)道滬寧深(G318)的羅田縣,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè),將現(xiàn)有的橋梁分為左右框架,左橋梁為2×12.2mmT型梁,右橋梁為2×13.0mm中空板。右側(cè)的空心平板橋向后加寬,并且狀況良好。腿的主要病害存在于左闊腿的工字梁和微彎板,具體表現(xiàn):腿部甲板的多次損壞;人行道和欄桿的損壞;鋼筋的嚴(yán)重腐蝕;左寬度腿的第一個(gè)孔中的縱向接縫和微彎板縱向接縫;所有微通風(fēng)孔板均出現(xiàn)水平和垂直裂縫,且微型通風(fēng)孔板的許多主要肋骨都暴露在外,并發(fā)生嚴(yán)重腐蝕;基臺(tái)兩側(cè)的伸縮縫被擋住,左橋排水被擋住,腿部區(qū)域積水。針對(duì)現(xiàn)有橋梁存在的非常嚴(yán)重的安全隱患,在與甲方充分溝通后,通過(guò)上部結(jié)構(gòu)甲板系統(tǒng)和輔助結(jié)構(gòu)的更換、下部結(jié)構(gòu)的變形以及橋臺(tái)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)的使用加固現(xiàn)有橋梁的左橋。由于基礎(chǔ)的承載力不佳,可以根據(jù)周圍的地質(zhì)條件和橋梁工地的工程經(jīng)驗(yàn)確定基臺(tái)的使用,因此建議在建造橋梁之前通過(guò)載荷測(cè)試確定基礎(chǔ)的支撐能力。老橋現(xiàn)狀如圖1所示。

3加固前橋梁的主要病害

(1)上部結(jié)構(gòu)。左幅橋第一孔微彎板第二塊出現(xiàn)縱向通長(zhǎng)裂縫,全部微彎板均有縱向、橫向裂縫,微彎板懸臂部主筋大量外露,銹蝕嚴(yán)重,如圖2、圖3所示。(2)附屬工程。橋梁多處損壞,部分人行道欄桿損壞,鋼筋嚴(yán)重銹蝕,橋臺(tái)兩側(cè)伸縮縫堵塞,泄水管堵塞,橋面積水,如圖4、圖5所示。

4加固設(shè)計(jì)方案

經(jīng)分析,該橋主承重結(jié)構(gòu)主拱圈病害較輕,除局部拱波需進(jìn)行裂縫修補(bǔ)以外,其余均無(wú)結(jié)構(gòu)性加固要求。但是內(nèi)拱肋全斷面斷裂,橋基嚴(yán)重沖刷,影響橋梁正常運(yùn)行,需要對(duì)其進(jìn)行加固。(1)腹拱圈內(nèi)增加6道加筋加強(qiáng)板,以提高其自身剛度和抗彎能力。(2)可將舊橋面體系和拱腔柔性填充材料更換為硬質(zhì)填料,一般用20號(hào)小石子代替,增大拱形環(huán)的橫截面尺寸,不僅能提高拱形環(huán)的力學(xué)性能,而且能有效防止拱形橋的變形。(3)對(duì)于橋面的材料可以使用鋼筋混凝土整體板來(lái)達(dá)到加固的目的,同時(shí)還可以使拱圈受力均勻,改善橋梁橫向分布狀態(tài)。(4)腹拱圈加勁板、換填硬質(zhì)材料拱腔等均增加了上部恒載,增加了基礎(chǔ)和主拱環(huán)的載荷支撐,為了保持主體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài),橋面板的設(shè)計(jì)高度比原始設(shè)計(jì)高度低14cm,從而減輕了拱的填充物重量。(5)對(duì)嚴(yán)重沖刷的4號(hào)、5號(hào)橋墩,根據(jù)基巖埋深較淺的特點(diǎn),采用在迎水端設(shè)置一排防沖樁、在基礎(chǔ)和防沖樁之間拋填塊石、壓漿固結(jié)等措施,有效地將樁身前移到防沖樁上,保護(hù)墩基不受沖刷。(6)拱頂上立墻等構(gòu)件的局部裂縫用粘帖碳纖維布封堵,局部脫落用環(huán)氧膠泥修補(bǔ)。

5加固改造施工要點(diǎn)

(1)支座更換。為了避免支架搭設(shè),減少更換支架的費(fèi)用,縮短施工時(shí)間,提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,采用了將千斤頂固定在主梁上,利用杠桿原理將主梁?jiǎn)芜吰鸬醴ǜ鼡Q支架。該順橋共有3跨,6條單邊,按1~6的順序排列,如圖6所示。建造時(shí)按1~6的順序?qū)芜叺跗饋?lái)。因各邊涉及6片梁,決定同時(shí)起吊,具體方法:①用鋼件整體吊裝6片梁;②在邊梁上各放1個(gè)千斤頂;③利用杠桿原理,2人同時(shí)操作2個(gè)千斤頂,將6片梁整體吊裝就位,以便拆卸橡膠支架。(2)橋墩加固改造。改造前橋墩采用柔性排樁形式,通過(guò)對(duì)橋墩承載力和樁頂位移的計(jì)算分析發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有橋墩基本能滿足改造后的需要,但樁頂水平位移較大,為了適應(yīng)荷載等級(jí)提高的需要,對(duì)橋墩樁柱進(jìn)行了加固設(shè)計(jì),使其承載力和穩(wěn)定性得到明顯提高。①在墩柱縱向兩外側(cè)的樁柱上貼鋼板。②在距蓋梁底面6m、3m處分別設(shè)1道預(yù)應(yīng)力連梁,以改善樁柱的整體受力性能和穩(wěn)定性。③鋼板在連梁附近必須采用通長(zhǎng)布置方式,允許在連梁之間設(shè)置鋼板接頭。經(jīng)過(guò)分析計(jì)算,改造后的墩臺(tái)抗推剛度比改造前有較大提高,有效降低了樁頂水平位移;對(duì)樁柱采用貼鋼板進(jìn)行加固,也提高了樁柱縱向抗彎性能。改進(jìn)后有效地改善了墩臺(tái)的整體受力性能,增加了墩臺(tái)的穩(wěn)定性,確保了橋梁的使用安全,并最大限度地節(jié)約了改進(jìn)后的費(fèi)用。(3)加固4號(hào)、5號(hào)橋墩基礎(chǔ)。①搭建一個(gè)鉆機(jī)施工平臺(tái)。臺(tái)面可以采用輕鋼托架,承受水流沖擊,鋼托架可以固定在橋墩上。②采用地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)。防沖樁直徑只有50cm,可以用GY-150地質(zhì)鉆機(jī)打孔,施工方便。③打孔后,下鋼筋籠,在水下灌注成樁。④在防沖樁與墩臺(tái)之間拋填塊石,直至覆蓋上游及左右兩端的地基。⑤塊石采用帷幕壓漿工藝止水壓漿,使樁基、塊石及橋墩基礎(chǔ)形成整體式結(jié)構(gòu)。

6結(jié)論

路橋在城市建設(shè)和發(fā)展中起到了重要作用,可以促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為了解決在建造和使用路橋時(shí)影響路橋安全使用的問(wèn)題,文章結(jié)合工程實(shí)例提出了科學(xué)合理的橋梁加固和改造設(shè)計(jì)方案,并簡(jiǎn)要概述了設(shè)計(jì)要點(diǎn),為橋梁加固和重建提供了重要的參考。

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作者:韓富強(qiáng) 單位:同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司