拱橋加固實例
2018-05-23 09:51
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1概述 仁義橋位于山西省太原市清徐縣榆次一古交公路清徐段上，于1971年修建。橋梁原設計荷載為：汽車-13級、拖車-60。上部結構為： 空腹式懸鏈線無鉸鋼筋混凝土雙曲拱橋，凈跨徑25m，矢跨比為1／6，設計拱軸系數m=2.20，共三跨。橋面寬度為：凈-7m+2×1.0m(人行 道)，橋面縱坡為0，橫坡為3％(雙向)，主拱圈寬度為7.5m。主拱圈厚度為0.80m。拱上建筑采用排架式副拱墩。下部結構為：150#片石混凝土實 體墩和橋臺，橋墩頂寬2.0m基礎為明挖擴大基礎。 隨著清徐縣經濟的不斷發展，仁義橋現狀已不能滿足清徐一古交公路交通量日益增長、車輛荷載等級增大的要求。為滿足榆次一古交二級公路清徐路段公路建設的要求，在2004年對該橋進行了加固改造。 2加(jia)固采用橋梁(liang)技術 (1)設計汽車荷載等級：公路—Ⅱ級，人群3.0kN／m2，橋面組成：凈—9m+2×1.0m(人行道)。 3加固依據及 交通部部標準《公路工程技術標準》(JTJB01—2003)。交通部部標準《公路橋涵設計》 (1989年合訂本)，交通部部標準《公路橋涵施工設計規范》(JTJ041—2000)，交通部部標準《公路質量檢驗評定標準》(JTJ071— 98)，交通部部標準《公路養護技術規范)JTJ0173—96)，公路橋涵設計手冊：《拱橋》(上、下冊)(1991年版)。仁義橋原設計文件(太原公 路分局1971年)。 4加固設計要點 (1)上部結構計算采用《橋梁博士》(平面桿系有限元程序)進行加固后成橋狀態下活載、恒載、溫度變化等作用力計算，以最不利荷載組合進行控制設計。 (2)下部結構按重力式墩臺計算，計算荷載按《公路橋涵設計通用規范》的規定，對所有可能承受的荷載進行最不利組合。以最不利荷載組合控制設計。基礎計算按照《公路橋涵地基與基礎設計規范》，結合本橋實際情況按舊橋基礎承載力提高系數予以考慮進行驗算。 (3)橋面板計算按單向板和懸臂板計算，懸臂跳梁進行截面強度驗算、抗剪計算和抗傾覆計算。 (4)相關參數：相對濕度70％，墩臺不均勻沉降考慮10mm。橋面板與其他結構溫差5℃。 5加固方法 根據該橋現狀、橋梁承載力提高及橋面加寬的要求，確定的加固方法為： 5.1主拱圈 主拱圈加固采用錨噴8cm厚30號混凝土加固主拱肋和主拱波，現澆鋼筋混凝土加固拱角拱背的方法進行。首先鑿除主拱肋表面1cm厚砂漿抹面層， 鑿毛、清洗干凈，然后在主拱肋底面和側面按照規定位置鉆孔植筋，用環氧樹脂固定牢固后，掛鋼筋網，主拱波在內側鉆孔植筋，掛鋼筋網，錨噴混凝土，加大拱肋 及拱波截面進行加固。橫隔板在底面鉆孔植入U型筋，錨噴8cm厚30號混凝土，加強橫向連接。拱角拱背先鑿除砂漿抹面層。鑿毛、清洗干凈，在拱角拱背、拱 座機2號排架根部鉆孔植筋、綁扎鋼筋網，現澆10cm厚鋼筋混凝土進行加固。 5.2拱上建筑 拱上建筑加固采用錨噴6cm厚30號混凝土加固排架及腹拱圈；橋臺前墻加固采用錨噴6cm厚30號混凝土。首先鑿除主排架表面1cm厚砂漿抹面 層，將排架四周及腹拱內側鑿毛，清洗干凈，然后在排架四周及腹拱內側照規定位置鉆孔植筋，用環氧樹脂固定牢固后，掛鋼筋網后，最后錨噴混凝土。拱上建筑實 腹段外側用10#水泥砂漿抹面3cm厚進行處理。 5.3橋面 橋面加固采用：在原橋兩側現澆鋼筋混凝土側墻，對稱加設預制鋼筋混凝土挑梁，現澆鋼筋混凝土行車道板及加設預制微彎板人行道的方法進行。鋼筋混 凝土挑梁預制好就位后。預留鋼筋和橋面鋼筋焊接，并和懸臂板鋼筋綁扎。整體澆筑橋面鋼纖維混凝土。挑梁安放時注意防止傾覆，挑梁高度應順應橋面橫坡處理。 在挑梁上加蓋人行道微彎板，人行道兩側加設欄桿，人行道微彎板用3cm厚10#水泥砂漿抹面。橋面在兩次橋臺附近設置30cm寬，25cm深的TST伸縮 縫。橋面澆筑完成后在1#、2#墩頂位置處切割變形縫，深3cm，寬3mm，清洗干凈后，用瀝青灌縫。 5.4橋臺及基礎 橋臺前墻加固采用錨噴6cm厚30號混凝土方法。將橋臺前墑表面鑿毛、植筋，掛鋼筋網，清洗干凈后，錨噴混凝土進行加固。橋臺臺帽加固采用錨噴 8cm厚30號混凝土方法。將橋臺臺帽前表面鑿毛、植筋，掛鋼筋網，臺帽鋼筋網和主拱肋鋼筋焊接，將混凝土表面清洗干凈后，錨噴混凝土進行加固。 橋墩用10#砂漿抹面勾縫，橋墩墩帽加固采用在外側掛鋼筋網，錨噴8cm厚30號混凝土方法進行加固。 地基根據實際開挖地質資料及實際情況進行處理，墩臺基礎用20#片石混凝土進行防護。 6橋(qiao)梁加(jia)固施工順(shun)序 (1)對橋墩臺以及基礎進行處理。 (2)拆除舊橋人行道及欄桿部分。 (3)鏟除橋面鋪裝、側墻及拱上填料。以上拆除過程每一跨由跨中對稱地向拱腳方向進行，各跨之間的拆除同步對稱進行，使橋墩受力平衡，防止單向推力過大而引起倒塌。 (4)同時進行主拱圈、拱上建筑及橋臺前墻的加固。 (5)現澆混凝土側墻，填筑拱上砂礫填料，調整橫坡，安裝挑梁，現澆行車道懸臂板和橋面鋼纖維混凝土。 (6)安裝人行道、欄桿、伸縮縫，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號錨噴混凝土，拱背、濕接縫等采用30號現澆混凝土，橋面采用30號鋼纖維混凝土，懸臂梁、微彎板采用30號預制混凝土，欄桿采用25號預制混凝土，橋墩(臺)采用30號現澆混凝土，基礎采用20號現澆混凝土。 7.2鋼筋 設計采用鋼筋為Ⅰ級和Ⅱ級兩種，除注明者外，鋼筋直徑d≥12mm的，采用符合GB-1499-98國家現行標準的帶肋鋼筋(即Ⅱ級鋼筋)；當鋼筋直徑d＜12mm的，采用符合GB-13013-91國家現行標準的光圓鋼筋(即Ⅰ級鋼筋)。 7.3其他 (1)環氧樹脂膠及環氧樹脂砂漿，按照有關規范及產品說明要求，通過試驗確定。 (2)本橋僅在橋臺兩端各設置一道TST型伸縮縫。 8施(shi)工方(fang)法(fa)、要點及(ji)注意事項 (1)主拱圈(主拱肋、拱波、橫系梁)采用外包鋼筋網，并用錨噴混凝土加大截面，施工時嚴格按照錨噴進行。 (2)拱上建筑(排架、腹拱圈)采用外包鋼筋網，并用錨噴混凝土加大截面，施工時嚴格按照錨噴工藝進行。 (3)橋面和人行道的拓寬施工。①橋面采用鋼纖維混凝土，1m3混凝土摻入針狀鋼纖維37.5kg；②懸臂挑梁安裝就位和橋面鋼筋焊接，保證穩 定性，為了保證懸臂梁(板)的根部切實可靠，其澆筑施工應和橋面一次性整體澆筑；③拆除橋面，把拱上原白灰礦渣填料及側墻全部鏟除。用鋼筋30號鋼筋混凝 土現澆側墻，填筑透水性好的砂礫填料，調整橋面橫坡為2％(橫坡由拱上砂礫填料形成)，再澆筑25cm厚橋面鋼纖維混凝土；④伸縮縫采用TST橡膠伸縮 體，聘任專業隊伍施工，以確保工程質量；⑤橋頭兩側砌筑擋墻，修建引道，把橋兩面的路面銜接起來，根據清徐一古交公路的線形，全面規劃，應有足夠的長度， 順應相接，防止橋頭出現跳車。 (4)下部結構及防護工程。下部結構施工及質量標準按照《公路橋涵施工技術規范》(JTJ041—2000)、《公路工程質量檢驗評定標準》(JTF071—98)及有關規定進行。對于舊橋防護工程，檢查其是否有裂縫、沉陷等，針對病害進行處理。 (5)對橋墩表面沖刷風化層清除，用10#水泥砂漿抹面勾縫處理。 (6)對錨噴混凝土部分原橋結構表面砂漿清除、鑿毛，清洗干凈后方可進行錨噴施工。在原橋結構上植筋時，首先在結構上鉆孔，孔深8cm，孔徑按照需要植入鋼筋的直徑確定，清孔后灌注環氧樹脂膠，再將鋼筋插入，等黏接牢固后，方可掛鋼筋網。 (7)加強技術監督，檢測工作，提高技術裝備，制定嚴格的技術措施。 (8)重視技術措施檔案資料工作，技術資料的搜集工作要及時進行，并與施工進度同步。技術資料齊全、科學、規范、認真。 (9)堅持貫徹“安全第一，預防為主”的安全生產方針，現場設立標語牌，危險區域設立警告牌，機電設備設立安全操作規程牌等，嚴禁一切不安全行為和違章作業。 (10)技術管理要做到措施提前到位，技術交底提前下達，質量監控跟蹤到位，保證做到一次成活，一次成優，每道自動消化、自動協調，保證整體布置的貫通。 除上所述外，嚴格按照公路有關規范標準及設計圖執行。 該(gai)橋改造交付(fu)使(shi)用已滿5年，經檢測橋梁各項(xiang)技術指標滿足行車(che)要求，為拱橋的改造利用提供了借鑒。
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