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      邊山河大橋維修加固技術
      2010-11-10 來源:網絡
      1.橋梁主要病害及損壞情況

        邊山河大橋位于S3O2紫邊線K131處,橫跨漉水,地處湖南、湖北交界處,橋長130 m,為四孔30 m雙曲拱橋。該橋建于20世紀60年代,結構方面采用預制拱波與現澆拱肋相結合,在當時物資缺乏的情況下,在節約建筑材料和降低造價方面發揮了較好的作用,根據其結構斷面尺寸初步判定為汽車-13級。通過30多年的運營,橋梁主體結構和橋面附屬設施都出現了不同程度的損壞,嚴重影響行人、車輛的安全,2000年底經湖南省常德市橋梁專家鑒定為四類危橋。

       ?。?)主拱圈拱波裂縫

        全橋四跨,主拱圈拱波均發現不同程度的裂縫,其中有兩跨拱波縱向裂縫已貫穿全跨,最大裂縫寬度達1 mm 。

       ?。?)橋面推移及沉陷

        由于原拱拱上填料為柔性填料,隨著車輛荷載的加重和交通量的增加,橋面推移、損壞嚴重。

       ?。?)欄桿缺損

        原橋欄桿為柵欄式欄桿,由于鋼筋銹蝕致使欄桿損毀嚴重,對過往行人、車輛安全極為不利。

        2.維修加固技術

        通過反復觀察,該橋未發現橋墩裂縫和不均勻沉降,因此主拱圈的維修加固是危橋改造的關鍵性工序。

        2.1 拱圈加固

        拱圈存在的病害主要有:① 拱波縱向裂縫;② 拱波與拱肋銜接部位的裂縫;③ 車輛行駛通過時產生明顯的震顫。

        通過對拱圈存在的上述病害和缺陷進行綜合分析,認為病害產生的原因主要為:① 拱肋的斷面較??;② 拱肋與拱波銜接不緊密;③ 拱肋之間橫向聯系少(只有7根系梁相連),整體作用能力差。

        改造的總體目標:一是對原有病害進行維修加固,恢復其使用效能;二是在條件允許的情況下提高其承載能力(達到汽車-20級,掛車-100的要求),以更好地適應現在的車輛荷載狀況。

        維修加固方案:① 加大拱肋斷面尺寸,以提高拱肋的承載能力;② 處治拱波裂縫、拱肋與拱波的徑向裂縫,消除或減輕原有損壞狀況;③ 加做橫隔板和封箱底板以增強拱肋問橫向聯系,提高主拱圈剛度。

        2.1.1 加固拱肋(圖1)
      圖1 拱肋加固大樣圖(單位:cm)
        
        拱肋寬度由22 cm加寬到38 cm,拱肋高度由45cm增加到62 cm,拱肋截面的增大,增大了拱肋承載能力。為確保加固改造真正發揮作用,采取了以下兩項措施:

       ?。?)為保證拱肋加固新舊混凝土結合牢固,將原拱肋表面用砂輪打毛,清除表面風化層,在拱肋側面鉆孔錨固鋼筋,沿拱軸線方向間距為20 cm分上下兩排,上下兩排互相錯開,孔深8 cm,錨固鋼筋為φ10 mm。鉆孔、清孔后用環氧樹脂錨固(圖2)。

       ?。?)為防止新澆筑的混凝土收縮產生新的裂縫,采取分段施工的方法,分段長度不大于3.5 m,前一段混凝土終凝后進行下一斷面澆筑,由兩側拱腳向跨中對稱進行。最后在拱頂合龍,以保證拱圈的施工安全。
        圖2 加固拱肋的錨、膠貼件布置正面圖(單位:cm)
        在進行拱肋加固的同時,安設好預埋筋。為滿足拱肋抗剪要求及方便橫隔板及封箱底板預埋件安裝,先將抗剪筋與擱筋焊接;抗剪鋼筋與鋼板焊接,形成一個整體,用環氧樹脂粘貼于原拱肋底部,沿拱軸線方向間距為60 cm。通過側面錨固,底部膠貼鋼板,使新舊加固混凝土與原有拱肋緊密連接成一個整體。

        2.1.2 加做拱肋和封箱底板

        利用拱肋預埋筋進行橫隔板和封箱底板混凝土澆筑。封箱底板澆筑分段進行,分段長度不大于3.5 m。

        2.1.3 裂縫處治

        裂縫分為兩類:

       ?、?拱波裂縫處治:首先在拱波下部鉆孔,用6mm厚的鋼板涂環氧樹脂緊貼拱波底部。用自錨螺栓將鋼板與拱波膠貼緊密,粘貼鋼板為每塊拱波1塊,正對拱波中心(圖3)。
      圖3 拱波裂縫下部處治圖(單位:cm)
        
        對拱波裂縫反射到拱板的情況,沿裂縫兩側鑿出20 mm寬的V形槽口,清洗干凈,填筑混凝土,鋪設15 mm×15 mm鋼筋網片澆筑(圖4)。
      圖4 拱板、拱波裂縫上部處治圖(單位:cm)
        
       ?、?拱波與拱肋徑向裂縫處治(圖5)。首先按拱肋與拱波相接部位形狀將裁好的鋼板改彎。拱波長度小于35 cm時,鋼板寬度為10 cm;拱肋為中肋時,每塊拱波范圍內布設l塊;拱肋為邊肋時,每塊拱波范圍內布設2塊(外側不布設)。膠貼鋼板處用砂輪打毛、削平,膠貼時應檢查鋼板與混凝土表面接觸情況,空隙不大于5 mm。對貼好的鋼板進行徹底除銹,涂刷兩層防銹漆。粘貼時采用對撐壓緊(時間不少于1 d)??刂颇z漿厚度不大于8 mm。
      圖5 拱肋與拱波間徑向抗剪加強示意圖(單位:cm)

        通過采取上述一系列加固措施,拱波與拱肋徑向裂縫及拱波裂縫得到較好處治,拱肋斷面加大,拱肋與橫隔板封箱底板共同形成一個有機整體,將原有雙曲拱橋改造成了箱形拱橋,拱圈的受力特性、承載能力、整體性、穩定性大大增強。

        2.2 拱上部分及橋面系加固

        拱上部分及橋面系存在的主要病害是橋面推擠,欄桿毀損。分析其產生的原因主要有:① 拱上填料為柔性填料,橋面鋪裝層為灰土碎石+瀝青表處,水穩性差;② 原有欄桿為裝配式欄桿,預埋鋼筋銹蝕。

        針對上述原因,采取了以下措施處理:① 用片石混凝土換填原有拱上柔性填料;② 澆筑鋼筋混凝土防水橋面和鋼筋混凝土防撞欄桿,橋面承載能力和行車安全性大大提高;③ 為降低造價,橋面伸縮縫采用TST暗溝式伸縮縫。

        3.加固

        該橋通過維修加固,由原來的雙曲拱橋變成了箱形拱橋,橋面改建成了鋼筋混凝土橋面,降低了橋面標高,減輕了橋梁恒載,承載力大大增強。維修加固后,經動靜載試驗,檢測結果表明:承載能力滿足設計要求(汽車-20級),并通過6年多的跟蹤觀測和定期檢查,未發現損壞情況。

        參考文獻:

        【1】JTJ 001—97,公路工程技術標準[s]。

        【2】JTJ 041—2000,公路橋涵施工技術規范[s]。

        【3】王國鼎 袁海慶 陳開利等,橋梁檢測與加固[M],北京 人民交通出版社 2003。
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