一、橋梁加固的任務(wù)和形勢(shì)
1.1 加強(qiáng)橋梁加固研究的必要性
隨著時(shí)間的推移,新建的橋梁在其生命周期內(nèi)都將成為舊橋。橋梁和其他建筑一樣,其“生命周期”將經(jīng)歷以下三個(gè)階段:建造、使用和老化,且公路橋梁長(zhǎng)期受自然環(huán)境(腐蝕、溫度、溫度變化)和使用環(huán)境(荷載增大和頻率增加、材料和結(jié)構(gòu)疲勞)等影響。
過(guò)去年代修建于各地城鎮(zhèn)和各級(jí)公路上的橋梁,擔(dān)負(fù)著十分沉重的交通荷載及繁重的交通任務(wù)。由于歷史的種種原因,如建橋當(dāng)時(shí)的資金緊缺,設(shè)計(jì)荷載及泄洪標(biāo)準(zhǔn)偏低,技術(shù)力量的缺乏,設(shè)計(jì)、施工管理的粗放,施工技術(shù)水平較低和設(shè)備、手段、材料的落后,以致在設(shè)計(jì)上或多或少存在考慮不周的缺點(diǎn),施工上也留下大小不同的缺陷。當(dāng)時(shí)社會(huì)發(fā)展較緩慢,缺乏前瞻和預(yù)見(jiàn)性,橋梁投入運(yùn)營(yíng)使用之后,運(yùn)營(yíng)管理的長(zhǎng)期滯后,管養(yǎng)制度建設(shè)和隊(duì)伍建設(shè)長(zhǎng)期被忽視,管養(yǎng)費(fèi)用被擠占、挪用,運(yùn)營(yíng)車(chē)輛長(zhǎng)期普遍超載和嚴(yán)重超載未得遏制,橋梁的技術(shù)狀態(tài)未得
到及時(shí)、細(xì)致的觀測(cè)掌握。在寒冬酷暑、暴雨烈日、洪水沖刷、車(chē)船撞擊的多年影響下,使得為數(shù)眾多的農(nóng)用、公路及城市橋梁,發(fā)生了各種大大小小的病害,如橋面破損、欄桿斷裂、伸縮縫損壞、橋頭跳車(chē)、梁板或拱體裂縫、砼剝落、鋼筋鋼索銹蝕、鋼結(jié)構(gòu)裂紋銹爛、墩臺(tái)斷裂位移、擋墻傾斜錯(cuò)位、錐坡下挫坍塌、墩臺(tái)基底沖空、橋頭路基沖塌、河床護(hù)底沖翻以及河道被沖刷嚴(yán)重變遷而危及橋頭路基等,已經(jīng)破壞了橋梁的正常良好狀態(tài)。這種不良狀態(tài),除將大大縮短橋梁的使用壽命之外,有的已經(jīng)威脅著過(guò)往人車(chē)的安全而成為危橋,成了政府、管理部門(mén)和人民群眾關(guān)注、耽心的大事。
我國(guó)橋梁其管理制度建立較遲,管養(yǎng)隊(duì)伍的建設(shè)和責(zé)任的確立嚴(yán)重滯后(由北京市市政工程管理處主編、由建設(shè)部發(fā)布的《城市道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》自1990年12月1日起才施行;國(guó)內(nèi)有好多高速公路似乎尚無(wú)自己穩(wěn)定的維修隊(duì)伍),且至 今執(zhí)行力度較弱。尤其是缺乏管理歷史基礎(chǔ)的中、小城市,重新建、輕管養(yǎng)的短視認(rèn)識(shí)沒(méi)有解決,以致城市維護(hù)資金被擠占,橋梁管養(yǎng)無(wú)人負(fù)責(zé)、無(wú)錢(qián)進(jìn)行,其技術(shù)力量更是極其薄弱,有些才幾年或十幾年前建造的大橋,設(shè)計(jì)、竣工資料就已缺失,其歷史和現(xiàn)狀無(wú)記載、無(wú)檢查,不懂得檢查甚么?怎么檢查和記載?養(yǎng)
護(hù)什么?怎么養(yǎng)護(hù)?哪里重要?哪里次要?哪些病害需要及時(shí)整修加固?如何加固?以至小病、中病無(wú)人管,到大病成了危橋時(shí)才突感驚慌!運(yùn)營(yíng)管理本來(lái)較難,與分散運(yùn)輸戶(hù)打交道,不像國(guó)營(yíng)鐵路集中統(tǒng)一,容易令行禁止,又長(zhǎng)期失控,車(chē)輛超限、超速、尤其是嚴(yán)重超載,給橋梁造成極大的損害。橋梁一方面是遭到強(qiáng)力損害,另一方面卻未得到應(yīng)有的關(guān)注、檢查、養(yǎng)護(hù)和救治,其壽命能長(zhǎng)嗎?使得有的橋梁才建好十幾二十年,就因病害嚴(yán)重、承載力已大大降低而成為危橋。再加以缺少經(jīng)驗(yàn)豐富、理論基礎(chǔ)扎實(shí)的技術(shù)人員參與分析決策,加固乏術(shù),不能保證安全,以致耗費(fèi)巨資,將橋梁拆除重建;亦有由于對(duì)淺基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)不足,防護(hù)不力,致使千年古橋在暴雨洪水中被沖毀,損失巨大,殊深痛惜!世界上其他國(guó)家也都面臨同樣問(wèn)題,這是全球性問(wèn)題。橋梁的陳舊、老化、強(qiáng)度降低問(wèn)題引起世界各國(guó)的極大關(guān)注,并提到刻不容緩的議事日程上來(lái)。1981年4月聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織召開(kāi)了關(guān)于“道路橋梁維修與管理”的會(huì)議,會(huì)議上提出如下六個(gè)方面的問(wèn)題要求加以研究。(1)如何正確評(píng)價(jià)現(xiàn)有橋梁的實(shí)際承載能力與安全度的問(wèn)題;(2)如何及早的檢查發(fā)現(xiàn)橋梁產(chǎn)生的損傷及異?,F(xiàn)象,以確定檢定結(jié)構(gòu)物的損壞程度,從而采用合理的維修加固方法問(wèn)題;(3)橋梁損傷與維修加固的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題;(4)橋梁維修加固技術(shù),即采用維修加固新技術(shù)方法的問(wèn)題;(5)橋梁設(shè)計(jì)與維修管理的關(guān)系,即如何把維修加固中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題放到今后橋梁設(shè)計(jì)上進(jìn)行考慮的問(wèn)題;(6)橋梁維修加固的未來(lái)展望,即維修加固方法將來(lái)會(huì)如何發(fā)展,如何提出更合理的維修管理方法和策略問(wèn)題。1980年在巴黎和布魯塞爾,1982年在華盛頓先后召開(kāi)了關(guān)于舊橋問(wèn)題的專(zhuān)題會(huì)議。根據(jù)1982年不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)在20世紀(jì)80年代以前修建的公路橋梁有6000座,大部分是按1972年以前部頒標(biāo)準(zhǔn)修建的,其中危橋4823座,共12788米,單是大、中橋,汽-10級(jí)以下標(biāo)準(zhǔn)的就占8.8%,近11.7萬(wàn)延米,而且這些橋梁大部分仍在服役。
統(tǒng)計(jì)資料表明,對(duì)于結(jié)構(gòu)建筑物承載能力和使用性能進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)價(jià),在結(jié)構(gòu)投入使用后一般有兩個(gè)高峰期,一是投入使用后約20年,稱(chēng)為小周期,二是約60年左右,稱(chēng)為大周期。有病害、甚至病害嚴(yán)重的危橋,如果有正確的檢查分析與診斷,以新技術(shù)、新材料給予加強(qiáng)、加固(配合必要的橋梁試驗(yàn)驗(yàn)證)一般是能夠繼續(xù)安全運(yùn)營(yíng)的,并且能使其原有載重等級(jí)得到提高。此項(xiàng)檢查、分析、加固的費(fèi)用,一般只是新建費(fèi)用的10%~20%,而且在加固過(guò)程中,除少量重車(chē)短期繞行之外,毋須全部中斷交通。
總之,橋梁加固后,一方面可以延長(zhǎng)橋梁的使用壽命,另一方面,用少量的資金投入,就可以使橋梁能滿(mǎn)足交通量的需求,緩和橋梁建設(shè)投資需求。
1.2 橋梁加固中需要面對(duì)的幾個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題
1.2.1已通車(chē)的橋梁,有現(xiàn)實(shí)的交通需要,因?yàn)橐诓恢袛嘟煌ǖ那闆r下進(jìn)行加固,所以加固時(shí)有交通干擾。
1.2.2 結(jié)構(gòu)形式的限制:加固的原則一般必須利用原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行,只能在原有結(jié)構(gòu)上做文章,所以受到局限。
1.2.3 新老結(jié)構(gòu)的結(jié)合是一個(gè)難題:這里包含新老結(jié)構(gòu)體系的變化和過(guò)渡,還包括新老橋體的結(jié)合面。
1.2.4 風(fēng)險(xiǎn)大:因?yàn)榉彩且庸痰臉蛄?,多半是危橋,結(jié)構(gòu)已處在不利狀態(tài),有的還岌岌可危。對(duì)舊橋有的缺乏原有的設(shè)計(jì)資料和施工記錄,結(jié)構(gòu)內(nèi)部情況不詳;現(xiàn)有的受力情況不一樣,很難確定其結(jié)構(gòu)極限,這給舊橋的加固帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)。
1.3 橋梁加固的技術(shù)要求
1.3.1 加固方案需要專(zhuān)業(yè)研究設(shè)計(jì)單位的精心編制。沒(méi)有科學(xué)合理的加固方案,橋梁加固就無(wú)從談起。由于舊橋加固方案編制工作量大,合理的收費(fèi)及時(shí)間要求是吸引有技術(shù)實(shí)力的設(shè)計(jì)單位參與并提供切實(shí)可行加固方案的前提。
1.3.2 加固設(shè)計(jì)需要良好的橋梁理論水平和力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),在確定加固方案時(shí)要能正確分析和判斷舊橋的安危程度,并需要一定的力學(xué)試驗(yàn)驗(yàn)證加固方案的可靠 性。
1.3.3相對(duì)于新建橋梁,橋梁加固方案的實(shí)施難度更大,情況更復(fù)雜,這就對(duì)施工隊(duì)伍提出了更高的要求,既要準(zhǔn)確全面地理解加固方案,又能夠積極應(yīng)對(duì)各種不可預(yù)見(jiàn)的因素。
二、橋梁檢查方法
道路和橋梁是交通運(yùn)輸系統(tǒng)中不可分割的一個(gè)整體,而公路橋梁質(zhì)量的好壞往往影響著整條公路的運(yùn)營(yíng)安全和質(zhì)量,因此橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作是極其重要的。
危橋引發(fā)事故時(shí)常給我們敲響警鐘,也預(yù)示了橋梁科學(xué)化管理的緊迫性和重要性。目前,對(duì)橋梁的養(yǎng)護(hù)管理主要是清掃橋面、修補(bǔ)坑槽;對(duì)橋梁檢查,主要是通過(guò)人工目測(cè)檢查、手工記錄打分,來(lái)判定橋梁結(jié)構(gòu)狀況。若要更準(zhǔn)確判斷橋梁實(shí)際工作狀況,為橋梁加固或大修提供依據(jù),在橋梁外觀病害檢查的基礎(chǔ)上,則有必要進(jìn)行深一步的橋梁結(jié)構(gòu)材料的檢測(cè)和荷載試驗(yàn)。橋梁的科學(xué)化管理十分重要,一旦發(fā)生橋梁事故,不單是經(jīng)濟(jì)損失大,因此為提高橋梁管理水平,必須重視橋梁檢測(cè),必須了解橋梁檢測(cè)的工作程序、檢測(cè)項(xiàng)目及檢測(cè)方法,掌握試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析方法。橋梁試驗(yàn)檢測(cè)為養(yǎng)護(hù)管理提供了直接的數(shù)據(jù)和依據(jù),其工作涉及面廣,技術(shù)復(fù)雜,難度較高,采用先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備則可大大提高檢測(cè)的精度和工作效率。
2.1 橋梁檢查?
橋梁檢測(cè)技術(shù)主要包括兩個(gè)內(nèi)容,即橋梁檢查和荷載試驗(yàn)評(píng)定技術(shù)。
橋梁檢查是進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、維修和加固的前期工作,是決定維修與加固方案可行和正確與否的可靠基礎(chǔ)。其目的在于:通過(guò)對(duì)橋梁技術(shù)狀況、缺陷和損傷進(jìn)行全面、細(xì)致、深入的現(xiàn)場(chǎng)檢查,查明缺陷或潛在缺陷和損傷的性質(zhì)、所在部位、嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢(shì),弄清產(chǎn)生、發(fā)生的原因,以便能分析、評(píng)價(jià)缺陷和損傷對(duì)橋梁質(zhì)量及承載能力產(chǎn)生的影響,并為橋梁加固和改造設(shè)計(jì)提供具體技術(shù)資料。
荷載試驗(yàn)評(píng)定是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物進(jìn)行直接加載測(cè)試的一項(xiàng)科學(xué)試驗(yàn)工作,可直接了解橋梁在試驗(yàn)荷載作用下的實(shí)際工作狀態(tài)及一些理論上難以計(jì)算部位的受力的狀態(tài),判斷橋梁結(jié)構(gòu)的安全承載能力和使用條件,也可以確定一些理論上無(wú)法考慮的因素,如所使用材料的相對(duì)勻質(zhì)性、不同齡期的不同力學(xué)特性和修建質(zhì)量等,對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響。此外,荷載試驗(yàn)還常常有助于發(fā)現(xiàn)在一般性橋梁檢查中難以發(fā)現(xiàn)的隱蔽病害。所以,目前我國(guó)仍然普遍采用荷載試驗(yàn)評(píng)定方法來(lái)檢定舊橋的質(zhì)量與可靠程度,并確定其實(shí)際承載能力及其運(yùn)用條件。
按照檢查的范圍、深度、方式和檢查目的的不同,橋梁檢查主要分為橋梁經(jīng)常檢查和橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)兩類(lèi)。?
2.1.1橋梁經(jīng)常檢查
橋梁經(jīng)常檢查包括橋梁日常巡查和橋梁定期檢查。
橋梁日常巡查,一般一月一次,由路段養(yǎng)護(hù)人員或橋梁養(yǎng)護(hù)人員負(fù)責(zé)。其目的是隨時(shí)掌握橋梁技術(shù)狀態(tài),確保橋梁結(jié)構(gòu)功能正常,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施,對(duì)需要做進(jìn)一步檢查和維修的橋梁寫(xiě)出報(bào)告。暴風(fēng)雨和洪水過(guò)后,對(duì)橋梁要加大檢查頻率。
橋梁定期檢查,周期大約是每3~5年一次。其目的是定期采集橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),列入橋梁養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng),為評(píng)定橋梁使用功能、制定具體橋梁維修計(jì)劃提供基本數(shù)據(jù)。定期檢查通常由具有一定檢查經(jīng)驗(yàn)并受過(guò)專(zhuān)門(mén)橋梁檢查培訓(xùn)、熟悉橋梁設(shè)計(jì)、施工等方面知識(shí)的養(yǎng)護(hù)工程師負(fù)責(zé)組織實(shí)施。?
盡管橋梁經(jīng)常檢查也使用簡(jiǎn)單工具或儀器進(jìn)行檢測(cè),但主要是以目測(cè)橋梁外觀的檢查為主,主要檢查構(gòu)造物的表面是否清潔,排水調(diào)設(shè)備是否良好,各部分結(jié)構(gòu)有無(wú)損傷發(fā)生,圬工上是否出現(xiàn)裂縫、小洞、剝落、缺角、露筋等局部或表面捐款,橋面是否平整,伸縮是否正常等,檢查結(jié)果的評(píng)定也大多是基于表面現(xiàn)象和經(jīng)驗(yàn)。?
這兩類(lèi)檢查主要由橋梁管理部門(mén)進(jìn)行。?
2.1.2橋梁特殊檢查(橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè))?
橋梁特殊檢查,是在橋梁經(jīng)常檢查的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步準(zhǔn)確確定橋梁技術(shù)狀況,由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員使用專(zhuān)門(mén)檢測(cè)儀器設(shè)備,應(yīng)用無(wú)破損檢測(cè)手段對(duì)橋梁進(jìn)行全面檢測(cè)、測(cè)強(qiáng)和探傷,從而找出損壞的原因、程度和范圍,分析損壞所造成的后果以及潛在缺陷可能給橋梁結(jié)構(gòu)帶來(lái)的危險(xiǎn),為評(píng)定橋梁的耐久性和承載能力、確定維修工程的實(shí)施方案提供依據(jù)。
通常有下列四種情況時(shí),需對(duì)橋梁進(jìn)行特殊檢查: ?
(1)在橋梁經(jīng)常檢查無(wú)法確定橋梁病害原因和承載能力時(shí);?
(2)在進(jìn)行橋梁重大維修加固工程之前;?
(3)在發(fā)生重大自然災(zāi)害、意外事故和超重車(chē)過(guò)橋等特別事件之后;?
(4)需要評(píng)定橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際工作狀況時(shí)。?
橋梁特殊檢查(橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè))一般由橋梁外觀破損檢查、橋梁結(jié)構(gòu)和材料檢測(cè)以及橋梁荷載試驗(yàn)三部分組成。?
2.2 橋梁檢測(cè)工作程序及項(xiàng)目
2.2.1橋梁檢測(cè)工作程序的三個(gè)階段:?
第一階段:準(zhǔn)備階段。其包括接受委托、收集資料、現(xiàn)場(chǎng)勘察以及編制橋梁檢測(cè)方案四項(xiàng)內(nèi)容 。?
第二階段:外業(yè)檢測(cè)階段。主要是設(shè)備安裝和數(shù)據(jù)采集。?
第三階段:分析報(bào)告階段。即根據(jù)外業(yè)采集的數(shù)據(jù),進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和計(jì)算,并編寫(xiě)橋檢報(bào)告。?
對(duì)橋梁的檢測(cè)要由表及里、由淺入深地進(jìn)行, 才能全面了解和判斷橋梁的實(shí)際工作狀況,為橋梁的日常養(yǎng)護(hù)和加固維修提供科學(xué)的依據(jù)。
橋梁試驗(yàn)檢測(cè)流程圖
2.2.2 橋梁外業(yè)檢測(cè)項(xiàng)目
橋梁外業(yè)檢測(cè)包括橋梁外觀病害檢查、橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測(cè)和橋梁荷載試驗(yàn)。?(1)橋梁外觀病害檢查
依據(jù)交通部《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ 073-96)及《公路橋梁定期檢查技術(shù)》(交通部公路所),對(duì)橋梁進(jìn)行外觀病害檢查打分,其目的是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的外觀損壞狀況,有一個(gè)初步和基本的了解,并根據(jù)橋梁損壞狀況打分、評(píng)定類(lèi)別,為下一步橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測(cè)提供依據(jù)。?
橋梁外觀檢查方法主要是現(xiàn)場(chǎng)人工檢測(cè),根據(jù)損壞狀況打分。檢查重點(diǎn)是橋梁主要承重構(gòu)件的裂縫和破損情況。
(2)橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測(cè)?
在橋梁外觀病害檢查的基礎(chǔ)上,對(duì)外觀損壞較嚴(yán)重的橋梁做進(jìn)一步的橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測(cè),其目的是深入了解橋梁結(jié)構(gòu)材料的工作狀態(tài)及潛在的不利影響,并預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì),為判斷橋梁耐久性和可靠性提供技術(shù)依據(jù)。橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測(cè)的重點(diǎn)是橋梁結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕情況和混凝土強(qiáng)度檢測(cè)。
a.混凝土強(qiáng)度檢測(cè)?
主要采用回彈法或超聲-回彈法進(jìn)行。?
混凝土強(qiáng)度檢測(cè)是通過(guò)用回彈儀檢測(cè)混凝土表面回彈值,用超聲儀檢測(cè)混凝土內(nèi)聲速,再根據(jù)混凝土強(qiáng)度(R)與回彈值和超聲波在混凝土中的傳播速度(V)之間的相關(guān)關(guān)系,推算混凝土強(qiáng)度。采用回彈法時(shí),要考慮碳化深度的影響。混凝土強(qiáng)度是進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)評(píng)定的重要指標(biāo)。?
b.鋼筋銹蝕檢測(cè)?
其檢測(cè)內(nèi)容包括鋼筋銹蝕電位、混凝土氯離子含量、混凝土電阻率以及混凝土碳化深度。鋼筋銹蝕檢測(cè)是通過(guò)對(duì)鋼筋所處環(huán)境情況(如混凝土中氯離子含量、混凝土電阻率和碳化深度等)和鋼筋本身自然電位的檢測(cè)結(jié)果,綜合評(píng)定橋梁結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕狀況。其同樣是評(píng)定橋梁結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。?
c.鋼筋分布及混凝土保護(hù)層厚度檢測(cè)?
結(jié)構(gòu)材料的檢測(cè),是用各種專(zhuān)用儀器設(shè)備,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的鋼筋和混凝土材料,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采樣、記錄檢測(cè)數(shù)據(jù),再依據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)及橋梁結(jié)構(gòu)材料的工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)定,同時(shí)對(duì)其原因進(jìn)行初步分析。?
(3)橋梁荷載試驗(yàn)(動(dòng)靜載試驗(yàn))
在對(duì)橋梁進(jìn)行了外觀病害檢查和結(jié)構(gòu)材料檢測(cè)之后,根據(jù)檢測(cè)結(jié)果,對(duì)破損嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)材料狀況差的橋梁進(jìn)行橋梁荷載試驗(yàn)。其目的是通過(guò)對(duì)橋梁按設(shè)計(jì)荷載直接加載,測(cè)試橋梁在最不利荷載作用下的實(shí)際響應(yīng),以進(jìn)一步分析和了解橋梁的工作狀態(tài),從而判斷橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力。
通過(guò)動(dòng)載試驗(yàn)可測(cè)定橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性參數(shù)和在動(dòng)力荷載作用下的強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng),確定橋梁在車(chē)輛荷載作用下的動(dòng)力效應(yīng)及使用條件。?
靜載試驗(yàn)則根據(jù)不同橋型、不同設(shè)計(jì)荷載,按等效原則設(shè)計(jì)不同的加載工況,通過(guò)對(duì)橋梁實(shí)際加載,檢測(cè)橋梁最不利截面的變形和受力狀態(tài),從而推斷橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的實(shí)際工作狀態(tài)和使用承載能力。?
橋梁荷載試驗(yàn)的方法,是在橋梁結(jié)構(gòu)主要控制截面安裝各種傳感器,在規(guī)定荷載作用下,通過(guò)儀器記錄橋梁受力和變形數(shù)據(jù)。?
橋梁荷載試驗(yàn)的實(shí)施分四個(gè)階段:方案設(shè)計(jì)階段、試驗(yàn)準(zhǔn)備階段、加載試驗(yàn)階段和分析報(bào)告階段。其內(nèi)容為:?
a.方案設(shè)計(jì)階段:通過(guò)資料分析和現(xiàn)場(chǎng)勘察,編寫(xiě)出詳細(xì)的橋梁試驗(yàn)檢測(cè)方案,明確試驗(yàn)?zāi)康暮途唧w試驗(yàn)內(nèi)容,以指導(dǎo)橋檢。?
b.試驗(yàn)準(zhǔn)備階段:現(xiàn)場(chǎng)安裝各種傳感器和儀器設(shè)備。?
c.加載試驗(yàn)階段:加載試驗(yàn),采集數(shù)據(jù)。?
d.分析報(bào)告階段:數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和分析,編寫(xiě)橋檢報(bào)告。?
2.3橋檢數(shù)據(jù)分析的結(jié)論及依據(jù)
2.3.1橋檢數(shù)據(jù)分析的結(jié)論?
1.對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)材料狀況的評(píng)價(jià)結(jié)論?
根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)材料的檢測(cè)結(jié)果,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)材料的現(xiàn)行狀況進(jìn)行分析,并給出明確的評(píng)定。其重點(diǎn)是混凝土強(qiáng)度、鋼筋銹蝕和橋梁外觀破損情況。?
2.對(duì)橋梁承載力的評(píng)價(jià)結(jié)論?
通過(guò)對(duì)橋梁的檢測(cè)和檢算,對(duì)橋梁的現(xiàn)行承載力進(jìn)行評(píng)定,給出明確的結(jié)論并分類(lèi)。?
3.對(duì)橋梁工作狀態(tài)的預(yù)測(cè)和建議?
通過(guò)對(duì)橋梁現(xiàn)狀檢測(cè)結(jié)果的分析,對(duì)橋梁今后工作狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè),指出可能的發(fā)展趨勢(shì),為今后橋梁養(yǎng)護(hù)提供建議。?
2.3.2橋梁檢測(cè)及評(píng)定的依據(jù)?
交通部頒布的《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(交通部1975年版)、《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ 073-96)、《公路舊橋承載能力鑒定方法》和交通部公路所編寫(xiě)的《公路橋梁結(jié)構(gòu)材料檢測(cè)技術(shù)》、《公路橋梁的定期檢查技術(shù)》、《橋梁結(jié)構(gòu)荷載試驗(yàn)技術(shù)》。?
三、橋梁加固方案
3.1需要加固的幾種常見(jiàn)情況
加固與維修養(yǎng)護(hù)所起的作用是不同的,維修養(yǎng)護(hù)是橋梁保持正常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的保護(hù)性和預(yù)防性的工作,而加固卻是從承載受力的角度來(lái)處理的。第一類(lèi)加固需求是在橋梁不能承受原設(shè)計(jì)荷重情況下,通過(guò)加固恢復(fù)其原有的承載力;第二類(lèi)加固需求是在原設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)在交通要求,要求提高到一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn);第三類(lèi)加固需求是在橋梁需通過(guò)一次性的特重荷載,要求采用臨時(shí)性措施,使能通過(guò)特重荷載而不使原結(jié)構(gòu)受到破壞。
3.2 加固方案
在橋梁加固工程中,盡管每座橋梁的情況各不相同,具有各自不同的特點(diǎn),但也存在一些共性。如何遵循橋梁加固工作的共性,結(jié)合具體橋梁的特殊性,采用適當(dāng)合理的加固方法是充分發(fā)揮橋梁功用的重要課題。對(duì)舊橋進(jìn)行維修加固,一般可采用如下的步驟
1. 檢查橋梁現(xiàn)狀及損壞情況;
2. 調(diào)查橋梁歷史技術(shù)及現(xiàn)有交通狀況;
3. 提出維修加固或改建方案并進(jìn)行分析比較;
4. 確定方案并付諸實(shí)施,即進(jìn)行維修加固或改建施工
橋梁加固常用方法有以下幾種:
3.2.1舊橋下部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)
3.2.1.1 擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法
此法適用于基礎(chǔ)承載力不足或埋深太淺,而墩臺(tái)又是磚石或砼剛性實(shí)體式基礎(chǔ)時(shí)的情況。擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基強(qiáng)度驗(yàn)算確定。
3.2.1.2 增補(bǔ)樁基加固法
當(dāng)橋梁墩臺(tái)基底下有軟臥層時(shí),墩臺(tái)發(fā)生沉陷;對(duì)此采用增補(bǔ)樁基加固法是一種常用而且有效的方法。這種方法是:在樁式基礎(chǔ)的周?chē)a(bǔ)加鉆孔樁等,以此提高基礎(chǔ)的承載力,增強(qiáng)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。
3.2.1.3 鋼筋砼套箍或護(hù)套加固法
當(dāng)橋梁墩臺(tái)由于基礎(chǔ)埋深不夠,或因施工質(zhì)量控制不嚴(yán)等原因,導(dǎo)致墩臺(tái)開(kāi)裂時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)貫通裂縫,可采用鋼筋砼圍帶或鋼箍進(jìn)行加固。
3.2.1.4 橋臺(tái)新建輔助擋土墻加固法
由于橋臺(tái)臺(tái)背水平土壓力過(guò)大,引起橋臺(tái)傾斜,應(yīng)在臺(tái)背之后加建一擋墻,以抵御過(guò)大的土壓力。
3.2.1.5 墩臺(tái)拓寬加固法
利用舊橋基礎(chǔ),靠墩臺(tái)蓋梁挑出懸臂加寬部分,以便安裝的上部結(jié)構(gòu)。此種情況為只加寬墩臺(tái)上部的蓋梁、墩臺(tái)身和基礎(chǔ)則不需予以加固。
3.2.2舊橋上部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)
3.2.2.1 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法
在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層,一般先鑿除舊橋面,使其與原有主梁形成整體,達(dá)到增大主梁有效高度、改善橋梁荷載橫向分布能力,從而達(dá)到提高橋梁的承載能力的目的。
3.2.2.2 增大截面和配筋加固法
當(dāng)梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時(shí),通常通過(guò)增大構(gòu)件的截面和配筋,用以提高構(gòu)件強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性,也可用來(lái)補(bǔ)修裂縫等,梁式橋和拱式橋等舊橋均可采用該方法加固。該方法的缺點(diǎn)是。該法成敗與否的關(guān)鍵是新老混凝土的結(jié)合問(wèn)題。因此務(wù)必要做好新老混凝土結(jié)合處理,確保新老混
凝土結(jié)合良好。但新澆混凝土系二次受力構(gòu)件,結(jié)合面應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜。該法的缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作量大,養(yǎng)護(hù)期長(zhǎng),影響橋面交通,而且梁底部和側(cè)面澆筑比較困難,并對(duì)結(jié)構(gòu)外觀和凈空有一定的影響。
3.2.2.3體外預(yù)應(yīng)力加固法
體外預(yù)應(yīng)力加固法實(shí)際上是改變梁體原有受力體系的加固方法。根據(jù)加固對(duì)象的不同,該加固方法又可分為預(yù)應(yīng)力拉桿加固和預(yù)應(yīng)力撐桿加固。其中預(yù)應(yīng)力拉桿加固主要用于受彎構(gòu)件,而預(yù)應(yīng)力撐桿加固法適用于提高軸心受壓以及偏心受壓鋼筋混凝土柱的承載能力,例如,排架樁式橋墩、橋臺(tái)以及拱橋的柱式腹拱墩等。其工作機(jī)理是在梁體外布設(shè)鋼材的拉桿或撐桿,并與被加固的梁體錨固聯(lián)接,然后施加預(yù)應(yīng)力,強(qiáng)迫后加的拉桿或撐桿受力,從而改變?cè)Y(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布,并降低原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平,使結(jié)構(gòu)總承載力顯著提高,且可使結(jié)構(gòu)的變形、裂縫寬度縮小甚至完全閉合。其優(yōu)點(diǎn)是不但能提高結(jié)構(gòu)承載力,也能明顯改善構(gòu)件的抗裂性能。該法缺點(diǎn)是頂應(yīng)力加固構(gòu)件是二次受力構(gòu)件,存在著應(yīng)力超前和應(yīng)變滯后現(xiàn)象。原構(gòu)件受預(yù)應(yīng)力作用產(chǎn)生的壓縮變形對(duì)控制張拉量的計(jì)算影響較大。由于鋼板本身的防腐蝕能力差,對(duì)于海洋或具有腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境不宜采用。
3.2.2.4錨噴混凝土加固法
該加 固 方 法由兩部分組成,首先是將錨桿錨入擬補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)內(nèi),掛設(shè)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng),然后再?lài)娚湟欢ê穸鹊幕炷?,形成與原結(jié)構(gòu)共同承受外荷載作用的組合結(jié)構(gòu)。錨噴混凝土加固橋梁的實(shí)質(zhì)是就是增加受力斷面和補(bǔ)強(qiáng)鋼筋、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性,使其能承受更大的外荷載。其中增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋主要是幫助原結(jié)構(gòu)承受拉應(yīng)力,同時(shí)成為新增混凝土部分的骨架:噴射混凝土的作用則是將補(bǔ)強(qiáng)鋼筋與原結(jié)構(gòu)連接,組成整體受力結(jié)構(gòu),并與錨桿在結(jié)合面上拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。
3.2.2.5粘貼鋼板加固法
當(dāng)交通量增加,主梁出現(xiàn)承載力不足或出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕的情況時(shí),梁板橋的主梁會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的橫向裂縫。該方法 一 般采用環(huán)氧樹(shù)脂和建筑結(jié)構(gòu)膠將鋼板、鋼筋和玻璃鋼等抗拉強(qiáng)度高的材料粘貼在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件表面,使之與結(jié)構(gòu)物形成整體,并構(gòu)成一個(gè)混凝土一粘接一鋼三相復(fù)合物系統(tǒng),從而取得提高構(gòu)件 的抗彎、抗剪能力,以及減少裂縫擴(kuò)展的效果。該法具有施工簡(jiǎn)便、快速、對(duì)結(jié)構(gòu)整體尺寸的改變極小、對(duì)原結(jié)構(gòu)破壞小等優(yōu)點(diǎn)。因此,當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件的承載力不足或因變形、裂縫影響結(jié)構(gòu)正常使用時(shí),就可通過(guò)結(jié)構(gòu)膠將鋼板粘貼到鋼筋混凝土構(gòu)件外部恰當(dāng)位置,以滿(mǎn)足其承載力或正常使用要求。然而由于抗剪加固需要牢固的錨固措施,易對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用。另外,由于鋼板本身剛度較大,混凝土表面平整度對(duì)加固效果影響較大,泥凝土表面嚴(yán)重的不平整會(huì)導(dǎo)致鋼板與混凝土有效粘結(jié)面積減少,從而影響加固效果。
3.2.2.6外貼FRP加固法
FRP材料在土木工程的加固和補(bǔ)強(qiáng)上的應(yīng)用,使得土木工程加固技術(shù)研究更上了一個(gè)新臺(tái)階FRP加 固 修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是90年代興起的一項(xiàng)新型技術(shù),經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展,已經(jīng)取得了一定的研究成果。目前結(jié)構(gòu)加固所用纖維增強(qiáng)塑料(FRP)主要有3大類(lèi)碳纖維(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP )、芳香尼龍纖維(Aramid Fiber Reinforced Polymer,AFRP)、玻璃纖維(GlassF iberR einforcedP olymer,G FRP)oC FRP材料具有高強(qiáng)度和高性彈模量特點(diǎn),其彈性模量可達(dá)235Gpa以上,抗拉強(qiáng)度達(dá)3.4-4.0G pa口尼龍F(tuán)RP材料的強(qiáng)度和彈模稍低于CFRP材料,但其拉斷時(shí)的延伸率增強(qiáng)。GFRP材料的強(qiáng)度和彈模更低,延伸率更大。如美國(guó)的泰扶(TWO Fiberwrap),其主向抗位強(qiáng)度為643 Mpa,橫向抗拉強(qiáng)度為40 Mpa,主向彈性模量為30.2 Gpa。日本東洋紡公司開(kāi)發(fā)的PBO纖維具有高分子結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料,改變了高分子聚合物纖維彈性模量低的特點(diǎn),彈性模量和強(qiáng)度不低于碳纖維,并具有非常好的能量吸收能力。FR P 維修 加固
施工方法是確保加固效果的重要過(guò)程,常用的施工方法為手工粘貼方法,也可采用其他施工機(jī)械進(jìn)行施工。根據(jù)加固后結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn),F(xiàn)RI,加固方法也可分為主動(dòng)加固和被動(dòng)加固。主動(dòng)加固就是在FRP套筒與加固墩柱間灌注混凝土,讓套筒承受一定的預(yù)應(yīng)力。一般需要環(huán)向應(yīng)力時(shí)采用這種加固方法。被動(dòng)加固則在加固過(guò)程中加固用的復(fù)合材料不受外力,復(fù)合材料只是粘貼在墩柱表面而不受任何應(yīng)力,只有當(dāng)加固墩柱混凝土受外力作用時(shí)才開(kāi)始受力。手工粘貼加固的缺點(diǎn)在于難以對(duì)加固墩柱提供均勻而統(tǒng)一的約束作用。而樹(shù)脂填充方法則能有效解決這些問(wèn)題。
3.2.2.6.1FRP材料的優(yōu)點(diǎn)
用于FRP材料的眾多優(yōu)點(diǎn),使得其在結(jié)構(gòu)維修加固中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,從目前所用FRP材料看,主要具有以下一些優(yōu)點(diǎn):
(1)FRP與鋁、鋼材料性能的對(duì)比,F(xiàn)RP材料具有較高的抗拉強(qiáng)度和彈性模量,抗拉強(qiáng)度是普通鋼材的10--15倍,彈性模量略高于鋼材,是普通鋼材的1.1--2.4倍,比重約為180kg1門(mén)13n,僅為鋼材的1/4左右。
(2)纖維布和樹(shù)脂合成的復(fù)合材料,由于重量輕,體積小,施工方便,不需要大型施工機(jī)械,不需要占用大量空間,尤其在工程加固空間有限情況下更能充分顯示這一優(yōu)越性。
(3)加固橋梁結(jié)構(gòu)能夠取得類(lèi)似于鋼板同樣效果,而不增加重量,外表輕巧美觀。
(4 )纖維布的柔韌性使得它具有廣泛的適用性,可用于一些特殊部位的混凝土加固修補(bǔ),如柱、拱、殼、橋墩、圓弧梁及梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)加固等。
(5 )具有極好的耐久性,由于加固只使用纖維布和粘貼樹(shù)脂,因而不會(huì)生銹,并具有耐酸、堿、鹽及大氣環(huán)境腐蝕等性能。
(6) 以往所用的鋼板修補(bǔ)法,因本身質(zhì)量大、剛性大,與構(gòu)件不能完全貼合,增強(qiáng)差,使其使用受到限制。而利用纖維布來(lái)加固橋梁,則避免了鋼板加固法的缺陷。
(7 )根據(jù)受力要求,可采用多層纖維布。
3.2.2.6.2 FRP加固施工工藝
FRP進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)施工方法可以分為主動(dòng)加固和被動(dòng)加固,被動(dòng)加固方法是一種最常采用的方法,其常見(jiàn)施工過(guò)程如下:
(1) 處理被加固部位混凝土表面,使露出新茬,外表清潔。涂敷基底樹(shù)脂于界面上并整平,注意不得有遺漏處;
(2) 涂刮整平粘貼膠并對(duì)其表面做砂光處理;
(3) 涂刷浸漬樹(shù)脂約3-5mm,并粘貼纖維布;
(4) 對(duì)已粘貼的纖維布做滾壓處理,涂刷浸漬樹(shù)脂,粘貼第二層纖維布;
(5)可粘貼多層纖維布,待最后一層粘貼、壓面處理后,應(yīng)再涂浸漬樹(shù)脂約1-2mm;
(6)加固層完全固化后〔約7天),涂刷防護(hù)層及面漆。整個(gè) 施 工 過(guò)程中,決定施工質(zhì)量的關(guān)鍵是加固部位混凝土表面處理質(zhì)量及纖維布滾壓密實(shí)度。施工時(shí)需特別注意,以免發(fā)生界面剝離,影響加固效果。
3.2.2.6.3 纖維布加固特點(diǎn)
(1)目前可用于舊橋結(jié)構(gòu)加固用的纖維有單向纖維布、單向纖維交織布、雙向纖維交織布及單向纖維層壓材料等,可根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)部位和受力特性與方向等,選擇相應(yīng)的纖維布進(jìn)行加固;
(2)纖維布加固混凝土構(gòu)件,在提高其受剪承載力的同時(shí)還可能影響受彎構(gòu)件的破壞狀態(tài)。當(dāng)纖維布用量過(guò)多時(shí),構(gòu)件的破壞形態(tài)將由纖維被拉斷引起的破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榛炷帘煌蝗粔核槠茐摹Ec此同時(shí),由于纖維為完全彈性的材料,它
與鋼筋的共同工作會(huì)減弱鋼筋塑性性能對(duì)構(gòu)件延性的影響。纖維布用量過(guò)多,構(gòu)件強(qiáng)度有所降低。因此,纖維布用于鋼筋混凝土。的加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理使用;
(3)由于纖維布加固后在最后破壞時(shí)的突然性(拉斷或剝離等脆性破壞),其承載力極限狀態(tài)不能按普通鋼筋混凝土的定義,必須對(duì)FRP抗拉強(qiáng)度進(jìn)行合理的折減;
(4)試驗(yàn)研究證實(shí),纖維布能夠提高混凝土梁抗剪承載力,其機(jī)理與箍筋類(lèi)似,同時(shí)還能明顯改善構(gòu)件的變形性能,增強(qiáng)構(gòu)件的變形能力;
(5)沿橋梁的拉應(yīng)力方向(或與裂縫正交方向)粘貼纖維布,兩端分別設(shè)置錨固端,據(jù)此可有效防止混凝土表面裂縫再擴(kuò)展,從而達(dá)到提高構(gòu)件剛度、減少構(gòu)件撓度、改善受力狀態(tài)的目的;
(6)纖維布與混凝土基層截面,可分為兩個(gè)界面區(qū),即混凝土基層與粘結(jié)樹(shù)脂界面區(qū)、粘結(jié)樹(shù)脂與碳纖維布界面區(qū)。粘結(jié)性能的本質(zhì)是接觸面間的相互作用,宏觀上表現(xiàn)為液態(tài)聚合物浸潤(rùn)表面后形成的機(jī)械鎖結(jié),微觀上表現(xiàn)為分子擴(kuò)散后相互纏結(jié)、或化學(xué)鍵作用、或靜電吸引作用、或其復(fù)合作用。
3.2.2.6.4 纖維布加固法存在的問(wèn)題
(1)由于目前加固用FRP材料多依賴(lài)進(jìn)口,造成成本較高。雖然現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已有國(guó)產(chǎn)系列纖維復(fù)合材料,費(fèi)用較低,但性能指標(biāo)低于進(jìn)口產(chǎn)品。因此國(guó)產(chǎn)材料技術(shù)成熟,降低工程仍將是影響該技術(shù)推廣使用的關(guān)鍵;
(2 )對(duì)某結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí),應(yīng)先采用卸載措施。這是因?yàn)槿绻Y(jié)構(gòu)加固在非卸載狀態(tài)下,在加固前,原構(gòu)件截面在所承受的截面內(nèi)力下已處于某個(gè)初始應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。加固后,在沒(méi)有新的荷載增量作用時(shí),被加固截面應(yīng)力應(yīng)變不會(huì)發(fā)生變化,新增加部分將處于零應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。只有當(dāng)有了荷載增量作用時(shí),纖維布才會(huì)發(fā)生變形,參與作用。但在實(shí)際應(yīng)用中很難達(dá)到這一要求;
(3)采用粘貼纖維布法可對(duì)混凝土梁進(jìn)行抗剪加固和抗彎加固。當(dāng)在梁側(cè)粘貼纖維布后,外貼的纖維布類(lèi)似于增設(shè)的箍筋,但纖維布的作用與梁內(nèi)箍筋作用的區(qū)別在于:箍筋的錨固性能好,而外貼纖維布的錨固性能較難保證;鋼筋為延性材料,在斜裂縫產(chǎn)生后,箍筋雖已屈服,但并米拉斷,其良好的延性能可以保證其它箍筋也能達(dá)到屈服階段。而纖維布為脆性材料,很難保證抗剪加固用的纖維布同時(shí)達(dá)到極限強(qiáng)度。
各種方法綜合比較見(jiàn)表??梢?jiàn)粘貼鋼板加固法、擴(kuò)大斷面加固法和體外預(yù)應(yīng)力加固法存在難度大、施工處理復(fù)雜,工期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。而FRP布是柔性材料,施工時(shí)可以依靠現(xiàn)場(chǎng)用剪切裁剪成所需的形狀和尺寸,對(duì)構(gòu)件的不同外形都具有極高的適應(yīng)能力。由于重量輕,現(xiàn)場(chǎng)施工基本是手工操作,不需大型設(shè)施和施工工具。在較小的空間中即可進(jìn)行施工,且施工速度快,施工工期短、粘貼質(zhì)量容易得到保證。從經(jīng)濟(jì)上看,F(xiàn)RP價(jià)格雖然相對(duì)較高,但在運(yùn)輸、存儲(chǔ)、裝卸、加工、維
護(hù)過(guò)程中的費(fèi)用相對(duì)較少:施工機(jī)具簡(jiǎn)單,從而減少了機(jī)械臺(tái)班費(fèi);施工速度快,相應(yīng)縮短了工期,也節(jié)省了人工費(fèi)用;碳纖維耐久性好,也減少了后期維護(hù)費(fèi)用??傮w看來(lái),綜合施工難易程度、施T工期和施工質(zhì)量等方面因素,F(xiàn)RP加固工程綜合造價(jià)相對(duì)較低。
四、工程實(shí)例
我市在上世紀(jì)八十年代初,在不斷提升技術(shù)等級(jí)的公路改造、改建過(guò)程中,即開(kāi)始公路舊橋加固改造技術(shù)的研究與實(shí)踐。先后針對(duì)不同橋型、不同的加固技術(shù)和方法,完成了多項(xiàng)舊橋加固改造方面的科研項(xiàng)目,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效果。由于舊橋檢測(cè)、評(píng)定與加固技術(shù)是一項(xiàng)既綜合復(fù)雜又在不斷發(fā)展和更新的技術(shù),也是公路工程技術(shù)人員共同關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題。下面簡(jiǎn)要介紹幾個(gè)我所在單位公路舊橋加固的工程實(shí)例。
4.1太湖東門(mén)二橋樁基的維修加固
4.1.1工程概況
太湖東門(mén)二橋位于太湖縣城東,因河水常年沖刷,該橋5
#-15
#樁基間河床下降8米左右,已嚴(yán)重影響該橋的通行能力,到了非處理不可的地步。
4.1.2維修加固的工作內(nèi)容
對(duì)5號(hào)樁基礎(chǔ)至15號(hào)樁基進(jìn)行加固,加固的方法為:在原打入樁四周布設(shè) 有效直徑為60cm的高壓旋噴樁,以達(dá)到提高地基承載力和抗沖刷雙重目的,旋噴樁長(zhǎng)度應(yīng)超過(guò)原打入樁。如圖所示:
4.1.3施工方案
考慮目前橋底有一定的水深,首先,在橋墩四周用鋼管腳架組拼鉆孔平臺(tái),并沿橋向用相應(yīng)設(shè)備搭建施工便橋,設(shè)備選用西安探礦機(jī)械廠生產(chǎn)的ZPX-50型號(hào)的高壓旋噴機(jī)一套。由于高壓噴射注漿法使用的壓力大,因而噴射流的能量大,速度快。當(dāng)它連續(xù)和集中地作用在土體上時(shí),壓應(yīng)力和沖蝕等多種因素便在很小區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生效應(yīng),對(duì)粒徑很小的細(xì)粒土到顆粒直徑很大的卵石、碎石土幾乎各種土質(zhì),無(wú)論其軟硬,均有巨大的沖擊破碎和攪拌作用,使注入的漿液和土拌和均勻凝固為新的固結(jié)體。在正式施工前,在橋位附近試鉆試噴1-2樁,以便觀察效果。
旋噴樁的施工程序?yàn)椋菏┕で?,?duì)照設(shè)計(jì)圖紙核實(shí)設(shè)計(jì)孔位,在工作平臺(tái)上首先確定好所有樁的樁位并編寫(xiě)好編號(hào)。高壓噴射注漿處理地基時(shí),在漿液未硬化前,有效噴射范圍內(nèi)的地基因受到擾動(dòng)而強(qiáng)度降低,容易產(chǎn)生附加變形,且在施工過(guò)程中為了保證橋上行車(chē)的暢通和減小對(duì)原有基礎(chǔ)擾動(dòng)性破壞,必須在旋噴樁具體施工時(shí)采取間隔編號(hào)交替循環(huán)施工,減小附加變形,保證施工期間全橋的行車(chē)安全。
由于高壓噴射注漿的壓力愈大,處理地基的效果愈好。規(guī)范要求射流壓力宜大于20Mpa,實(shí)際施工時(shí)控制壓力為25 Mpa -30 Map,提升速度為0.1-0.25m/min,旋轉(zhuǎn)速度取10-20rpm。根據(jù)施工技術(shù)規(guī)范要求和以上具體控制參數(shù)的選定,在同等地質(zhì)條件下進(jìn)行兩根旋噴樁實(shí)驗(yàn)樁施工,其實(shí)驗(yàn)成樁后的各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。噴射注漿的主要材料為水泥,采用海螺牌42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。水泥漿液的水灰比越小,高壓旋噴時(shí)注漿處理地基的強(qiáng)度越高。但 在施工中因注漿設(shè)備的原因,水灰比小于0.8時(shí),噴射有困難,故水灰比宜取1.0-1.5,實(shí)際施工取1.0。
高壓噴射注漿全過(guò)程為:鉆機(jī)就位、鉆孔、置入注漿管、高壓噴射注漿、拔出注漿管等基本工序。鉆機(jī)就位應(yīng)準(zhǔn)確的按照加固設(shè)計(jì)圖紙中的設(shè)計(jì)樁位進(jìn)行正確的定位和鉆機(jī)的對(duì)中、整平,然后進(jìn)行鉆孔。鉆孔的深度應(yīng)大于設(shè)計(jì)的樁長(zhǎng)后,方可停止鉆進(jìn)。然后按照設(shè)計(jì)的水泥凈漿配合比進(jìn)行水泥漿液的噴射,噴射時(shí)的各項(xiàng)控制參數(shù)如前所述。施工結(jié)束后應(yīng)立即對(duì)機(jī)具和孔口進(jìn)行清洗。鉆孔的目的是為了置入注漿管到預(yù)定的土層深度。拌漿設(shè)備首次應(yīng)準(zhǔn)備2m
3的漿液,并準(zhǔn)備好下次水泥用量,使工序能連續(xù)施工,并備有儲(chǔ)漿筒一個(gè)。噴射過(guò)程中噴射速度很快,應(yīng)盡量減少因漿液不足而停止噴射次數(shù)。
高壓噴射注漿均自下而上進(jìn)行,當(dāng)注漿管不能一次提升完成而需分?jǐn)?shù)卸管時(shí),卸管后噴射的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm,以保證固結(jié)體的整體性。另外我部對(duì)加固柱身四周的18根支撐樁,在不改變噴射參數(shù)的條件下,對(duì)同一標(biāo)高的土層作重復(fù)噴射一次,使土體破碎性增加,從而增大有效加固長(zhǎng)度和提高固結(jié)體強(qiáng)度。
在噴射注漿過(guò)程中出現(xiàn)下列異?,F(xiàn)象時(shí),需查明原因采取相應(yīng)的措施:
1. 流量不變壓力下降時(shí),應(yīng)檢查各部位的泄露情況。必要時(shí)拔出注漿管,檢查密封性能。
2. 在大量冒漿壓力稍有下降時(shí),可能是注漿管被擊穿或噴頭有孔洞,使噴射壓力降低,此時(shí)應(yīng)拔出注漿管及噴頭進(jìn)行檢查。
3. 壓力陡增超過(guò)最高限值時(shí),流量為零,停機(jī)后壓力仍不變動(dòng)時(shí),則可能系噴嘴堵塞,應(yīng)拔管疏通噴嘴。
4. 當(dāng)高壓噴射注漿完畢后,或在噴射注漿過(guò)程中因故中斷,短時(shí)間(小于或等于漿液初凝時(shí)間)內(nèi)不能連續(xù)噴射時(shí),均應(yīng)立即拔出注漿管清洗備用。
5. 為防止因漿液凝固收縮,產(chǎn)生加固地基與建筑基礎(chǔ)不密貼或脫空現(xiàn)象時(shí),采取超高旋噴至樁頂0.5m時(shí),直至噴射到河床表面,壓力控制在10 Map為宜,防止破壞地下表層。
4.2 車(chē)軸寺橋加固
4.2.1工程概況
車(chē)軸寺大橋是懷、潛、岳公路斷頭線(xiàn)K4+068-4+424處皖河上獨(dú)立大橋。于一九八七年九月份開(kāi)工,一九八九年十二月份竣工,主要技術(shù)指標(biāo)為汽-20,掛-100級(jí),上部構(gòu)造,鋼筋混凝土桁架拱橋,9孔凈跨30米,全長(zhǎng)323米,橋面凈寬為9+2*1.0米,因過(guò)往車(chē)輛嚴(yán)重超載造成橋面及微彎板不同程度的毀壞,經(jīng)初步勘察,微彎板嚴(yán)重破損的就有叁拾多塊,橋面混凝土損壞達(dá)到70%,已到了非加固不可的地步。
4.2.2維修加固的主要工作內(nèi)容
1、對(duì)拱片、橫梁剪刀撐進(jìn)行仔細(xì)檢查,對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行處理,有效防止拱片、橫梁剪刀撐內(nèi)的鋼筋生銹。
2、更換破損的微彎板。
3、更換損壞的欄桿、扶手。
4、設(shè)置混凝土防撞護(hù)欄,以防機(jī)動(dòng)車(chē)輛撞擊人行道板。
5、鑿除現(xiàn)有橋面混凝土,重新鋪筑雙筋(鋼筋、鋼纖維)混凝土。
6、每跨設(shè)一道伸縮縫。
4.2.3施工方案
4.2.3.1 交通
因該橋是潛山縣及天柱山旅游景點(diǎn)進(jìn)出的主要通道,完全封閉交通對(duì)該縣及及天柱山旅游景點(diǎn)影響太大,施工時(shí)有限度的開(kāi)放交通, 即行人、小型車(chē)輛(不含小型科車(chē))在施工時(shí)可單向通行,其余車(chē)輛沿105國(guó)道繞行。
4.2.3.2 加固方案
4.2.3.2.1 施工工序
預(yù)制微彎板設(shè)置隔離墩(交通管制)鑿除破損微彎板處理拱片及橫梁剪刀撐內(nèi)的裂縫安裝微彎板鑿除橋面混凝土澆筑雙筋混凝土設(shè)置伸縮縫更換損壞的欄桿、扶手澆筑防撞護(hù)欄
4.2.3.2.2 施工方法
a、預(yù)制微彎板:選擇合適的場(chǎng)地,依據(jù)原圖紙預(yù)制微彎板。
b、設(shè)置隔離墩:根據(jù)微彎板寬度及小型車(chē)輛通行的需要,擬在橋面一側(cè)逐跨設(shè)置隔離墩,確保通行安全。
c、更換微彎板:根據(jù)前期調(diào)查的結(jié)果鑿除破損的微彎板。安裝預(yù)制好的微彎板。
d、更換橋面:在微彎板安裝結(jié)束后鑿除橋面混凝土,鋪筑雙筋混凝土。橋面鋪裝采用C40鋼纖維砼,鋼筋采用Φ12的螺紋鋼,鋼纖維采用銑削鋼纖維,其含量為60kg/m
3。在橋面施工前應(yīng)做好原材料試驗(yàn)及鋼纖維砼的配合比設(shè)計(jì)。對(duì)結(jié)合面進(jìn)行適當(dāng)處理,如采取清掃、高壓水沖洗、干燥等措施。橋面鋼筋網(wǎng)應(yīng)采取有效措施保證其位置正確和保護(hù)層厚度,澆筑時(shí)施工人員及機(jī)具不得踩踏在鋼筋網(wǎng)上。澆筑橋面鋼纖維砼前,應(yīng)在橋面范圍內(nèi)布點(diǎn)測(cè)量高程,以確定澆筑后的鋪裝厚度,鋪設(shè)高度應(yīng)略高于設(shè)計(jì)標(biāo)高,用振動(dòng)器壓實(shí),用平板整平。砼澆筑后應(yīng)及時(shí)養(yǎng)生,養(yǎng)生期間不允許任何車(chē)輛在橋面上行駛。
e、設(shè)置伸縮縫:根據(jù)該橋的受力特點(diǎn),每跨設(shè)置一道簡(jiǎn)易伸縮縫。
f、澆筑防撞護(hù)欄:為防止車(chē)輛直接撞擊人行道板,增設(shè)防撞護(hù)欄。
為保證施工及橋梁自身安全,加固工作應(yīng)逐跨進(jìn)行。
4.3 巢湖橋維修加固
巢湖橋建于1976年5月,橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽— 15、掛—80,橋面凈寬凈9+2×1.4,橋長(zhǎng)38.8m,橋梁構(gòu)造為鋼筋混凝土雙曲拱橋,原橋面輔裝為15cm C30水泥混凝土,橋面基層及拱上填料均為12%石灰土,拱背上石灰土最小厚度為15cm (相當(dāng)于路面基層)。此橋由于拱上填料及路面基層為同種材料,且厚度不等,而且未設(shè)防水層,造成全橋透水,透水后造成石灰土基層不均勻沉降,在重車(chē)荷載的作用下,原橋面鋪裝的水泥混凝土路面呈現(xiàn)粉碎性斷裂。同時(shí)由于不均勻沉降,致使拱圈局部應(yīng)力集中,造成拱波開(kāi)裂。
橋梁巡回檢查小組在定期檢查巡視中發(fā)現(xiàn)此橋破損情況,加強(qiáng)了檢查頻率,發(fā)現(xiàn)破損有發(fā)展的趨勢(shì),于是報(bào)請(qǐng)上級(jí)主管部門(mén)進(jìn)行維修加固工程立項(xiàng)。
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察,從外觀上看,主拱圈未出現(xiàn)異常尚能利用,但如挖開(kāi)拱上填料,重?fù)Q石灰土進(jìn)行夯實(shí)或碾壓,已裂縫的拱波將經(jīng)不住夯實(shí)或壓路機(jī)的作用而徹底損壞。另外從外觀上觀察,全橋透水亦已對(duì)橋體產(chǎn)生了很大的危害,已可見(jiàn)混凝土上附著有堿跡且有一定厚度,而此橋的混凝土構(gòu)件已有裂縫。
經(jīng)過(guò)慎重考慮,我們決定采用一種輕體高強(qiáng)的材料做為拱上填料,同時(shí)加設(shè)土工布制作防水層,橋面輔裝采取Φ1、Φ18螺紋鋼筋組成10×10cm 鋼筋網(wǎng)制作10cm鋼筋混凝土面層的施工方案。通過(guò)組織施工人員對(duì)數(shù)種材料鑒別試驗(yàn)后,選中了陶粒和沸石作為混凝土的粒料,這兩種材料制成的混凝土,具有輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)。
陶?;炷梁褪彝恋谋容^結(jié)果如下:
粒混凝土的抗壓強(qiáng)度為6.25Mpa,石灰土的抗壓強(qiáng)度為0.7Mpa 陶?;炷恋淖畲蟾扇葜貫?00kg/m3,石灰土的最大干容重為1680kg/m 3
陶?;炷潦┕r(shí)只用小型振搗器即可,不會(huì)對(duì)拱波造成破壞;而石灰土施工時(shí)需要進(jìn)行夯實(shí)或碾壓,會(huì)對(duì)拱波進(jìn)一步破壞。
確定了施工方案后,我們即組織了施工。施工時(shí)采用對(duì)稱(chēng)拆除原橋面鋪裝,清理干凈,陶粒混凝土施工配合比為3:1:5:4(32.5水泥:水:陶粒:沸石),水灰比為0.33,采用混凝土攪拌機(jī)進(jìn)行拌和,拌和時(shí)間2分鐘,用小型振搗器和棒式振搗器配合振搗,澆筑后效果較好,因此橋面鋪裝由原15cm減少10cm鋼筋混凝土,降低了拱頂材料高度,從而加強(qiáng)了拱上建筑與橋面板的聯(lián)系,進(jìn)而加強(qiáng)拱上建筑剛度,使整個(gè)體系向柔拱剛梁轉(zhuǎn)化,促使主拱圈在活載的作用下主 要承擔(dān)軸力,而彎矩轉(zhuǎn)讓給加固后的拱上建筑。
此次施工共挖除原拱上填料石灰土236m3改換輕質(zhì)高強(qiáng)的陶粒混凝土做為拱上填料,原拱上填料自重396.48T,而新?lián)Q筑的拱上填料自重僅為188.8T,單此項(xiàng)就減輕橋體自重207.68T。上部拱上填料自重的減輕,亦即拱圈所受非均勻分布荷載的減小,拱圈任意點(diǎn)的剪力Q,彎矩M及軸向力均減小。而其內(nèi)力又與水平推力成線(xiàn)性關(guān)系,而水平推力Hg又與分布載qd成線(xiàn)性關(guān)系,所以由恒載引起的拱圈內(nèi)力也與拱上分布荷載成線(xiàn)性關(guān)系,所以由恒載引起的拱圈內(nèi)力將減小近1倍。由此可見(jiàn)這種處理方式,大大地提高了橋梁的承載能力,現(xiàn)婁子水橋經(jīng)近兩年的使用,效果良好。
挖除原拱上填料時(shí),必須注意使拱上受力平衡,防止倒坍。拆除過(guò)程中一律由跨中對(duì)稱(chēng)地向拱腳方向進(jìn)行,兩側(cè)的拆除進(jìn)度基本一致,進(jìn)度誤差最好不要過(guò)兩米;澆筑拱上填料及面層混凝土?xí)r,也必須對(duì)稱(chēng)進(jìn)行,由拱腳向跨中進(jìn)行,誤差亦最好不超過(guò)兩米;嚴(yán)禁在橋上堆放施工材料。
4.4 人行河橋維修加固
人行河大橋是典型的預(yù)應(yīng)力T梁橋加固范例,該橋位于安慶市,是一座很重要橋梁,也是206國(guó)道運(yùn)輸?shù)闹饕ǖ?。該橋原設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽—20、掛—100,結(jié)構(gòu)形式為預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁,橋面凈寬9m,兩側(cè)各設(shè)1m安全帶,橋面橫坡1%,橋面輔裝為6cm C30混凝土磨耗層,后加鋪過(guò)3cm厚瀝青混凝土面層;下部結(jié)構(gòu)為C20鋼筋混凝土鉆孔灌注樁,樁徑0.80m,柱頂用C25鋼筋混凝土蓋梁連接,全橋長(zhǎng)677.25m。
——第一次加固:由于該橋位置的重要性,交通流量較大(1991年交通量為4479輛/晝夜),造成此橋橋面破損嚴(yán)重,伸縮縫開(kāi)焊,嚴(yán)重影響行車(chē)安全,為此,安慶市公路局于1996年將此橋列入大修工程。
方案為:將原橋面混凝土磨耗層及瀝青面層清除、鑿毛,做雙層10×10cm 的Φ6、Φ8鋼筋網(wǎng);重新焊接制作每聯(lián)之間的伸縮縫,其余每孔間的橋墩縫處墊 橡膠墊。當(dāng)時(shí)投資138萬(wàn)元,于1996年10月完工。但兩個(gè)月后即在橋梁檢查中
發(fā)現(xiàn)橋面橫向出現(xiàn)了裂紋,有少數(shù)裂紋橫貫橋面,并且有繼續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。
由此可見(jiàn),僅靠加強(qiáng)橋面輔裝,并不能徹底解決橋梁橫向整體性問(wèn)題,在活載作用下,其橋面梁間出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象,久而久之造成橋梁上部單片梁受力,不能共同承受荷載,使單片橋梁體跨中撓度加大,嚴(yán)重影響了橋梁的使用性能,由于1/4跨處截面主拉應(yīng)力加大,致使梁體出現(xiàn)裂縫,而隨跨中撓度的加大,造成橋梁穩(wěn)定性較差,出現(xiàn)抖動(dòng)、行車(chē)不穩(wěn)等現(xiàn)象。
可見(jiàn),要想徹底解決該橋橫向聯(lián)系較弱的問(wèn)題,預(yù)防單片主梁受力,增強(qiáng)其整體穩(wěn)定性,必須加強(qiáng)各片主梁之間的橫向聯(lián)系,采用后加槽鋼橫梁的處理方式就較好的解決了這一問(wèn)題。
第二次加固:針對(duì)此橋存在的問(wèn)題,公路局增加了檢查頻率,但是由于交通流量不斷增加(1999年達(dá)到7863輛/晝夜),汽車(chē)噸位逐年上升,加速了此橋的損壞。1999年從外觀檢查發(fā)現(xiàn),地袱、欄桿局部損壞;橋面鋪裝局部嚴(yán)重?fù)p
壞,已影響行車(chē)安全;從橋下觀察,T梁腹板和翼板均有不同程度的損壞。另外此橋橋面板漏水嚴(yán)重,為徹底解決此橋的維修加固問(wèn)題,安慶市公路局決定再次對(duì)此橋進(jìn)行加固。
加固方案為:維持原橋荷載標(biāo)準(zhǔn)汽—20、掛—100;梁腹板和翼板多處破損,但裂縫均為0.1—0.2mm,不對(duì)梁的強(qiáng)度造成影響,所以不更換T梁,僅對(duì)其進(jìn)行加固處理;橋梁的下部結(jié)構(gòu)墩柱和蓋梁未受到大的破壞,能滿(mǎn)足承載力的要求。
在橋面上車(chē)輛通過(guò)時(shí),能感到橋梁明顯的抖動(dòng),因此有必要加強(qiáng)橋梁的整體性。主要措施一是增設(shè)橫梁,二是更新橋面鋪裝,三是更換伸縮縫。關(guān)于增設(shè)橫梁,最初有兩個(gè)方案,一是每孔增設(shè)2道混凝土橫梁,二是采用槽鋼橫梁形式。
經(jīng)過(guò)方案對(duì)此,最終采用了槽鋼橫梁形式。原因是該橫梁形式結(jié)構(gòu)新穎、輕便、施工方便,每孔可設(shè)多道,更能增加橋面的整體剛度和穩(wěn)定性。
橋面鋪裝設(shè)計(jì)采用一次性重新鋪設(shè),并加防水層。由于該路重交通占很大比例,所以鋪裝設(shè)計(jì)采用雙層鋼筋網(wǎng),并增大鋼筋用量,鋼筋間距10× 10cm,并采用Φ10鋼筋以增大鋪裝整體強(qiáng)度。為延長(zhǎng)使用壽命和增加耐磨性,全橋范圍 加鋪4cm厚SMA-16改性瀝青混凝土。
全橋均改用伸縮縫,伸縮縫兩端用鋼纖維混凝土連接手段,以增加混凝土強(qiáng)度和耐久性,并延長(zhǎng)伸縮縫壽命及確保橋梁的整體性和行車(chē)舒適性,并適應(yīng)溫度變化條件下橋梁的變形需要。
經(jīng)過(guò)加固橋面整體性得到了很大改善,較重的車(chē)輛通行時(shí)感覺(jué)振幅明顯減小,說(shuō)明加固取得了成效。一年來(lái),經(jīng)過(guò)多次觀察,未見(jiàn)異常,效果很好。
4.5余井橋加固
4.5.1工程概況
余井大橋位于X054上,橋梁全長(zhǎng)353米。由于2005年9月2日當(dāng)?shù)赜鰵v史罕見(jiàn)洪水,河中采砂船等漂浮物較多,將一橋墩撞壞傾斜,橋面塌陷,不能通行,嚴(yán)重影響兩岸人民的生產(chǎn)生活,因此需盡快修復(fù)。
4.5.2維修加固的主要工作內(nèi)容
利用原梁板,拆除嚴(yán)重?fù)p壞橋墩,在原墩位處新建一雙柱墩。
4.5.3施工方案
4.5.3.1 交通
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)察看,根據(jù)地形并認(rèn)真研究,為方便兩岸居民過(guò)往,盡快解決學(xué)生上學(xué)問(wèn)題,因此采用渡船方案,
4.5.3.2 搶修方案
4.5.3.2.1 施工工序
固定已損橋墩吊起梁板拆除已損橋墩承臺(tái)砼施工
墩臺(tái)砼施工梁板落位
4.5.3.2.2施工方法
a、固定已損橋墩:為確保安全,在梁板吊起前應(yīng)采用兩組鋼絲繩將已損壞的橋墩固定。鋼絲繩呈八字形(沿橋長(zhǎng)方向)布置固定在錨樁上,鋼絲繩與地面的傾斜角度不宜大于45度。
b、吊起梁板:采用雙導(dǎo)梁進(jìn)行梁板的吊起工作。根據(jù)大梁重量設(shè)計(jì)導(dǎo)梁和 龍門(mén)架、蝴蝶架,用貝雷片在損壞的鄰墩上拼裝雙導(dǎo)梁。在橋孔搭設(shè)導(dǎo)梁臨時(shí)支墩,用卷?yè)P(yáng)機(jī)滾筒拖拉導(dǎo)梁就位。在導(dǎo)梁上鋪設(shè)枕木輕軌,裝軌道平車(chē),橫移小行車(chē)置于梁跨正中并固定,將梁縱移到安裝跨,固定縱移平車(chē),用橫移小平車(chē)將損壞墩處梁端整體吊起。
c、拆除已損橋墩:梁板吊起后,將蓋梁切割成四塊分別拆除,拆除每塊時(shí)應(yīng)采用三根鋼絲繩呈三角棱形布置將其固定,逐漸放松其中一根,使立柱倒下。
d、承臺(tái)砼施工:根據(jù)施工環(huán)境,采用鋼圍堰,施工時(shí)應(yīng)注重充分利用當(dāng)?shù)夭牧虾同F(xiàn)有設(shè)備,盡可能縮短工期,提高工效,保證安全。要求堰頂面至少高出施工期最高水位0.5-1.0m,圍堰應(yīng)盡量減少壓縮河床斷面,要滿(mǎn)足強(qiáng)度和穩(wěn)定
的要求。先澆注10cm的砼墊層以便在其上支立模扳、綁扎鋼筋,砼墊層也有利于施工排水?;A(chǔ)施工時(shí),應(yīng)加強(qiáng)排水,保持在無(wú)水的條件下進(jìn)行基礎(chǔ)鋼筋綁扎、模板安裝。砼必須分層澆注,分層搗實(shí)。澆注方案采用分層澆筑,分層的厚度0.6-1m為宜。
e、墩臺(tái)砼施工:準(zhǔn)確放出墩臺(tái)中線(xiàn)和邊線(xiàn),將加工好的鋼筋運(yùn)至工地現(xiàn)場(chǎng)綁扎,將定型鋼模板用夾具連接,連成整體,安裝就位,用臨時(shí)支撐支牢,待另一面模板吊裝就位后,用圓鋼拉桿或橫肋、縱肋加固,將二面模板連成整體,校正定位。端頭模板要和側(cè)面模板牢固連接,認(rèn)真采取支撐、加固措施,防止跑模、漏漿。砼澆筑前將模板內(nèi)雜物、已澆砼面上泥土清理干凈。砼應(yīng)分層、整體、連續(xù)澆筑,逐層振搗密實(shí)。砼澆筑時(shí)要隨時(shí)檢查模板、支撐是否松動(dòng)變形、預(yù)留孔、預(yù)埋支座鋼板是否移位,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)采取補(bǔ)救措施砼澆筑完成應(yīng)適時(shí)覆蓋灑水養(yǎng)生。
f、梁板落位:新建的墩臺(tái)施工結(jié)束后,將雙導(dǎo)梁吊起的原梁板落位。
4.6 白山橋加固
4.6.1編寫(xiě)依據(jù)
盛同路白山橋維修加固工程的施工組織設(shè)計(jì)是按照業(yè)主要求,考慮工程施工的實(shí)際情況以及我公司多年的施工經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)有的施工能力而編制的。
1、盛同路白山橋維修加固工程施工圖紙;
2、交通部頒布的有關(guān)施工技術(shù)規(guī)范、質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)以及我單位的有關(guān)質(zhì)量、施工管理文件等;
3、擬建項(xiàng)目場(chǎng)地條件;
4、本單位現(xiàn)有的技術(shù)能力及機(jī)械設(shè)備情況;
5、編制范圍:盛同路白山橋維修加固工程
4.6.2工程概況
4.6.2.1 工程位置
白山大橋位于廬江縣X062盛橋至同大路,中心樁號(hào)為K19+000,橋梁全長(zhǎng)為272m,建于1978年。
該橋由主橋與三向引橋組成,主橋?yàn)?孔凈跨徑70.75m,矢跨比1/8,橫向5肋4波的雙曲拱,白山岸引橋?yàn)?跨13m的鋼筋混凝土空心板橋,同大岸引橋?yàn)?跨13m的石拱橋,矢跨比1/2,位于同大至白山方向右側(cè),主橋與白山岸引橋之間有一坡度引橋,位于新渡側(cè),為四孔石拱橋,
4.6.2.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
設(shè)計(jì)荷載:汽-15,掛-80。橋面寬度:主橋橋面寬為:凈-7.0m+2*1.6m,0.5m(護(hù)欄)+9.0m(行車(chē)道)+0.5m(護(hù)欄),引橋橋面寬為:凈-7.0m+2*1.3m。
4.6.2.3 主要工程量
本橋主要工程量:
腹拱修復(fù)50m3,腹拱更換6m3,人行道系185.52m3,橋面鋪裝320m3,內(nèi)襯拱77m3,橋頭接線(xiàn)350m3等。
4.6.3主要工程項(xiàng)目的施工方案、施工方法
主要工程項(xiàng)目有修復(fù)及更換腹拱,維修襯拱,人行道系,橋面鋪裝及橋頭接線(xiàn)等,其施工方案、施工方法分述如下:
4.6.3.1 準(zhǔn)備工作
考慮橋梁維修人員及行人的安全,首先協(xié)助地方政府對(duì)全橋范圍內(nèi)進(jìn)行封閉,并做好宣傳工作,封閉后即開(kāi)始施工。
4.6.3.2 內(nèi)襯拱施工
(1)、作業(yè)流程:考慮本橋的內(nèi)襯拱施工是影響工期的關(guān)鍵作業(yè),準(zhǔn)備工作一結(jié)束即開(kāi)始內(nèi)襯拱的施工,由于同大側(cè)引橋基礎(chǔ)位于水中,因此對(duì)此處采取圍堰施工。(詳見(jiàn)附后施工工藝流程圖)
(2)、工期安排:,計(jì)劃工期安排在開(kāi)工后的第二個(gè)