工程案例
業(yè)務范圍
公路橋梁加固技術分析
發(fā)布時間:2014-07-15
隨著我國社會經濟和交通運輸事業(yè)的快速發(fā)展,一些在20世紀60、70年代修建的公路橋梁,還在肩負著十分沉重的交通荷載及繁重的交通量。隨著我國公路網日趨完善,一些舊橋的維護加固任務越來越艱巨,并成為公路交通部門的工作重點。隨著經濟和社會的發(fā)展,全國通車公路里程的迅速增加,與城市建設規(guī)模的不斷增大,橋梁總數大大增加,危舊橋數量也在不斷增長。因此,如何確保現役橋梁的安全運營是公共養(yǎng)護管理部門所以面臨的難題之一。由于我國在橋梁加固方面的管理制度還不夠完善,所作的加固設計也大多是參照現行橋梁規(guī)則而進行的,鑒于新舊橋梁在使用狀況上存在著巨大的差異,造成部分加固維修存在較為嚴重的盲目性、片面性,甚至危及橋梁的安全運營。
1、橋梁加固的必然性
橋梁和其他建筑物一樣都具有“生命周期”,主要包括建造、使用和老化三個階段。由于橋梁是建在大地上的特殊產品,不僅要受到自然環(huán)境如大氣腐蝕、溫度、溫度變化等的影響。而且還受到使用環(huán)境的影響,難以難免地會逐漸產生損壞現象。這使橋梁的維修、養(yǎng)護、加固、改造已成為必然。首先,橋梁加固有利于節(jié)約資金和資源。從經濟上分析,橋梁加固可以節(jié)省大量投資,收到良好的社會經濟效益。采用適當的加固技術和拓寬措施,不僅可以避免因拆除舊橋與重建新橋而增加工程費用,同時也恢復和提高了舊橋的承載能力及通行能力,延長橋梁的使用壽命,滿足現代化交通運輸的需求。其次,橋梁加固有助于保證橋梁的質量。對橋梁進行維修、改造和加固,不僅可以提高公路橋梁的通行能力和服務水平,而且存更大程度上能夠消除交通安全隱患。再次,公路舊橋加固有利于促進橋梁建設的可持續(xù)發(fā)展。可持續(xù)發(fā)展是指既滿足現代人的需求以不損害后代人滿足需求的能力,就是指經濟社會、資源和環(huán)境保護協(xié)調發(fā)展,它們是一個密不可分的系統(tǒng),既要達到發(fā)展經濟的目的,又要保護好人類賴以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環(huán)境,使子孫后代能夠永續(xù)發(fā)展和安居樂業(yè)。
2、公路橋梁存在的主要缺陷
公路橋梁存在的缺陷主要有以下三個方面。一是設計落后。多數橋粱建造時間較早,原有的設計標準低,不能滿足經濟目益發(fā)展及車輛通行要求。隨著橋梁設汁規(guī)范的不斷發(fā)展,公路橋梁的設計荷載已由汽車6級、汽車8級、汽車13級發(fā)展到汽車15級、汽車20級及汽車超20級,并且仍有繼續(xù)增大的趨勢,使公路橋梁已不能滿足道路交通的需要。二是通行能力不足。主要表現在橋面寬度不足,橋梁平面線形、縱斷面線形標準太低,橋上通車凈空或橋下通車凈空不足,等等,影響了橋梁通車效率。三是施工技術落后。由于橋梁設計及施工存在缺陷,再加上碳化、氯離子侵入、酸侵蝕、堿一集料反應、凍融、鹽害等各種不利作用,使橋梁結構的混凝土及鋼筋腐蝕嚴重以及超出設計的洪水、泥石流、冰、冰凍、地震、強風,船舶撞擊。
3、公路橋梁加固的主要對策及措施
超過承載能力運營的橋梁會因病害的出現承載能力降低,而在重載作用下,承載能力降低會更進一步加重橋梁的結構破壞。對公路橋梁應經常進行檢測,及時采取限載措施,并通過提高承載能力的方法來根治,從根本上解決問題,具體做法如下:
3.1原橋主梁加固
一是要利用墩頂上兩孔梁端空間設置現澆橫向懸臂挑梁,其上安裝預制的微彎板。二是在挑梁懸臂部分架設預制的形人行道梁。兩邊橋孔人行道梁較主梁長,一端支承在邊墩挑梁上一端支承在路堤上特設的支墩上,此舉系為了避免加寬橋臺。三是在人行道梁內側的凸緣與舊橋面板間,用混凝土澆筑橋面加寬部分,橋面鋪裝層混凝土同時澆筑形成行車道,在橋面鋪裝層及橋面加寬部分,均設置了鋼筋網,使整體性能加強。四是橋面伸縮縫設置在挑梁頂中心,將行車道鋪裝延伸搭架在挑梁上形成。
3.2橋面清理
原橋面多缺乏穩(wěn)定而堅實的基層,整體性差,有必要將原橋面徹底清除,并挖除部分砂礫墊層(如果是非砂礫填料,必須挖除,換上砂礫填料,夯實),再加鋪水泥穩(wěn)定砂礫基層,其上澆筑鋼筋砼橋面。
3.3拓寬加固
適當控制交通,邊通車邊拓寬加固。由于可以利用原有墩臺,拓寬加固主要在上部構造上進行,因而可節(jié)約更多投資。只要拓寬加固方案得當,亦可滿足設計荷載要求。
3.4橋臺后座加固
將橋臺后座上路面除去,改成38#鋼筋砼單向簡支預制板,支承于兩側墻上。用直徑25mm的錨固鋼筋使之與側墻相接,其上鋪裝砼橋面,鋼筋砼板與后座填料間留有空隙,以使活載壓力直接作用在側墻上,從而減去了活載引起的對側墻的土壓力,并增加側墻抗剪能力和基底摩阻力。
3.5主拱圈加固
原橫系粱尺寸偏小,橫向聯(lián)系差,屬薄弱構件,針對這一病害,將原橫系梁截面尺寸加大,把拱頂部分橫系梁改為橫隔板,以加強橫向整體性,使全拱寬共同受力。由于主拱圈受力大,裂縫多,采用拱肋及拱波部分外包鋼筋網并噴射砼加固拱圈截面,以提高各孔的整體剛度和承載力。
3.6主梁負彎矩的加固
主粱負彎矩區(qū)在一般荷載下即產生大量裂縫,其上橋面鋪裝層亦產生大量網裂。此種裂縫不僅不美觀,在實際上也會因雨水滲人主梁和翼緣板中,導致銹蝕受力鋼筋,影響橋梁使用壽命。在考慮加固方案時,根據計算資料增加縱向受拉鋼筋,置于原鋪裝層范圍內,由于新設計標準的荷載負彎矩作用,橋面砼的拉應力將達到3.96MPa,采用鋼纖維砼,其抗拉設計強度有可能大于此拉應力,從而保證橋面不出現裂縫。在加固中應對負彎 區(qū)橋面鋪裝層采用澆筑鋼纖維砼,要求其與粱頂翼緣板真正牢固連成整體。
3.7主粱及掛梁正彎矩區(qū)加固
措施是在鑿去原橋面鋪裝層及油毛氈后,將原橋面打毛,用錨桿在原鋪裝層厚度范圍內加一層鋼筋網,然后澆筑補償收縮自防水砼。使結構達到抗裂防滲的目的,即解決防水問題。
4、結論
隨著經濟的發(fā)展,大噸位車輛的出現,公路橋涵設計荷載標準也是大大提高。加強對公路橋梁的養(yǎng)護、維修與加固改造,提高橋梁的承載能力與行車性能,延長使用年限是我國公路橋梁管理部門亟待解決的問題,搞好這項工作不僅需要加強橋梁加固維修技術的探究和推廣,也需要科學的管理的維護。有計劃、有步驟地及時對現有橋梁承載能力進行維修加固,提高其荷載等級,確保交通運輸的暢通無阻,充分發(fā)揮經濟效益和社會效益,目前是工程界及管理部門的一個重大課題。科學技術的發(fā)展,新材料、新工藝、新設備的出現,對現有橋梁進行維修與加固,可大大提高機構的承載能力,延長使用年限,同時也可以節(jié)約大量建設資金。
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