快速路小桥结构受力体系置换加固技术探讨论文_贺国银

重庆市市政设计研究院 重庆 400020

摘要:针对目前快速路中小桥梁承受着较大交通压力现状,对该类桥梁进行病害检测和加固改造显得尤为重要;本文在分析归纳常用的加固方法和技术基础上,提出一种基于不中断交通或对交通影响较小的情况下对主要承重结构进行置换加固方法;为以后类似工程的加固改造提供一定的借鉴作用。

关键词:快速路;加固措施;结构置换;社会效益

前言:随着社会经济和交通运输事业的快速发展,快速路桥梁由于原设计荷载偏低,施工技术水平及设备、手段、材料等原因,已不能满足日益增长的交通量需求,部分结构物出现较为严重的病害;针对快速路这一城市主要交通要道,在不中断交通或对交通影响较小的情况下对病害桥梁进行加固维修,提高桥梁的使用寿命,确保交通要道的正常运营,充分发挥经济效益与社会效益显得尤为重要。

1既有桥梁病害机理分析及常用加固措施

通常急需要加固的桥梁都是处于交通要道,车辆通行密度大,车辆荷载高;桥梁的建造年代久远、存在不同程度的缺陷和病害。桥梁加固一般是指:通过对构件的补强和结构的性能改善,以恢复或提高既有桥梁的承载能力,延长使用寿命,适应现代交通运输的要求。

目前,国内外对桥梁进行加固改造的技术途径主要有以下几种:1)加强薄弱构件,一般为受拉区范围内的构件;2)增加辅助构件,在更换原有结构上存在严重缺陷,又不能修复的构件时,必须设置足够的临时支撑,或采取可靠的措施,以保证整个结构在施工中的安全;3)改变结构体系,达到改善结构薄弱处的受力状态,提高整体桥梁的承载能力;4)减轻恒载,改善原桥梁的受力状态,提高桥梁的承载能力;5)加固桥墩、台及基础,针对有桥梁墩、台和基础的病害引起的采用相应的加固措施。

2工程实例

重庆市内环快速路是主城核心区快速路网结构中的重要环线。内环快速路于1998年建成通车,距今已运行了近20年,部分结构物由于重交通的影响出现了不同程度的病害。位于快速路杨公桥立交与红槽房立交间内环小桥在桥梁日常巡查工作中及时发现该桥左幅5#梁1号桥台支座处混凝土压碎露筋,桥面下沉开裂严重,已不能正常承载。

该桥原结构为普通钢筋混凝土实心板桥,桥长8.3m;梁板长5.7m,桥面宽31.0m;主梁采用25#预制混凝土板,单块板宽1.00m,板高0.3m;桥台为等截面的矩形重力式圬工桥台。

2.1病害分析及加固一般原则

鉴于该桥目前出现的病害情况,结合竣工图纸、原桥施工工艺及相关桥梁整治案例,综合分析该桥病害的原因主要有以下几个方面:与现行规范相比,该桥原设计荷载等级相对较低,原桥主梁混凝土标号较低(25号);该桥于1998年通车,服役年限达20年;长期在超重超限车辆反复作用下,结构局部受损;梁板间横向联系较弱,个别铰缝施工质量较差。

由于该桥位于重庆市内环快速路上,是连接杨公桥立交与红槽房立交的重要交通要道。该路段交通压力较大,封闭交通影响范围广;因此,维修处治方案应尽量将交通影响程度减至最小,综合考虑本次加固原则如下:设计科学合理,经济环保,满足技术与使用安全的要求;尽量不增加原结构自重;加固后桥梁能满足设计荷载标准的使用要求,并能具备一定的安全储备;施工简便,快捷,施工期间对交通影响减至最小;加固后桥梁耐久性强、养护方便,后期养护维修费用低。

2.2 具体加固改造施工措施

考虑到该桥所处路段车流量较大,若封闭车道施工对整个区域交通量及社会影响较大。根据现场的实际条件,结合该病害桥梁的功能,采用桥下修建框架结构对原结构进行主承重结构受力体系置换加固措施。

图1 结构受力体系置换示意图 图2框架结构顶推示意图

对框架结构基础采用素混凝土换填的方式进行基础处理,满足基底承载能力要求,平整度达到相应的要求,纵向坡度与原结构保持一致;利用既有周边结构物设置顶推基座,框架结构拟采用分节段预制顶推的施工方式。

顶推施工机具设备的规格、型号及需要量按照框架结构尺寸和最大顶力而定。

顶镐数量:n≥Pmax/0.6PI Pmax---最大顶力; PI---单台顶镐设计顶力;

由于基底经过处理后平整度较好,所需的Pmax=μN(自重)相对较小,施工措施简便。

待框架结构混凝土强度达到相应要求,对框架结构进行全面检查,底板和框架四角不得有裂缝,且外包高分子复合自粘防水卷材(超声波点复合)后才可进行顶推。

全节段顶推到位后,夜间临时封闭单车道交通,在路面对原结构进行开孔注浆封闭新老结构物间隙,达到结构受力置换的效应,满足行车需求。

结语:利用既有现场实际构筑物,采用分节段预制顶推的方式对病害桥梁进行结构受力体系置换加固,增大了原结构物承载能力,提高了结构耐久性,延长了结构物使用寿命;且对既有交通量影响小,充分发挥了经济效益和社会效益;工程实例证明该加固改造措施是可行有效的。

参考文献:

[1]堪润水,胡钊芳.公路旧桥加固技术与实例[M].北京:人民交通出版社,2002.

[2]蒙云,卢波.桥梁加固与改造[M].北京:人民交通出版社,2005.

[3]甘露,郑元勋.桥梁加固维修技术及加固方案选择原则分析.佳木斯大学学报(自然科学版),2016.

[4]李建法.新型预应力技术在高速公路桥梁工程应急加固中的应用.公路.2010.

论文作者:贺国银

论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期

论文发表时间:2019/4/19

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