橋梁加固的設(shè)計(jì)
2010-11-16
隨著時(shí)間的推移，任何公路橋梁都將成為舊橋，因此要不斷提升公路及橋梁改造的技術(shù)等級(jí)。結(jié)合工程實(shí)際，介紹某簡(jiǎn)支橋的加固改造技術(shù)。
1、工程簡(jiǎn)介
某橋橋梁全長(zhǎng)424m，上部為21孔20m簡(jiǎn)支鋼筋混凝土T梁；下部橋墩為柱式墩、樁基礎(chǔ)，橋臺(tái)為重力臺(tái)、擴(kuò)大基礎(chǔ)。經(jīng)理論研究分析及專家論證，認(rèn)為該橋經(jīng)較少費(fèi)用的加固維修，仍能滿足現(xiàn)有的交通通行能力和荷載要求。
2、加固設(shè)計(jì)
2.1理論計(jì)算
?、偕喜坑?jì)算。砼強(qiáng)度、鋼筋強(qiáng)度及截面積、結(jié)構(gòu)尺寸按實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)采用；荷載標(biāo)準(zhǔn)按業(yè)主要求采用（加固后，荷載標(biāo)準(zhǔn)按老規(guī)范提高到汽車--20級(jí)）。計(jì)算結(jié)果：1/8截面最大內(nèi)力917kN.m，對(duì)應(yīng)最大抗力663kN.m；1/2截面截面最大內(nèi)力2199kN.m，對(duì)應(yīng)最大抗力1768kN.m.跨中最大位移2.42cm，與實(shí)測(cè)結(jié)果2.46cm基本一致。
?、谙虏坑?jì)算。汽車--15級(jí)：經(jīng)試算L=21m（樁入土深度，沖刷完成后）；汽車--20級(jí)：經(jīng)試算L=23m（樁入土深度，沖刷完成后）。
2.2加固設(shè)計(jì)
?、倏傮w設(shè)計(jì)。依據(jù)對(duì)橋梁的全面檢測(cè)、調(diào)查，對(duì)大橋橋面的橋面鋪裝、泄水管、人行道板、護(hù)欄全部更換，護(hù)欄挑梁修補(bǔ)后繼續(xù)使用；T梁加大截面補(bǔ)強(qiáng)；蓋梁、立柱碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)；基樁加大截面補(bǔ)強(qiáng)，同時(shí)對(duì)地基土注漿固表補(bǔ)強(qiáng)。
?、诰唧w設(shè)計(jì)。該橋加固內(nèi)容較多，主要介紹T梁及橋墩加固。
3、橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固
3.1橋上部結(jié)構(gòu)的加固當(dāng)結(jié)構(gòu)受損或超載而承載能力不足時(shí)，需予以加固，從投資少，工效快，不中斷交通，技術(shù)可行，有較好的耐久性等要求考慮，選用下列加固方法進(jìn)行加固。
當(dāng)具體承載力不大時(shí)，在梁頂面（橋面）上加鋪一層鋼筋混凝土面層，使其與原有主梁形成整體，達(dá)到加厚主梁高度和增大梁的抗壓截面的目的，以提高梁的承載能力。
增設(shè)縱梁法：在墩臺(tái)、地基安全性能好，并有足夠承載能力的情況下，可增設(shè)新縱梁使之與舊主梁，共同受力，達(dá)到提高橋梁承載能力的目的。增設(shè)橋墩或改橋?yàn)楹母淖兘Y(jié)構(gòu)體系法：通過改變橋梁結(jié)構(gòu)體系，如在簡(jiǎn)支梁下增設(shè)立柱或橋墩，縮短橋跨，或把相鄰兩跨簡(jiǎn)支梁加以連接，變成連續(xù)梁。對(duì)小橋還可采用橋改涵的形式，提高承載能力?；?qū)⑴f梁部分或全部卸除，更換成荷載等級(jí)較高的新梁。此法加固效果顯著，施工也較簡(jiǎn)便，但造價(jià)較高，影響交通的時(shí)間較長(zhǎng)。
3.2橋面鋪裝層的維修與加固對(duì)危害橋梁正常運(yùn)行的部分進(jìn)行經(jīng)常性的養(yǎng)護(hù)維修，應(yīng)保持橋面清潔，伸縮縫完好并能伸縮自由，疏通泄水孔等。橋面板出現(xiàn)表面碎裂、脫落或洞穴現(xiàn)象后，應(yīng)采取局部修復(fù)的辦法進(jìn)行維修。修復(fù)時(shí)，先將破損部分鑿除，再澆筑新鮮混凝土，并注意加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。
4、墩臺(tái)基礎(chǔ)的維修與加固
4.1墩臺(tái)基礎(chǔ)的維修水深H3m時(shí)，可通過潛水作業(yè)將袋裝混凝土分層填塞沖空部分或包褒損壞部分。
4.2墩臺(tái)基礎(chǔ)的加固當(dāng)基礎(chǔ)承載力不足或埋置太淺，而又為剛性實(shí)體基礎(chǔ)時(shí)，可采用加砌砌體或增補(bǔ)混凝土，以擴(kuò)大原有基底面積的措施予以加固。
4.3地基加固當(dāng)基底土基松軟或深層土質(zhì)不良而影響基礎(chǔ)正常受力時(shí)，可用人工地基加固法加固地基，常用方法有砂樁法和注漿法等。當(dāng)軟弱地基較厚時(shí)，將鋼管或木樁打入基礎(chǔ)周圍土層后，然后將樁拔出，灌入干燥粗砂并搗實(shí)而成砂樁，使地基土的密實(shí)度得以提高。當(dāng)易坍孔灌砂困難時(shí)，可采用砂袋套管與沖振法加固地基。注漿法是在墩臺(tái)中心直向或斜向鉆孔或打入管樁，通過孔眼及管孔壓噴注漿于土層之中，通過漿液凝固把松散土固結(jié)或把巖石裂縫填塞的一種地基加固方法。
4.4墩臺(tái)主體加固當(dāng)墩臺(tái)有貫通性裂縫時(shí)，可用鋼筋混凝土圍帶或鋼箍進(jìn)行加固。一般在墩臺(tái)身上、中、下分設(shè)三道圍帶，當(dāng)墩臺(tái)身有嚴(yán)重裂縫及大面積表面損壞、風(fēng)化和剝落時(shí)，可采用圍繞整個(gè)墩臺(tái)身設(shè)置鋼筋混凝土護(hù)套的方法進(jìn)行加固。為加強(qiáng)圍帶與墩臺(tái)身的連接，在墩臺(tái)身內(nèi)應(yīng)埋置直徑10-20cm的鋼銷，埋深約20倍的鋼銷直徑即可。
5、橋面伸縮裝置的維修
當(dāng)軟性填料松散脫落時(shí)，應(yīng)清除原縫隙存留物后重新注入新的填縫料；當(dāng)鋪裝層破壞時(shí)，應(yīng)鑿除后重新鋪筑；伸縮縫損壞時(shí)，應(yīng)予更換。松動(dòng)不平整時(shí)，應(yīng)重新調(diào)平并緊固之；脫出時(shí)，應(yīng)重新嵌固并調(diào)平；老化失效時(shí)，應(yīng)予以及時(shí)更換；焊接破裂時(shí)，應(yīng)清除垢穢后重新焊牢；鋼板出現(xiàn)裂縫或斷裂時(shí)，應(yīng)采取焊接修補(bǔ)。
6、橋頭引道的維修
橋頭銜接處路面下沉，應(yīng)作填補(bǔ)修理，使之連接平順，不致產(chǎn)生跳車；擋墻、護(hù)欄損壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換；護(hù)坡沖空或有其它損壞，應(yīng)采取修補(bǔ)措施；引道上的涵管，水渠，有損壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)維修。
7、超重車輛過橋的管理與加固
為了使運(yùn)輸特大、特重型工業(yè)設(shè)備的車輛駛過橋梁，不致引起橋梁的損壞甚至發(fā)生重大事故，必須加強(qiáng)超重車輛過橋時(shí)的管理工作，認(rèn)真采取加固補(bǔ)強(qiáng)措施，配合超重車輛安全過橋。
使車輛裝載的貨物盡量減少或使重量盡可能分布在較大的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，減小單位長(zhǎng)度的壓力?？稍跇蝾^引道上設(shè)牽引車或卷?yè)P(yáng)機(jī)，使?fàn)恳嚺c平板掛車分別過橋。使車上貨物裝置平衡、適中、避免產(chǎn)生偏載。使超重車輛單車過橋，選擇交通量較小的時(shí)間里，同時(shí)沿線要事先通知，運(yùn)行中要請(qǐng)公安、監(jiān)理部門配合，進(jìn)行交通管理，以確保安全。
為適應(yīng)超重車輛過橋的要求，應(yīng)采取一定的加固措施，常用的加固措施有：在橋面上搭設(shè)臨時(shí)鋼木過梁，以減輕橋梁負(fù)擔(dān)的卸載措施；對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行臨時(shí)或永久性加固，使橋梁承載能力提高的措施；對(duì)舊橋進(jìn)行改建或搭建臨時(shí)便橋的措施。
