市政橋梁拼寬加固設(shè)計(jì)分析
2015-09-07
隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平也不斷提高，很多大城市的車輛爆發(fā)式的增加,隨之而來(lái)的是市政道路承受著達(dá)到極限的交通壓力,很多道路已經(jīng)不能滿足車輛的行駛要求，市政橋梁在此情況下表現(xiàn)的更為擁堵，很多城市的高架橋，市政快速干道橋都需要拓寬,擺在市政設(shè)計(jì)人員面前的難題就是必須增加橫斷面流量。這幾乎是解決巨大交通壓力的唯一手段。作為市政道路改造的重中之重就是市政橋梁的拓寬改造。
1、橋梁拼寬概述
從近期工程來(lái)看，在原有的橋梁上進(jìn)行加固拓寬處理的工程很多，涉及到的主要技術(shù)措施一般遵循如下原理：對(duì)承載力不足的構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，進(jìn)而大幅提高承載力，滿足力學(xué)性能的前提下保證了使用性能，成為滿足交通量的基礎(chǔ)。一般來(lái)看需要進(jìn)行加固處理的部位有橋墩、基礎(chǔ)等承受荷載較大部位。可以看出橋梁拼寬是對(duì)其輔助結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。老舊橋梁的加固及拼寬處理，從設(shè)計(jì)角度來(lái)看完全區(qū)別于新建橋梁的設(shè)計(jì)，必須考慮對(duì)原有橋梁結(jié)構(gòu)的利用，對(duì)相應(yīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，對(duì)截面不滿足要求的部位進(jìn)行加寬，這樣就要求具體施工人員施工過(guò)程中要對(duì)加固部位、新建結(jié)構(gòu)部位以及原有老舊結(jié)構(gòu)間連接處的不均勻沉降和徐變的不同步，這樣方可滿足正常使用的荷載要求。
2、加固拼寬改造原則和技術(shù)特點(diǎn)
改造工程一般盡量不影響交通,往往采用半側(cè)道路封閉，半側(cè)進(jìn)行施工，施工完畢后，轉(zhuǎn)移施工部位，進(jìn)而封閉部位對(duì)調(diào)。很多市政管線的設(shè)計(jì)都是沿著市政道進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這樣進(jìn)行道路改造就必然要對(duì)臨近的市政管網(wǎng)造成影響。從以上兩個(gè)問(wèn)題即可得出，市政道路的改造涉及到整個(gè)城市的大動(dòng)脈，必須在保證質(zhì)量的前提下，嚴(yán)格控制工期?？梢?jiàn)對(duì)于老舊橋梁的改造也要考慮到上述情況,必須考慮到整體要求，保證原有橋梁的結(jié)構(gòu)，采用對(duì)原有橋梁兩側(cè)拼寬，同時(shí)對(duì)老舊橋梁的薄弱部位進(jìn)行加固處理,這樣基本保證市政管線的正常使用，相應(yīng)的也加快了工程進(jìn)度,保證交通的正常通行,也相應(yīng)的降低了工程造價(jià)。
從施工技術(shù)的方面來(lái)說(shuō)，加固往往采用下列幾種方法來(lái)施工:①由于對(duì)橋梁的原有基礎(chǔ)不進(jìn)行破壞，只是對(duì)其幾何尺寸進(jìn)行擴(kuò)大，此種做法必然導(dǎo)致其基礎(chǔ)的不均勻沉降，這樣將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)后果就是增加了結(jié)構(gòu)的附加應(yīng)力。從現(xiàn)有的驗(yàn)收規(guī)范來(lái)看，要求橋梁加固拼寬后，對(duì)其沉降要進(jìn)行實(shí)時(shí)的觀測(cè)，所得沉降差不得大于5mm，這樣鉆孔灌注樁技術(shù)就比較適合此種要求，施工過(guò)程中可以加長(zhǎng)基礎(chǔ)樁的長(zhǎng)度。同時(shí)沉淀層的厚度也大大減少了。②對(duì)于老舊橋梁和新建結(jié)構(gòu)之間的徐變有著比較嚴(yán)格的要求，不可以盲目施工，應(yīng)該嚴(yán)格進(jìn)行不同部位、不同構(gòu)件的受力分析，對(duì)于相關(guān)的梁柱部位的收縮量要嚴(yán)格控制，這事直接導(dǎo)致徐變的位置，新建結(jié)構(gòu)中T型梁最容易產(chǎn)生徐變，但是我們還必須采用此種結(jié)構(gòu)，所以往往使用 UEA 補(bǔ)償收縮混凝土，這樣利用此種特種混凝土的特點(diǎn)來(lái)大大降低混凝土的收縮值，收縮值的減少直接就減少了 T型梁的附加應(yīng)力。③在規(guī)范允許的范圍內(nèi)延長(zhǎng)梁的混凝土澆筑持續(xù)時(shí)間，澆筑時(shí)間的控制可以保證混凝土前后施工段的銜接質(zhì)量，保證施工人員后期養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，同時(shí)也是對(duì)于增加結(jié)構(gòu)處接縫的質(zhì)量大有好處，減少由于澆筑過(guò)快產(chǎn)生的收縮裂縫和后期徐變。
3、橋梁加固拓寬工程技術(shù)分析
3.1連接縫的相關(guān)技術(shù)
橋梁加固拓寬工程施工必須考慮到選擇合適的連接縫。從目前我國(guó)較為常用的連接縫主要有如下三種形式，包括：主體結(jié)構(gòu)上下部位分離縫、主體結(jié)構(gòu)上下部位連接縫和單一性上部結(jié)構(gòu)連接縫。
3.1.1主體結(jié)構(gòu)上下部位分離縫。當(dāng)橋梁的上下部結(jié)構(gòu)分離，此種加寬的處理辦法在國(guó)內(nèi)較為常用。此種處理辦法，對(duì)于新舊結(jié)構(gòu)的有效連接達(dá)到較好的效果。
3.1.2 主體結(jié)構(gòu)上下部位連接縫。此類處理方式優(yōu)點(diǎn)在于可以達(dá)到很好的連接狀態(tài)，安全性極佳。經(jīng)過(guò)此種處理辦法，新舊結(jié)構(gòu)沉降系數(shù)一致，可以共同沉降，但是，必須嚴(yán)格控制新舊結(jié)構(gòu)的沉降量，否則產(chǎn)生了不均勻沉降后，會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全，會(huì)出現(xiàn)較多裂縫。
3.1.3 僅上部結(jié)構(gòu)連接。采用這樣的連接方式是我國(guó)公路既有橋梁連接縫施工中最為常見(jiàn)的，此種改造連接方式從已有給出實(shí)例來(lái)看效果十分理想，此種連接方式的施工關(guān)鍵也在新老結(jié)構(gòu)下部的不均勻沉降，改造橋梁一般對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行如下處理，新施工的樁徑要求比老舊結(jié)構(gòu)大一等級(jí)，也可對(duì)樁長(zhǎng)加長(zhǎng)，推薦使用嵌巖樁。
3.2老舊橋梁改造加寬施工技術(shù)措施。對(duì)于老舊橋梁改造過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)于橋梁拼寬縱向接縫的施工給與重視，以及新舊箱梁懸臂翼緣板的連接方式。必須在上述技術(shù)難點(diǎn)上給與足夠重視，對(duì)于其相關(guān)工序同樣要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范要求，才能使橋梁的改造質(zhì)量達(dá)到預(yù)計(jì)要求。
3.2.1 橋梁拼寬縱向接縫施工技術(shù)。老舊橋梁改造施工要求不能影響現(xiàn)有的交通情況，施工前必須制定科學(xué)合理的施工技術(shù)措施，嚴(yán)格選擇符合方案的材料，重點(diǎn)控制新舊結(jié)構(gòu)的不均勻沉降。
3.2. 2 新舊箱梁懸臂翼緣板剛接、鉸接與搭接。如果施工過(guò)程中采用了剛性連接的方式，其結(jié)果就是確保橋體表面鋪裝層以及箱梁懸臂翼緣板成為結(jié)構(gòu)整體，有著較好的受力能力。當(dāng)鉸接處理箱梁懸臂翼緣板時(shí)，箱梁懸臂翼緣通過(guò)立向傳遞豎向應(yīng)力，達(dá)到自如滑動(dòng)的效果，這樣可以減少新舊結(jié)構(gòu)間的縱向裂縫，但是對(duì)于鉸接處的質(zhì)量控制必須給與重視。
4、實(shí)例
取某地橋梁為三跨簡(jiǎn)支梁橋(15 m+25 m+15 m三跨)。25m跨的為寬99 cm、高110 cm預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板, 15m為寬99 cm、高80 cm鋼筋混凝土空心板原橋梁寬度為36m,快車道寬度8.5m(兩車道),現(xiàn)將橋面拓寬至53m。
梁板加固方案：鑿開(kāi)懸臂部分混凝土并露出鋼筋,與新布置的�14結(jié)構(gòu)鋼筋焊接,然后現(xiàn)澆C50混凝土濕接縫。其次,在全幅梁板頂面采用粘貼鋼板法進(jìn)行加固, A3鋼板與空心板間用C50環(huán)氧砂漿(環(huán)氧樹(shù)脂摻量10% )粘結(jié)牢固。A3鋼板上面按梅花型焊接長(zhǎng)20 cm的25鋼筋,間距為20 cm,以增強(qiáng)鋼板與橋面鋪裝層的粘結(jié)力。再次,采用C50混凝土(摻鋼纖維1% )進(jìn)行橋面鋪裝。選取其中中間位置板為一號(hào)板。
根據(jù)加固前后的數(shù)據(jù)對(duì)比, 1號(hào)梁板所反映的內(nèi)力情況基本一致。結(jié)構(gòu)加固后,梁板懸臂結(jié)構(gòu)改變連接方式,分布系數(shù)有所減小,受力得到有效調(diào)整，避免了受力不均的現(xiàn)象?？梢?jiàn),此種加固措施取得了預(yù)期的效果。
5、結(jié)語(yǔ)
目前國(guó)內(nèi)一般對(duì)已有的橋梁進(jìn)行加固拓寬處理時(shí),老舊橋梁一般采用調(diào)整車道，改變車輛荷載分布,為了不做過(guò)多結(jié)構(gòu)改變，往往采用對(duì)橋梁加貼鋼板的施工方法，這樣可以增大水平板的橫向聯(lián)系,使橋梁水平荷載分布更加合理。此種做法必將成為國(guó)內(nèi)對(duì)于老舊橋梁的改造的有效途徑。
