拱桥加固实例

来源:考试大发布时间:2012-02-01

  1概述
  仁义桥位于山西省太原市清徐县榆次一古交公路清徐段上,于1971年修建。桥梁原设计荷载为:汽车-13级、拖车-60。上部结构为:空腹式悬链线无铰钢筋混凝土双曲拱桥,净跨径25m,矢跨比为1/6,设计拱轴系数m=2.20,共三跨。桥面宽度为:净-7m+2×1.0m(人行道),桥面纵坡为0,横坡为3%(双向),主拱圈宽度为7.5m。主拱圈厚度为0.80m。拱上建筑采用排架式副拱墩。下部结构为:150#片石混凝土实体墩和桥台,桥墩顶宽2.0m基础为明挖扩大基础。
  随着清徐县经济的不断发展,仁义桥现状已不能满足清徐一古交公路交通量日益增长、车辆荷载等级增大的要求。为满足榆次一古交二级公路清徐路段公路建设的要求,在2004年对该桥进行了加固改造。
  2加固采用桥梁技术标准
  (1)设计汽车荷载等级:公路—Ⅱ级,人群3.0kN/m2,桥面组成:净—9m+2×1.0m(人行道)。
  3加固依据及资料
  交通部部标准《公路工程技术标准》(JTJB01—2003)。交通部部标准《公路桥涵设计规范》(1989年合订本),交通部部标准《公路桥涵施工设计规范》(JTJ041—2000),交通部部标准《公路质量检验评定标准》(JTJ071—98),交通部部标准《公路养护技术规范)JTJ0173—96),公路桥涵设计手册:《拱桥》(上、下册)(1991年版)。仁义桥原设计文件(太原公路分局1971年)。
  4加固设计要点
  (1)上部结构计算采用《桥梁博士》(平面杆系有限元程序)进行加固后成桥状态下活载、恒载、温度变化等作用力计算,以最不利荷载组合进行控制设计。
  (2)下部结构按重力式墩台计算,计算荷载按《公路桥涵设计通用规范》的规定,对所有可能承受的荷载进行最不利组合。以最不利荷载组合控制设计。基础计算按照《公路桥涵地基与基础设计规范》,结合本桥实际情况按旧桥基础承载力提高系数予以考虑进行验算。
  (3)桥面板计算按单向板和悬臂板计算,悬臂跳梁进行截面强度验算、抗剪计算和抗倾覆计算。
  (4)相关参数:相对湿度70%,墩台不均匀沉降考虑10mm。桥面板与其他结构温差5℃。
  5加固方法
  根据该桥现状、桥梁承载力提高及桥面加宽的要求,确定的加固方法为:
  5.1主拱圈
  主拱圈加固采用锚喷8cm厚30号混凝土加固主拱肋和主拱波,现浇钢筋混凝土加固拱角拱背的方法进行。首先凿除主拱肋表面1cm厚砂浆抹面层,凿毛、清洗干净,然后在主拱肋底面和侧面按照规定位置钻孔植筋,用环氧树脂固定牢固后,挂钢筋网,主拱波在内侧钻孔植筋,挂钢筋网,锚喷混凝土,加大拱肋及拱波截面进行加固。横隔板在底面钻孔植入U型筋,锚喷8cm厚30号混凝土,加强横向连接。拱角拱背先凿除砂浆抹面层。凿毛、清洗干净,在拱角拱背、拱座机2号排架根部钻孔植筋、绑扎钢筋网,现浇10cm厚钢筋混凝土进行加固。
  5.2拱上建筑
  拱上建筑加固采用锚喷6cm厚30号混凝土加固排架及腹拱圈;桥台前墙加固采用锚喷6cm厚30号混凝土。首先凿除主排架表面1cm厚砂浆抹面层,将排架四周及腹拱内侧凿毛,清洗干净,然后在排架四周及腹拱内侧照规定位置钻孔植筋,用环氧树脂固定牢固后,挂钢筋网后,最后锚喷混凝土。拱上建筑实腹段外侧用10#水泥砂浆抹面3cm厚进行处理。
  5.3桥面
  桥面加固采用:在原桥两侧现浇钢筋混凝土侧墙,对称加设预制钢筋混凝土挑梁,现浇钢筋混凝土行车道板及加设预制微弯板人行道的方法进行。钢筋混凝土挑梁预制好就位后。预留钢筋和桥面钢筋焊接,并和悬臂板钢筋绑扎。整体浇筑桥面钢纤维混凝土。挑梁安放时注意防止倾覆,挑梁高度应顺应桥面横坡处理。在挑梁上加盖人行道微弯板,人行道两侧加设栏杆,人行道微弯板用3cm厚10#水泥砂浆抹面。桥面在两次桥台附近设置30cm宽,25cm深的TST伸缩缝。桥面浇筑完成后在1#、2#墩顶位置处切割变形缝,深3cm,宽3mm,清洗干净后,用沥青灌缝。
  5.4桥台及基础
  桥台前墙加固采用锚喷6cm厚30号混凝土方法。将桥台前墒表面凿毛、植筋,挂钢筋网,清洗干净后,锚喷混凝土进行加固。桥台台帽加固采用锚喷8cm厚30号混凝土方法。将桥台台帽前表面凿毛、植筋,挂钢筋网,台帽钢筋网和主拱肋钢筋焊接,将混凝土表面清洗干净后,锚喷混凝土进行加固。
  桥墩用10#砂浆抹面勾缝,桥墩墩帽加固采用在外侧挂钢筋网,锚喷8cm厚30号混凝土方法进行加固。
  地基根据实际开挖地质资料及实际情况进行处理,墩台基础用20#片石混凝土进行防护。