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农村危桥加固施工及几种方法
发布时间:2014-07-15
摘 要: 近年来, 由于我国经济的快速发展, 改革开放前期修建的各等级道路超过规划通车数量的现象时常发生, 加之超载等不利情况, 很多桥梁出现了不同程度的病害。但由于受资金的限制, 部分桥梁无法实施整体重建, 因此, 危桥加固与改造成为桥梁施工领域的一个重要课题。随着交通运输量大幅度增长,行车密度及车辆载重越来越大,现有道路中部分中小桥梁或由于当初设计标准低,经过一段时间的交通发展,荷载标准或桥上、桥下的净空不能满足新交通的需要,或结构陈旧老化、破损影响到它原有设计能力而危及运行的,严重影响了交通运输的发展。关键词:农村危桥; 加固施工;几种方法
据不完全统计, 全国县(乡) 农村公路通车总里程为62万km, 占全国公路总里程的67% 左右, 但公路质量差,够不上等级的桥梁为数较多, 一部分属于危桥, 如果采取有效措施进行加固、改造、恢复和提高这些桥梁的承载能力,可产生明显的经济效益。据国外资料表明, 旧桥的加固费仅为新建桥梁的10% 左右。按国内经验, 在一般条件下,双曲拱桥的加固费用, 大致等于新建一座同样桥梁建桥费的25%左右, 而梁桥则为15%左右。因此, 愈来愈多的人已认识到, 在当前国家财力、物力还有限的情况下, 旧桥技术改造与危桥加固实属一个不可忽视的新课题。
1 双曲拱桥的技术改造及其加固措施
1. 1 双曲拱桥的主要病因
软土地基上建造的双曲拱桥, 不可避免地要产生桥台水平位移和转角( 桥台因不均匀下沉产生的后果要比水平位移和转角产生的后果小) , 使拱圈严重开裂和变形。拱肋尺寸偏小( 整个拱圈截面不足) , 计算上则采用简单的内力迭加, 而实际结构为二阶段受载( 施工阶段和运营阶段) , 理论上的精确计算表明, 既非内力迭加又异于应力迭加, 实际上拱肋应力较内力迭加要大, 造成开裂。主拱圈为典型的装配积木式, 早期施工缺乏经验, 肋波结合十分薄弱, 接缝处不可避免地要产生裂缝, 影响整体受力。
1. 2 加固拱桥改造
对拱肋进行加固, 增加主拱圈高度, 调整拱上建筑自重的分布和减轻拱上建筑的重量, 一般可以采取如下措施:
1) 改造拱上建筑圬工横墙为钢筋混凝土立柱;
2) 拆除拱上建筑, 代之以轻型的钢筋混凝土门式刚架或桁架式拱上建筑;
3) 降低桥面标高, 以减少填料;
4) 腹拱体系轻型化, 将笨重的腹拱体系拆除, 代之以轻型的钢筋混凝土T形梁、预应力和非预应力混凝土空心板、微弯板。
1. 3 加强横向联系
将原横系梁加高成横隔板, 并设横向联结钢筋与原拱肋中凿露的钢筋焊成整体。
2 桥台开裂变形的加固方法
大多数桥台开裂是由于侧墙不能承受其水平推力,致使桥台侧墙出现绕前墙扭转变形,在两墙交界处产生开裂变形。通过对几条道路桥台问题的计算处理情况看,一般桥台的截面强度、横向挠曲整体抗滑稳定性均能满足有关规范要求,仅部分是由于偏心距和抗倾覆稳定性不能满足要求,现就此提出两种处理方法供同行参考。
2.1 设置拉杆以承受桥台侧墙的不平衡水平力
利用拉板与砌体间的通缝剪切力和拉杆来承受侧墙的不平衡水平力。此方法在路面尚未铺筑时处理为好,特别是其施工方法简单,仅需开挖部分台背填土和拆除部分砌体。总体上讲,补救工程经济、合理,其计算方法为先计算侧墙所承受的力,再计算其不平衡水平力。
2.2 设置钢筋砼垫板
高桥台侧墙较高,其土压力较大是侧墙产生变形破坏的主要原因,因此处理措施应从减少土压力出发,于台背一定高度处设置一钢筋砼板(板按三边支承的弹性地基板计算)予以处理,这样作用于侧墙上的土压力将大大减少,裂缝得到控制。
2.3 桥梁加固的几种方法
1)增加主(纵)梁加固法
增加主(纵)梁不仅能提高承载能力,而且还能加宽桥面,采用此法可以得到双重效果,增加的新主梁应按照新的荷载标准设计施工。施工时增加主梁首先要进行下部结构和基础的加宽,加固和验算各部的应力。对旧主梁之间要进行抗剪能力的验算,若抗剪应力不满足要求,应对主梁进行加固处理。
2)桥面植筋加固法
服役中的旧桥很大一部分桥面是钢筋混凝土桥面,有些在长期运营中损坏不是很多,基本完好,但是面对交通量的增长却开始出现不堪重负的倾向,针对这些桥面在完全凿除旧桥面、换铺新桥面,一来是费工费时;二来是经济效益也不是很理想。对此,有人提出采用植筋技术,在旧桥面上加一层新桥面,这样不仅充分利用了旧桥面,而且缩短施工时间,经济效益也很显著。采用植筋技术,对旧桥面的处理比较简单,可以进行高压水喷、喷沙、凿毛等简易处理,然后平行旧桥面钢筋,按计算深度转孔(与原钢筋的间距在满足钻孔操作要求),再将钢筋植入孔内,再采用同级别的混泥土填孔,并浇筑新的桥面层。在混泥土桥面加固中,新桥面的连接是个薄弱环节,尤其是界面的抗剪强度。采用植筋技术以后,界面的抗剪强度由3部分组成,界面混凝土内部结合力、界面摩擦力、植筋的抗剪力。由于植入钢筋的影响,界面的抗剪强度大大提高,而且植入钢筋对旧桥面也起到一定的加强作用。该方法的缺点是计算比较复杂,不仅要计算新桥面层的厚度以满足承载要求, 而且剪力植筋应有适当的埋深, 需经过计算确定。另外,植筋点的选择也是一个问题,既要避开原钢筋,还要与原钢筋保持一定的距离,以满足钻孔操作要求。最后,就是植筋后要往孔内注入混凝土,虽然混凝土量比较少,但是混凝土的膨胀和收缩也是一个不得不考虑的问题。
2. 4 加大混凝土截面和增加主筋
1) 增大T形梁的梁肋下部并加设主筋。在近支座处将加设的主筋弯起与原梁主筋焊牢, 为保证新、老混凝土可靠粘结, 仍应将原梁混凝土凿毛、洗净、且隔一定距离将主筋凿露, 以锚固筋与新设主筋焊接, 然后用悬挂模板浇注肋下加大部分的混凝土。
2) 增焊主筋
当桥下净空受限制, 可在梁底原主筋处增焊主筋, 以提高梁的承载力。
3) 加厚桥面板
拆除厚桥面铺装层, 在桥面板上铺一层钢筋网, 再浇一层比原铺装层厚的新混凝土。
2. 5 粘贴加固
用环氧树脂粘贴钢板、钢筋及玻璃布, 可增大构件抗弯及抗剪能力, 并减少裂缝开展宽度。
2. 6 变更结构体系
1)变多跨简支梁为多跨连续梁
目的是降低单跨简支梁的跨中正弯矩, 虽产生梁桥端负弯矩, 但可在梁端凿开桥面( 主筋露出) , 在梁顶增设承受负弯矩的主筋( 根数和直径由计算确定) 。以带有加筋板的新支座代替两个旧支座, 浇注梁端混凝土和桥面铺装。
2) 加设人字撑
对钢筋混凝土T 形梁桥( 其它梁板桥也可, 肋底设人字斜撑, 增加两个支点, 梁中内力即起变化, 有利于提高梁的承载能力。但支点的位置要按内力调整的要求由计算确定。
3 基础的加固措施
3. 1 对水平移位桥进行加固
1) 若拱桥发生水平位移时, 采用加固措施要慎重, 可在桥台两侧加翼墙, 用增加自重产生的摩阻力来抵抗水平滑动力。
2) 如是梁式桥因台背土压力过大造成桥台前移, 可更换填土, 减小土压力。
3. 2 控制基础沉降
1) 在刚性浅基础周围再砌圬工( 或灌注混凝土) 与原基础联成整体以扩大承压力。
2) 在墩、台基础左右( 或前后) , 向墩、台中心钻斜孔或打入斜向钻管, 通过孔眼( 管眼) 灌注水泥砂浆、土的固结剂, 以提高地基承载力。
4 结束语
目前正是加快农村公路建设,全面实施国债项目和通达项目的关键时期,大量的农村道路都在改建,选择好旧桥的处理方案既关系到人民群众生命财产,又关系到经济发展,只有综合考虑各种可行的方案,农村公路事业才能协调发展。
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