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2020-03-30 08:46:12 | 分类:默认分类 | 标签:

[摘要]本文以某服役公路双曲拱桥为例,针对本桥存在的质量问题进行了病害成因分析,提出了加固方案,并针对本桥加固后的的桥梁承载能力进行计算和验算,且进一步总结了加固施工要点。

[关键词]双曲拱桥;加固方案;主拱圈验算;加固施工要点

一些桥梁工程使用年限已久,长久以来的使用,使得这些桥梁存在一些不安全因素。倘若将这些桥梁完全拆掉重新修建,势必会花费较高的费用,此外,部分桥梁还拥有较高的历史价值。所以,对运营中桥梁的质量病害实施全方位分析,并探究相应的防治措施,意义非凡。

1工程概况

某公路桥梁为双曲拱桥,跨度形式为5×45m,桥面宽7m,两边护栏宽均为0.25m。原设计荷载为汽13、拖60级;该项目墩体设计为重力式实体墩结构、桥台设计采用加后座式U型结构。对全桥进行了检测分析,得出存在的主要质量问题如下:(1)主拱圈部位多处有明显裂缝情况发生;(2)桥面产生较大变形,并且存在大规模的破碎现象,主要出现在3、4、5孔上,竖向存在波浪状况;(3)腹拱及立墙存在渗水病害,防水性能差,渗水现象十分明显。

2病害成因分析

根据质量检测结论,分析以上质量病害产生的原因为:(1)最初设计时,没有考虑到现阶段交通量如此之大,导致设计荷载值较低,无法满足目前繁重的交通运输要求;(2)因吨位较大车辆的反复作用,所施加荷载远远超过其最初的设计值;(3)桥面变形严重,显示受压系统破坏,造成桥梁的整体性变差。

3主拱圈加固设计

(1)原横系梁结构几何尺寸偏小,为有效提升桥梁结构整体的稳定性,科学有效的增大原横系梁的几何尺寸,由最初的1.16m×0.15m×0.18m增大到1.16m×0.15m×0.50m;同时,用横隔板代替拱顶位置处的3根横系梁,横隔板尺寸为1.16mm×0.30mm×0.84mm;(2)根据该桥梁的实际状况,在外界荷载作用下,桥体最关键的承载位置为主拱圈,而该桥梁主拱圈位置存在大面积的开裂现象,所以对于这种现象运用的主要加固方式为外包法加喷锚法,具体操作为在拱肋和周边位置布设钢筋网片,通过高压喷射设备将强度等级为C25的砼喷射至主拱圈部位进而完成加固,其厚度不得低于60mm。

4采取加固方案后主拱圈截面拉应力超限分析

在砼处于塑形阶段,且拉应力超限时,通过验算能够看出,拱顶和1/4截面位置处的压应力均低于允许值。而对于拱脚部位由于在拱圈上部浇筑强度等级为C30砼,能够与结构一起形成一个整体共同作用,经计算和分析得出结论如下表1所示:5.5MPa,考虑拱肋位置钢筋的作用,通过验算,得出结论为:拱脚截面可以承受过汽-超20、挂-120活载。

5加固施工要点

5.1加固面的处理(1)该环节运用的主要器具有钢刷、凿子和锤头,清理部位为需要加固的面;(2)先通过凿子和锤头对加固面实施凿毛处理,处理深度控制在5mm,密度控制在10-13点/10cm²;(3)该环节能够有效提升喷射砼与加固面之间的粘结力,从而提升整体的承载性能。5.2钻孔和插入锚杆(1)钻孔采用双重绝缘电锤来完成。孔洞规格为:若要插入直径是10mm的锚杆,则需要钻孔直径为14.5mm,其深度大约在80mm。倘若出现塌孔,应舍弃该孔,并及时应用525号水泥进行封填;(2)清孔。主要是用清水将钻孔过程中所产生的砼渣灌出;(3)填补粘结剂。采用525普通硅酸盐水泥净浆,在实际操作时必须要保证所有钻孔均填满该浆体;(4)插入锚杆。该环节是为挂钢筋网做准备,能有效提升新、旧砼之间的粘结性能,提升抗剪能力,从而降低结构的变形。5.3喷射砼施工(1)挂钢筋网施工完毕并经验收合格后,就可以实施砼喷射。在喷射前,要先通过高压水泵来清洗钢筋网,并将加固面润湿,待加固面满足喷射要求后方可实施砼喷射;(2)喷射时,主要运用垂直喷射,若操作不便,其角度也不得低于30°;(3)严格控制喷射装置与加固面的间距大小,通常控制在60-120cm区间范围内,喷射时采用螺旋式方式自下而上分层实施,每层间隔时间至少为30分钟,喷射厚度控制在30mm左右。

6结论

文章结合实际工程案例,全方位分析了桥梁工程存在的质量病害,采取行之有效的方式实施加固,并针对加固前后的承载力实施了计算,进一步总结出了加固施工的关键点,得出如下结论:(1)主要运用喷锚加固方式,根据现行规范规定,科学有效的对桥梁原始结构的性能实施了优化,即从最初的汽13、拖60提升至目前的汽超20、挂120;(2)解决了桥梁拉应力过大的问题,原始结构所允许的最大拉应力为2.34MPa,而在对其实施加固处理后,其拱脚位置处的最大拉应力达到了6.16MPa,远高于容许应力值1.27MPa;(3)从经济角度看,采用本文所述对桥梁加固的方案,相比新建一座桥梁可大幅降低成本。


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