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廣州市番禺市橋大橋檢驗及維修加固設計
發布時間:2014-08-09

余朝陽 (廣東省公路工程質量監測站 廣州 510510)

  黃曉暉 (廣州市番禺區園林市政管理局 廣州 511400)

  摘 要 通過對市橋大橋的外觀檢查、承載力試驗,發現該橋存在的問題后,針對這些問題進行維修加固設計,使該橋能安全、長久地為交通服務,也可對舊橋的檢驗及加固積累了一些可供參考的經驗。

  關鍵詞 檢查 靜載試驗 加固設計

  市橋大橋位于廣州市番禺區市橋鎮內,該橋修建于1979年,設計荷載為汽-15,掛-80。該橋主橋上部結構為普通鋼筋混凝土懸臂式T梁,下部結構為柔性薄壁式橋墩。橋跨組合為7×10+10.06+21+29+34+29+21+10.06+7×10m,橋面凈寬為7.27+2×1.8m,為保證該橋運營的安全性及長久性,特對該橋進行全面檢驗及維修加固。

  1 外觀檢查情況

  該橋除按規范要求對橋面系、墩柱、引橋主梁等進行外觀檢查外,還利用橋梁查車對主橋9個斷面進行直接檢查。

  檢查結論為:

  (1)該橋結構尺寸與原設計基本一致,符合設計要求。

  (2)橋面鋪裝主瀝青砂鋪裝,裂縫多、裂縫多、碎裂及擁包嚴重,以致于A、D、F、H等處主梁漏水嚴重,支座銹蝕嚴重。

  (3)伸縮縫寬不等,大部分較原設計寬,這主要是受檢查時正值冬季、氣溫較低影響,也與混凝土長期徐變有關。

  (4)全掛梁滑動支座偏離原位置較大(最大達12cm),與鋼板表面生銹、鋼板被雜物阻塞等有關,支座已無法滑動。

  (5)結構主要部位裂縫較多且寬,特別在截面B年,最大裂縫寬0.6mm,遠遠超過《規范》允許規定。北1、北2、南1、南2墩頂處,懸臂梁根部裂縫也較明顯,數量較多,且貫通翼板,說明該處受較大負彎矩影響。

  (6)墩臺身狀況較好,無發現明顯裂縫、混凝土剝落或破損壞現象。

  2 靜載試驗情況

  根據該橋的結構驗算及檢查情況,其承載力試驗分析兩個工況進行,分別對懸臂梁中部及根部進行檢驗。工況一以長懸臂中部短懸臂根部負彎矩設計值為控制,試驗加載效應達83.6%(試驗彎矩值為:-4951.91KN·M)。

  試驗過程中對各主要控制斷面進行了撓度、應變及裂縫觀測,試驗結果如下:

  (1)滿載時各測點撓度值與理論計算值較接近,滿足規范要求。

  (2)滿載時懸臂梁中部橫向應變分配規律性稍差,局部有突變現象,說明橫向聯系差,但實測平均值小于理論計算值,說明總體效應尚能滿足要求。

  (3)裂縫寬度在荷載作用下有發展,而且寬度超過規范要求,卸載后能恢復原狀。

  根據試驗結果分析,該橋承載力基本能滿足原設計荷載要求。

  3 維修加固設計

  根據對該橋的檢查試驗結果,決定在不提高原設計承載能力情況下,對該橋進行維修、加固,主要從以下幾方面進行。

  3.1 更換主跨掛梁支座

  從檢查中發現,主跨掛梁支座(活動支座)偏位嚴重,最大偏位達12cm,鋼核支座已滑動至梁端縫隙邊,所以將掛梁全部支座更換為橡膠支座。更換支座時須將全掛梁頂升。

  施工順序如下:

  (1)鑿除掛梁部分橋面鋪裝、內側緣石、人行道板,并鑿除翼板吊孔處的混凝土。

  (2)根據掛梁頂升設備設計圖的尺寸,確定頂升支點,裝好貝雷架、施工掛籃、工作平臺、吊帶等。

  (3)頂升設備準備好并測試安全后,可進行頂升。頂升分2次進行,每次頂一邊,共升5cm,每頂升1cm便進行千斤頂高度調整,令所有千斤頂達到同步,項升完成一邊后,再頂升另一邊,步驟相同。

  (4)項升完畢后,直接更換支座,最后卸除頂升架。

  3.2 橋面系維修、加固

  要檢查中發現,橋面鋪裝裂縫多、破碎及擁包嚴重,導致主梁支座受水蝕影響嚴重,故對橋面鋪裝進行重鋪。為減少該橋負荷,應先鑿除原12.5cm厚素混凝土及后加鋪的5cm厚瀝青砂,然后改鋪16cm(平均厚)的鋼筋混凝土鋪裝層,并在懸臂負彎矩區增加Φ22螺紋鋼(間距由20cm改為10cm)以增強抵抗能力。

  3.3 主梁裂縫修補

  鑒于該橋懸臂梁中部、根部裂縫多且寬(最大達0.6mm),已超過規范要求,故有必要對各主要部位的裂縫進行修補,方法如下:

  3.3.1對懸臂梁根部、長懸臂中部進行粘貼鋼板處理。

  粘貼步驟:

  (1)將粘貼處裂縫灌壓環氧樹脂清漿;

  (2)將粘貼鋼板位置混凝土鑿毛,深度約1cm,并根據鋼板粘貼位置,確定鋼板上螺栓孔的位置后,將鋼板鉆孔,螺栓位置就避開主梁鋼筋,間距為30~40cm,兩端的螺栓孔離鋼板端不大于10cm,螺栓孔直徑14mm。

  (3)預埋加壓螺栓:先埋好鋼板最上端的一個螺栓,掛上鋼板,然后鋼板上已鉆孔的位置,確定其他螺栓孔,孔深度不小于6cm,再用環氧樹脂砂漿埋好螺栓。

  (4)粘貼鋼板:粘貼前,應清除鋼板上的鐵銹、油污,用丙酮清洗干凈,粘貼時,先在混凝土表面刷一層環氧砂漿(砂粒直徑應小于0.6mm),砂漿刷好后,貼上鋼板,交替擰緊加固螺栓,同時不斷敲打鋼板,使鋼板粘貼緊密。

  3.3.2 對主橋主梁橫隔梁裂縫的處理,采用直接對混凝土及鋼筋生銹處理后用玻璃布封閉的方法。

  4 加固效果

  在該橋維修加固后1年,我們對該橋進行1次全面檢查,發現原懸臂梁中部、根部未發現裂縫(在貼完鋼板后對混凝土表面進行粉刷),說明粘貼鋼板能完全控制裂縫的出現及發展,伸縮縫也保持較好工作狀態。在全掛梁處未感覺到汽車通過時較高頻的激振,說明更換橡膠支座后也起到了較好效果,對該橋長期及安全運營起到了保證。

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  廣州黃洲大橋引道工程特殊土路基加固處理實例

  文章來源:加固改造網  添加人:admin  添加時間:2010-9-2 10:10:46

  1 概述

  廣州黃洲大橋,是位于廣州城區中心跨越珠江的V型剛構連續組合箱梁之特大型橋梁,其南北連接引道(K0+000—K0+850和K1+820—K2+605)共計長1635m范圍,全部為需要進行特殊加固處理的軟彈土路基。路基填土高度為0—1.73m,部分路段挖土深0.35m。路基上部分為素填土,中部為海相中砂、粉砂且局部夾雜腐植土,下部埋深4.53—10.42m范圍是海相淤泥質土,以睛為亞粘土、亞粘土。

  本工作是城區開放式快速主干線,設計車速60km/h,設計荷載為汽車超-20級,驗算荷載掛車-120,標準軸載BZZ-100,路面設計年限15。要求采用重型擊實試驗嚴格控制壓實度。由于是廣州市政府重點工程,工期十分緊奏。另外地城區中心的珠江邊畔施工,碎石等地材水運便利,但環保問題應當引起重視。道路施工前必須進行軟土路基的特殊加固處理。

  2 實施方案比選

  根據現場地質情況,考慮其他同類工程的成功經驗,結合工期、經濟和環保等因素,共提出砂樁、粉噴樁和振中碎石樁三種比選方案,全面考慮,綜合比較,以期采用最佳方案。

  砂樁對于松散砂土加固,能夠起到擠密、排水、增加砂土抗液化能力的作用,對于主要為軟弱粘性土的軟土地基,由于粘性土的滲透性較小,靈敏度又大,使用砂樁,成樁過程中擠密效果不是很理想,甚至有可能破壞原土天然結構,降低抗剪強度,如果不預壓,施工后仍會有較大沉降,而快速城市道路基對沉降要求很嚴格,顯然本項目采用砂樁不合理。

  振沖碎石樁和粉噴樁,作為比較有效比較成熟的加固飽和粘土的常用方法,在廣州地區普通使用,各有其優缺點。粉噴樁將固化劑和原地基軟土就地攪拌混合,因而最大限度地利用了原土,并且施工時無震動,無噪聲音,無污染,比羅適合在市區和密集建筑群中實施,同時也比較符合國家環保法規要求。但是其設備龐大,施工工藝復雜,質量控制難度大,成本造價較高,特別是不利于趕工期。

  相比而言,振沖碎石樁施工機具簡單,操作方便,施工速度快,所用碎石成本低廉,可以根據需要“遍地開花”同時實施。不足之處是,施工會排放大量污水、污泥造成環境污染。考慮橋址兩端淤泥和淤泥質土強度差異較大,標貫擊數為1—6,碎石樁正好可以起到置換作用。盡管由于振動、擠壓和擾動等原因,會導致加固初期原地基土的強度降低,但是制樁完后,地基土結構強度將逐漸提高,達到理想加固效果。

  通過全面綜合比較,不難看出振沖碎石樁有明顯的經濟效益和技術優勢,尤其能滿足工期要求,因此本工程全部采用振沖碎石樁施工方案。樁徑為Ф800mm,呈現梅花狀等邊三角形布置,樁間距1.8m.樁長穿過軟弱土層,樁底置于持力層內0.3—0.5m.

  3 施工要求和技術措施

  采用30臺30kwZCQ—30型振沖器,南北引道分別從兩端向中間平行推進,嚴格按

  照如下程序進行:整平地面—振沖器就位對中—成孔—清孔—加料振密—關機停

  止—振沖器就位。振沖器噴水中心偏聽偏差小于50mm,水壓控制為

  400—600Kpa,密實電流50A以上,填料理論孔體充盈系數β為1.2---1.5。必須

  完全滿足密實電流、填料量和留振時間三方面規定,尤應保證樁底頂質量。

  碎石必須是不風化石塊,料徑20---80mm,含泥量小于5%,碎石墊層厚0.5m,

  污水污泥應當及時處理,盡量減小環境污染。

  4 質量檢驗和沉降觀測

  施工時隨時對樁數、孔徑、填料量、制樁時間,以及成孔電流、密實電流和留振

  時間進行嚴格檢查監督,施工完成一個月以后再通過載荷試驗和動力觸探手段,

  檢測單樁復合地基載力。具體方法是,每200—400根樁隨機抽取一根,總數不

  小于3根,抽樣須有代表性。樁位水平偏差小于15cm,樁經、樁長和碎石量均

  大于干設計要求,垂直度偏差小于1.5%。

  施工中對道路外緣進行沉降觀測,工程竣工后,再進行沉降和側向位移觀測,每

  段選擇6個長期觀測點,觀察其總沉降量是否小于設計值,以檢驗最終的實際加

  固效果。

  檢測結果表明,經過振沖碎石樁加固處理后,復合地基承載力最低值達到

  149.8Kpa,最終沉降最為9.7cm。質量檢驗和沉降觀測結果符合設計和規范要求

  指標,加固效果甚為理想。



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