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高速公路中小桥梁加固及其设计
2015-05-12 
  一、设计原则与目标

  1.1、设计原则

  本项目在加固设计阶段应重点贯彻“安全、适用、经济、保通”的总体设计原则。

  1、设计科学合理,经济环保,满足技术与使用安全的要求;

  2、尽量不增加结构自重,不对主要承重构件造成损伤;

  3、加固后桥梁能满足设计荷载标准的使用要求,并有一定的安全储备;

  4、施工简便,快捷,加固施工过程对交通影响减至最小;

  5、加固后桥梁耐久性强、养护方便。

  1.2、设计目标

  1、恢复各桥桥梁结构原有的设计承载力,保证桥梁的强度、刚度和耐久性,切实起到修缮作用,保证安全正常运营。

  2、维修加固方案技术合理,造价经济,施工便捷。

  二、桥梁病害及加固处置思路

  2.1、四座小桥桥台的病害及处置思路

  1、K70+342等四座小桥桥台的病害

  K70+342等四座小桥的桥台前墙均出现多条竖向裂缝和横向裂缝,宽0.1~0.8mm不等,缝宽多集中在0.25mm以上,部分横(纵)向贯通。

  其中:K16+871王禄立交桥的前墙与锥坡挡墙已产生2cm相对位移;

   K44+290.5A匝道桥的桥台局部有主筋外露,且可见侧墙有竖向裂缝;

  K70+342小桥的前墙和侧墙开裂较严重,且前墙与侧墙裂缝方向一致。

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  2、K70+342等四座小桥桥台病害的处置思路

  根据裂缝走向及形成分析,确定K70+342等四座小桥桥台的病害由台后土压力不均匀引起的,可能存在砌体的抗弯剪强度不足。因此针对这种情况,采用钢花管注浆锚杆的方式加固桥台及侧墙,以减少台身最不利截面的弯矩,同时,在桥台前墙(侧墙)采用格子梁的方式,以现浇钢筋混凝土加固补强,以增强台身的抗弯、抗剪能力,加固简图如下。

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  2.2、K45+148.5 天桥10号的病害及处置思路

  1、天桥10号的主要病害

  1) 桥面系:可见12m范围护栏缺失、8m范围防抛网缺失;且多处护栏底座钢筋锈蚀,局部混凝土剥落。

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  2)主 梁:第一孔梁端底板横向受力钢筋锈蚀严重,范围:3.8×1.4m2;部分钢筋有效截面积已不足50%。

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  3)下部:耳墙、挡块局部混凝土剥落露筋。

  2、天桥10号的维修加固思路

  为了弥补由于钢筋锈蚀损伤所引起的承载力降低,对于梁端底部必须采用一定的加固措施来改善,经过计算分析对比,确定采用灌注粘贴钢板加固法,在弥补损失的钢筋面积的同时,增强截面横向抗弯强度,加固简图如下。

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  3.3、某跨铁路桥的病害及处置思路

  1、某跨铁路桥的主要病害

  某跨铁路桥的主要病害为支座及垫石病害,多数支座脱空、滑移严重,部分支座缺失。

  其中:

  1)1号桥的支座及垫石损坏严重,没有发挥其正常功能,导致梁体滑移较大,耳翼墙、挡块均受到梁体的滑移撞击而开裂破损,局部主筋外露锈蚀;

  2)2号桥的支座及垫石损坏较多,同样导致梁体滑移,耳翼强局部开裂,状况较1号桥为轻。

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  3)、实测桥梁护栏有效高度仅51-66㎝,不能满足公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81--2006)要求。

  2、某跨铁路桥的维修加固思路

  1)、经过检测分析,梁体滑移及耳翼墙开裂变形病害系支座、垫石及挡块未能达到设计要求导致主梁不规则滑移造成,因此本次加固方案重点在于:顶升主梁,使主梁纵移、横移复位,更换支座并重新制作与台帽连接可靠的支座垫石,以使梁体达到合理的受力模式。

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  2)、原桥所有挡块仅为20厘米间距设置φ8 I级钢筋,不能满足现行公路桥涵抗震设计规范要求,本次加固设计重新设置挡块。

  3)、原桥护栏有效高度仅66㎝,且桥梁护栏钢筋和主梁无有效连接。不能满足公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81--2006)要求,严重危害桥梁安全运营,如发生车辆碰撞,可能造成严重交通事故,本次加固设计采取拆除原护栏,加强植筋,重建新护栏。

  3.4、某互通A匝道桥和K55+949.98桥的病害及处置思路

  1、某互通A匝道桥和K55+949.98桥的主要病害及荷载试验结论

  1)AK1+356.7某互通A匝道桥典型病害:

  各跨梁底不同程度存在钢筋锈涨,混凝土局部剥落;部分主梁梁底局部波纹管外露;

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  2)K55+949.98互通立交桥的典型病害

  各片主梁端头附近均出现1~3条纵向裂缝; 裂缝长度2~8 m,宽度0.25~0.6㎜

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  2、某互通A匝道桥和K55+949.98桥的维修思路

  1)AK1+356.7某互通A匝道桥荷载试验结论及维修建议:

  载试验结果表明,AK1+356.7匝道桥应力及挠度校验系数平均值均小于0.8,说明该桥箱梁强度仍有一定的安全储备,箱梁刚度满足设计荷载要求。

  鉴于该桥存在混凝土剥落、钢筋外露锈蚀等局部缺陷,对结构耐久性影响较大,需尽快对缺陷部位尤其是波纹管外露部位采取相应措施修补,并注意加强日常观察养护。

  2)K55+949.98互通立交桥的荷载试验结论及维修建议:

  载试验结果表明,K55+949.98A匝道跨线桥应力及挠度校验系数平均值均小于0.8,说明该桥空心板强度仍有一定的安全储备。

  由于梁底裂缝并未明显折减该桥的承载能力,但梁底裂缝缝宽较大,对结构钢筋耐久性影响较大,需尽快灌浆封闭,以起到修缮截面、保护预应力及受力主筋的作用。

  3.5、其他共性病害及维修加固措施

  1、裂缝处理

  由于裂缝的产生、发展及长期存在,使得潮湿空气进入结构内部,从而引起结构内部钢筋的锈蚀,最终导致结构的承载能力降低,影响到结构的正常运营甚至安全运营,因此,对结构目前存在的裂缝进行相应的处理及控制非常必要。鉴于裂缝宽度的不同对结构的影响也有所不同,此处共分两种情况对桥梁的裂缝进行灌浆或封闭处理,具体处理方法如下所述:

  1)当裂缝宽度<0.15mm时,其对结构内部钢筋锈蚀的影响较小,故仅对此类裂缝进行表面封闭;

  2)当裂缝宽度≥0.15㎜时,其对结构内部钢筋锈蚀影响较大,故对此类裂缝应首先骑缝开设V槽,然后将V槽封闭并进行灌浆处理。

  2 混凝土缺陷及外露钢筋处理

  对于主梁存在的蜂窝、麻面、混凝土剥落、掉块、缺损、凹陷等缺陷,首先将缺陷部位表层的松散混凝土全部凿除,露出新鲜混凝土,然后利用人工除锈的方法对缺陷部位的外露钢筋除锈,并将混凝土表面清理干净,最后利用聚合物砂浆或聚合物混凝土对缺陷部位进行修补。
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