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拱桥加固实例相关标签:拱桥加固实例

发布日期:2019-06-03 作者: 点击:


1概述

仁义桥位于山西省太原市清徐县榆次一古交公路清徐段上,于1971年修建。桥梁原设计荷载为:汽车-13级、拖车-60。上部结构为:空腹式悬链线无铰钢筋混凝土双曲拱桥,净跨径25m,矢跨比为1/6,设计拱轴系数m=2.20,共三跨。桥面宽度为:净-7m+2×1.0m(人行道),桥面纵坡为0,横坡为3%(双向),主拱圈宽度为7.5m。主拱圈厚度为0.80m。拱上建筑采用排架式副拱墩。下部结构为:150#片石混凝土实体墩和桥台,桥墩顶宽2.0m基础为明挖扩大基础。

随着清徐县经济的不断发展,仁义桥现状已不能满足清徐一古交公路交通量日益增长、车辆荷载等级增大的要求。为满足榆次一古交二级公路清徐路段公路建设的要求,在2004年对该桥进行了加固改造。

2加固采用桥梁技术标准

(1)设计汽车荷载等级:公路—Ⅱ级,人群3.0kN/m2,桥面组成:净—9m+2×1.0m(人行道)。

3加固依据及资料

交通部部标准《公路工程技术标准》(JTJB01—2003)。交通部部标准《公路桥涵设计规范》(1989年合订本),交通部部标准《公路桥涵墙体改梁设计规范》(JTJ041—2000),交通部部标准《公路质量检验评定标准》(JTJ071—98),交通部部标准《公路养护技术规范)JTJ0173—96),公路桥涵设计手册:《拱桥》(上、下册)(1991年版)。仁义桥原设计文件(太原公路分局1971年)。

4加固设计要点

(1)上部结构计算采用《桥梁博士》(平面杆系有限元程序)进行加固后成桥状态下活载、恒载、温度变化等作用力计算,以最不利荷载组合进行控制设计。

(2)下部结构按重力式墩台计算,计算荷载按《公路桥涵设计通用规范》的规定,对所有可能承受的荷载进行最不利组合。以最不利荷载组合控制设计。基础计算按照《公路桥涵地基与基础设计规范》,结合本桥实际情况按旧桥基础承载力提高系数予以考虑进行验算。

(3)桥面板计算按单向板和悬臂板计算,悬臂跳梁进行截面强度验算、抗剪计算和抗倾覆计算。

(4)相关参数:相对湿度70%,墩台不均匀沉降考虑10mm。桥面板与其他结构温差5℃。

5加固方法

根据该桥现状、桥梁承载力提高及桥面加宽的要求,确定的加固方法为:

5.1主拱圈

主拱圈加固采用锚喷8cm厚30号混凝土加固主拱肋和主拱波,现浇钢筋混凝土加固拱角拱背的方法进行。首先凿除主拱肋表面1cm厚砂浆抹面层,凿毛、清洗干净,然后在主拱肋底面和侧面按照规定位置钻孔植筋,用环氧树脂固定牢固后,挂钢筋网,主拱波在内侧钻孔植筋,挂钢筋网,锚喷混凝土,加大拱肋及拱波截面进行加固。横隔板在底面钻孔植入U型筋,锚喷8cm厚30号混凝土,加强横向连接。拱角拱背先凿除砂浆抹面层。凿毛、清洗干净,在拱角拱背、拱座机2号排架根部钻孔植筋、绑扎钢筋网,现浇10cm厚钢筋混凝土进行加固。

5.2拱上建筑

拱上建筑加固采用锚喷6cm厚30号混凝土加固排架及腹拱圈;桥台前墙加固采用锚喷6cm厚30号混凝土。首先凿除主排架表面1cm厚砂浆抹面层,将排架四周及腹拱内侧凿毛,清洗干净,然后在排架四周及腹拱内侧照规定位置钻孔植筋,用环氧树脂固定牢固后,挂钢筋网后,最后锚喷混凝土。拱上建筑实腹段外侧用10#水泥砂浆抹面3cm厚进行处理。

5.3桥面

桥面加固采用:在原桥两侧现浇钢筋混凝土侧墙,对称加设预制钢筋混凝土挑梁,现浇钢筋混凝土行车道板及加设预制微弯板人行道的方法进行。钢筋混凝土挑梁预制好就位后。预留钢筋和桥面钢筋焊接,并和悬臂板钢筋绑扎。整体浇筑桥面钢纤维混凝土。挑梁安放时注意防止倾覆,挑梁高度应顺应桥面横坡处理。在挑梁上加盖人行道微弯板,人行道两侧加设栏杆,人行道微弯板用3cm厚10#水泥砂浆抹面。桥面在两次桥台附近设置30cm宽,25cm深的TST伸缩缝。桥面浇筑完成后在1#、2#墩顶位置处切割变形缝,深3cm,宽3mm,清洗干净后,用沥青灌缝。

墙体改梁

5.4桥台及基础

桥台前墙加固采用锚喷6cm厚30号混凝土方法。将桥台前墒表面凿毛、植筋,挂钢筋网,清洗干净后,锚喷混凝土进行加固。桥台台帽加固采用锚喷8cm厚30号混凝土方法。将桥台台帽前表面凿毛、植筋,挂钢筋网,台帽钢筋网和主拱肋钢筋焊接,将混凝土表面清洗干净后,锚喷混凝土进行加固。

桥墩用10#砂浆抹面勾缝,桥墩墩帽加固采用在外侧挂钢筋网,锚喷8cm厚30号混凝土方法进行加固。

地基根据实际开挖地质资料及实际情况进行处理,墩台基础用20#片石混凝土进行防护。

6桥梁加固墙体改梁顺序

(1)对桥墩台以及基础进行处理。

(2)拆除旧桥人行道及栏杆部分。

(3)铲除桥面铺装、侧墙及拱上填料。以上拆除过程每一跨由跨中对称地向拱脚方向进行,各跨之间的拆除同步对称进行,使桥墩受力平衡,防止单向推力过大而引起倒塌。

(4)同时进行主拱圈、拱上建筑及桥台前墙的加固。

(5)现浇混凝土侧墙,填筑拱上砂砾填料,调整横坡,安装挑梁,现浇行车道悬臂板和桥面钢纤维混凝土。

(6)安装人行道、栏杆、伸缩缝,完成所有加固工程。

7加固主要材料

7.1混凝土

拱肋、拱波、拱上建筑等采用30号锚喷混凝土,拱背、湿接缝等采用30号现浇混凝土,桥面采用30号钢纤维混凝土,悬臂梁、微弯板采用30号预制混凝土,栏杆采用25号预制混凝土,桥墩(台)采用30号现浇混凝土,基础采用20号现浇混凝土。

7.2钢筋

设计采用钢筋为Ⅰ级和Ⅱ级两种,除注明者外,钢筋直径d≥12mm的,采用符合GB-1499-98国家现行标准的带肋钢筋(即Ⅱ级钢筋);当钢筋直径d<12mm的,采用符合GB-13013-91国家现行标准的光圆钢筋(即Ⅰ级钢筋)。

7.3其他

(1)环氧树脂胶及环氧树脂砂浆,按照有关规范及产品说明要求,通过试验确定。

(2)本桥仅在桥台两端各设置一道TST型伸缩缝。

8墙体改梁方法、要点及注意事项

(1)主拱圈(主拱肋、拱波、横系梁)采用外包钢筋网,并用锚喷混凝土加大截面,墙体改梁时严格按照锚喷工艺进行。

(2)拱上建筑(排架、腹拱圈)采用外包钢筋网,并用锚喷混凝土加大截面,墙体改梁时严格按照锚喷工艺进行。

(3)桥面和人行道的拓宽墙体改梁。①桥面采用钢纤维混凝土,1m3混凝土掺入针状钢纤维37.5kg;②悬臂挑梁安装就位和桥面钢筋焊接,保证稳定性,为了保证悬臂梁(板)的根部切实可靠,其浇筑墙体改梁应和桥面一次性整体浇筑;③拆除桥面,把拱上原白灰矿渣填料及侧墙全部铲除。用钢筋30号钢筋混凝土现浇侧墙,填筑透水性好的砂砾填料,调整桥面横坡为2%(横坡由拱上砂砾填料形成),再浇筑25cm厚桥面钢纤维混凝土;④伸缩缝采用TST橡胶伸缩体,聘任专业队伍墙体改梁,以确保工程质量;⑤桥头两侧砌筑挡墙,修建引道,把桥两面的路面衔接起来,根据清徐一古交公路的线形,全面规划,应有足够的长度,顺应相接,防止桥头出现跳车。

(4)下部结构及防护工程。下部结构墙体改梁及质量标准按照《公路桥涵墙体改梁技术规范》(JTJ041—2000)、《公路工程质量检验评定标准》(JTF071—98)及有关规定进行。对于旧桥防护工程,检查其是否有裂缝、沉陷等,针对病害进行处理。

(5)对桥墩表面冲刷风化层清除,用10#水泥砂浆抹面勾缝处理。

(6)对锚喷混凝土部分原桥结构表面砂浆清除、凿毛,清洗干净后方可进行锚喷墙体改梁。在原桥结构上植筋时,首先在结构上钻孔,孔深8cm,孔径按照需要植入钢筋的直径确定,清孔后灌注环氧树脂胶,再将钢筋插入,等黏接牢固后,方可挂钢筋网。

(7)加强技术监督,检测工作,提高技术装备,制定严格的技术措施。

(8)重视技术措施档案资料工作,技术资料的搜集工作要及时进行,并与墙体改梁进度同步。技术资料齐全、科学、规范、认真。

(9)坚持贯彻“安全第一,预防为主”的安全生产方针,现场设立标语牌,危险区域设立警告牌,机电设备设立安全操作规程牌等,严禁一切不安全行为和违章作业。

(10)技术管理要做到措施提前到位,技术交底提前下达,质量监控跟踪到位,保证做到一次成活,一次成优,每道自动消化、自动协调,保证整体布置的贯通。

除上所述外,严格按照公路有关规范标准及设计图执行。

该桥改造交付使用已满5年,经检测桥梁各项技术指标满足行车要求,为拱桥的改造利用提供了借鉴。


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