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不二建筑
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2021-04-01 08:37:06 | 分类:默认分类 | 标签:

拼宽桥梁连接方案及结构形式,设计思路都很关键~

01
拼宽桥梁设计遵循标准

车辆荷载等级:拓宽工程桥梁设计遵循“老桥老标准,新桥新标准”。目前拓宽的高速公路原桥梁设计荷载等级一般为汽-超20、挂-120;拓宽新建部分及完全新建桥涵设计荷载等级采用新标准公路-I级。

桥梁拼接设计中, 对原桥梁、拼接部位、拼接后桥梁整体进行结构分析和验算 ;对原桥梁进行评价, 采用老标准 ;但承载能力极限状态的计算采用现行荷载标准,不满足的建议进行加固处理;有条件时,采用现行标准中的荷载等级对拼接后桥梁进行整体检算。

4车道拓宽为6车道, 拼宽2×4.50m,桥宽2×17.00m。

4车道拓宽为6车道, 拼宽2×4.50m,桥宽2×17.00m 。

4车道拓宽为8车道, 拼宽2×8.25m,桥宽2×20.75m 。

4车道拓宽为8车道, 拼宽2×7.75m,桥宽2×20.25m 。

6车道拓宽为8车道, 拼宽2×4.0m,桥宽2×20.25m 。

4车道拓宽为8车道,拼宽2×8.0m,桥宽2×20.1m:

空心板标准横断面

组合箱梁标准横断面

T梁标准横断面

普通钢筋砼连续箱梁横断面

4车道拓宽为8车道,拼宽2×6.75m,桥宽2×20.25m。

6车道拓宽为8车道,拼宽2×3.5m,桥宽2×20.25m。

已有高速公路拼宽桥梁桥面宽度一览表

02
拼宽桥梁连接方案 

根据国内和省内拼宽经验,4车道拓宽为8车道,桥梁大多为 两侧拼宽6.75-8.25m ,拼宽桥可采用双柱式结构,桥梁的整体稳定性较好,故推荐采用方案二即 上连、下不连的拼宽方式 ;4车道拓宽为6车道和6车道拓宽为8车道,桥梁大多为 两侧拼宽3.5-4.5m, 考虑到拼宽宽度较小,下部采用单桩单柱接盖梁的墩柱形式,为提高桥墩的稳定性, 采用方案三即上连、下铰接 。

03
 拼宽桥梁结构形式  

(一) 按照易于拼接有利质量原则,拼宽桥梁的结构形式与老桥尽可能保持一致。

◆ 上部结构纵向连接构造

⑴  6m、8m、10m空心板新老梁纵向连接构造

新老梁板采用植筋连接 ,N1钢筋种植采用环氧树脂粘胶;湿接头采用钢纤维混凝土,植筋孔应避开普通和预应力钢筋。 本图适用于6m、8m、10m空心板新老梁板间纵向连接构造图。

种植钢筋(化学锚栓)传统工艺

根据已建拓宽工程经验,新老桥连接目前 多采用化学植筋和化学锚栓 。钢筋焊接对植筋胶锚固力影响较大, 普通植筋胶 无法满足焊接要求,须采用 特制植筋胶 才能保证钢筋焊接后的锚固力。现场实际操作时,监理人员很难辨别施工方所采用的是普通植筋胶还是特制植筋胶,且植筋胶的用量是否满足要求也难以鉴定。

个别桥梁新老桥拼接缝由于植筋质量问题而造成拼接缝病害。

根据《公路桥梁加固设计规范》附录A中有关公式计算的植筋深度大于多数梁板的结构厚度,采用常规植筋方法无法满足规范要求。

⑵  13m-30m空心板新老梁纵向连接构造

新老梁板采用自攻型锚定螺栓连接。 通过机械设备先在混凝土相应位置钻出配套的螺纹孔,然后将锚定螺栓直接攻入孔内,切削齿自切入混凝土,与混凝土机械咬合,从而将荷载传递至混凝土内。 本图适用于13m-30m空心板新老梁板间纵向连接构造图。

自攻型锚定螺栓新技术、新工艺应用

该锚固方法 具有植入深度小、抗拉拔强度高、施工方便、不受焊接影响等 特点,能解决传统植筋方法存在的问题。

自攻型锚定螺栓具有足够的表面硬度,先使用指定直径的钻头在混凝土相应位置打孔,孔洞深度比有效埋深深10mm,然后用压缩气枪吹去孔中的灰尘和沙粒,再将锚栓通过固定物置入孔内,最后旋紧锚栓至设计的深度。锚栓的切削齿自切入混凝土,与混凝土机械咬合,从而将荷载传递至混凝土内。 

⑶ 组合箱梁间:

新老梁板挑臂刚性连接

⑷ 连续箱梁间:

新老箱梁挑臂刚性连接

通车状态下的梁板拼接方法研究

按常规的做法,在接缝混凝土现浇施工后到需要的强度期间,车辆荷载不能作用在相应的会引起位移的梁板上,即车辆需绕道行驶。但在大交通流量的情况下会带来以下问题:

①封闭一幅交通, 双向车辆通行都在同一幅进行 ,车速降低,使得车辆通过能力大大降低,引起堵车和引发交通事故;

②由于车辆密度太大,封闭一幅交通至混凝土达到所需强度的时间不能太长,同时要求浇筑纵缝的混凝土必须是高强、早强,混凝土容易产生裂缝。

鉴于这样的情况,需要根据实际研究出一种有效而又简便的施工工艺以避免上述情况的产生,保证桥梁拼接工作的顺利完成。

拓宽工程通车状态下桥梁拼接方法如下:

如果能在新老梁板的拼接位置形成体外刚性连接,使体内的湿接缝混凝土在浇筑过程中变形连续,就能保证混凝土的施工质量。基于此思路,设计了专门的施工夹具,该夹具采用I22的工字钢制作,横跨新老梁板,通过螺栓夹紧工字钢,使得荷载得以传递。结构简图如下:

通过有限元模拟计算和实桥荷载实验, 都表明在老桥汽车荷载作用下,通过施工夹具的连接,拼宽梁板与老桥能共同受力,且变形连续,夹具能取到传递荷载的作用 ,为湿接缝混凝土的浇筑创造了条件。

◆ 下部墩台结构形式

■老桥墩(台)采用 柱式墩(台)、桩基础的 ,拼宽桥墩(台) 也采用柱式墩(台) 、桩基础 的形式;

■老桥桥墩 采用柱式墩、扩大基础 的,为减少拼宽桥墩的差异沉降, 拼宽桥墩采用柱式墩、桩基础 的形式;

■老桥桥台采用 肋式台、桩基础的 ,为减少拼宽桥台开挖对老桥锥坡的影响, 拼宽桥台取消肋板,采用高桩承台接盖梁桥台、桩基础 的形式;

◆下部墩台结构形式

■老桥桥台采用 U台、扩大基础 的,地质较差路段新拼桥梁 采用U型桥台、桩基础 ,地质较好路段新拼桥梁采 用U型桥台、扩大基础 ;

◆下部墩台结构形式

■考虑到 薄壁通道 桥施工时,不能中断桥下交通,取消拼宽桥梁薄壁桥台 支撑梁 , 采用双排桩基础 。

◆上连、下铰接墩台连接构造

■单柱墩台与老桥连接构造(一)

型钢连接采用重型固定用化学粘着安卡锚栓,螺栓孔应避开盖梁钢筋。角钢与盖梁接触面应打磨除绣,切槽深1厘米,清除槽口面上浮砼,保持平整、清洁、干燥。角钢与盖梁接触面间用环氧砂浆粘结。角钢及钢板暴露面采用喷铝防腐,年限不少于于50年。

■单柱墩台与老桥连接构造(二)

N1预先种植到老桥盖梁内,种植采用专用改性环氧胶黏剂,性能应满足A级胶要求。

(二) 由于净空受限等原因,拼宽桥梁采用不同的结构形式或跨径与老桥拼接。

◆组合箱梁拼宽(净高受限桥跨)

某高架桥左幅258~260孔、右幅257~259孔跨越规划城市道路,道路路基宽度40m,桥下净空要求不小于4.5m;左幅282~283孔、右幅281~282孔跨越规划城市道路,道路路基宽度30m,桥下净空要求不小于4.5m;左幅第335~338孔、右幅第334~337孔跨越现状城市道路,桥下净空要求不小于5m。为保证拼宽后桥下净空要求,上述位置所在的桥跨均采用简支空心板梁进行拼宽。

简支空心板,采用C50砼,按全预应力构件设计

小箱梁与空心板间: 湿接头刚性连接

■普通钢筋砼连续箱梁拼宽(净宽受限桥跨)

某高架桥第3联初设采用桥下改路方案,因政策处理等原因导致原初设方案无法实施,为确保原有道路桥下净宽,施工图设计采用不等跨连续箱梁拼接方案。

新老箱梁之间通过现浇桥面板刚性连接。

考虑恒载、收缩徐变、活载各种不利布载及新桥沉降3mm,对 拼接部 进行验算。

拼接部老桥悬臂上缘配筋φ16@10cm,下缘配筋φ12@10cm, 配筋能满足受力要求。

拼接部新桥悬臂上、下缘配筋均为φ16@10cm, 配筋能满足受力要求。


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