大橋(qiáo)橋梁加固及監(jiān)測分析
發(fā)布(bù)時間:
2021-03-16
1、工(gōng)程概況。某(mǒu)整幅(fú)式的預應(yīng)力混(hùn)凝土連續(xù)剛構(gòu)橋,建成于2006年,其(qí)上部結構(gòu)爲694m的連(lián)續(xù)剛(gāng)構,主橋(qiáo)是雙(shuāng)向4車(chē)道,長(zhǎng)454m(122+210+122)的三跨預應力(lì)混凝(níng)土連續剛(gāng)構。主橋箱梁采用單(dān)箱單室截(jié)面的(de)三向預應(yīng)力結(jié)構,底闆寬11m,上頂(dǐng)闆寬22.5m,頂面(miàn)翼緣爲(wèi)2%的雙向橫坡(pō)。箱梁(liáng)邊跨(kuà)與跨中支(zhī)架的(de)現澆梁段(duàn)高3.5m,根(gēn)部及0号(hào)梁段高(gāo)12.5m,頂闆(pǎn)在0号梁段(duàn)橫隔闆範圍内(nèi)厚50cm,其(qí)餘頂闆厚(hòu)度爲30~50cm,懸臂(bì)箱梁翼緣端部(bù)爲20cm,墩(dūn)頂處腹闆爲120cm,箱梁端部至10号箱(xiāng)梁的腹闆(pǎn)爲70cm,11~20号(hào)箱梁腹(fù)闆爲60cm,21~37号(hào)梁腹(fù)闆(pǎn)爲50cm,0号段(duàn)橫隔(gé)闆内爲150cm,其(qí)餘梁從1号梁段(duàn)跨中(zhōng)從120cm至32cm逐漸(jiàn)減小,邊跨現澆(jiāo)底闆厚32cm~60cm。
1、工(gōng)程概(gài)況
某(mǒu)整幅式的(de)預應力混凝土(tǔ)連續剛構橋,建(jiàn)成于(yú)2006年,其上部(bù)結構爲(wèi)694m的連續剛構(gòu),主橋(qiáo)是雙向4車(chē)道,長454m(122+210+122)的三(sān)跨預應力混(hùn)凝(níng)土連續剛構。主橋箱梁采用單(dān)箱單(dān)室截(jié)面的(de)三向(xiàng)預應力結(jié)構,底闆寬11m,上頂(dǐng)闆寬22.5m,頂面翼緣爲2%的雙(shuāng)向橫坡。箱梁(liáng)邊跨與跨(kuà)中支架(jià)的現澆梁段(duàn)高3.5m,根部及(jí)0号梁段高(gāo)12.5m,頂闆(pǎn)在0号梁(liáng)段橫隔(gé)闆範(fàn)圍内厚50cm,其(qí)餘(yú)頂闆厚(hòu)度爲(wèi)30~50cm,懸臂箱梁(liáng)翼緣(yuán)端部(bù)爲(wèi)20cm,墩(dūn)頂處腹闆爲120cm,箱梁端部至10号箱(xiāng)梁的(de)腹闆爲70cm,11~20号(hào)箱梁(liáng)腹闆爲(wèi)60cm,21~37号(hào)梁腹(fù)闆爲50cm,0号段橫隔(gé)闆内爲150cm,其餘梁從1号梁段跨中(zhōng)從(cóng)120cm至(zhì)32cm逐漸減小(xiǎo),邊跨現澆底(dǐ)闆(pǎn)厚32cm~60cm。
2、工程現狀
2.1主(zhǔ)要病(bìng)害及安全(quán)隐患(huàn)
橋梁經過(guò)檢測,發現存在(zài)的主(zhǔ)要病害及(jí)安全隐患如下(xià):
(1)08年檢(jiǎn)測時,其主(zhǔ)跨跨(kuà)中預拱值(zhí)降(jiàng)低嚴重,最大(dà)值還不到(dào)2.7cm,考慮到測量時,由于(yú)溫度均勻升高(gāo)引起的跨中撓度(dù)值增大(dà),則主跨跨中的預拱高度用盡(jìn)。
(2)橋梁橋面爲混(hùn)凝土(tǔ)鋪裝,平(píng)整度較(jiào)差(chà),鋪裝層呈網(wǎng)狀開裂,超(chāo)車道(dào)防滑層脫落、破損較嚴(yán)重(zhòng),不利于通(tōng)行。
(3)箱梁頂(dǐng)沿梁中心線附近,存(cún)在較多對(duì)稱分布,間距在(zài)15cm至30cm的縱(zòng)向裂縫,裂縫表現(xiàn)爲在中(zhōng)心線(xiàn)處較寬(kuān),向兩側延伸逐漸變細。
(4)主墩在(zài)靠近承台(tái)的墩(dūn)身有(yǒu)豎(shù)向裂縫(féng)。
2.2 病害産生原因
根據具體的工(gōng)程災(zāi)害和安全(quán)隐患,結合以往的工程(chéng)經(jīng)驗,認(rèn)爲(wèi)産生以上工(gōng)程隐(yǐn)患的(de)原因(yīn)如下(xià):
(1)主跨撓度損失(shī)嚴重(zhòng):目前對于(yú)橋(qiáo)梁(liáng)撓度損失[1]主要因爲:①混凝土的(de)徐變(biàn)的影響(xiǎng)因(yīn)素衆(zhōng)多,難(nán)以準确估(gū)計影(yǐng)響因素的主次性,徐(xú)變計(jì)算不夠準(zhǔn)确。②橋(qiáo)梁在(zài)設計(jì)之初爲設計下(xià)彎索(suǒ),在後來(lái)工程實(shí)踐(jiàn)中證明這樣(yàng)的設(shè)計對抑制(zhì)主梁下撓(náo)效果(guǒ)差。③在(zài)橋(qiáo)梁(liáng)使用(yòng)過程(chéng)中,交(jiāo)通量(liàng)增大、超重重型(xíng)汽車多,作(zuò)用的動荷載大(dà),加劇(jù)了下撓。
(2)箱梁底闆存(cún)在沿中心(xīn)線對稱分布的間距在(zài)15~25cm的縱向(xiàng)裂縫。根(gēn)據(jù)規範,采用(yòng)等(děng)效荷載(zǎi)計算方法(fǎ),對跨中進行等效荷(hé)載計算,計(jì)算得到的在等(děng)效荷(hé)載作用下的裂縫寬(kuān)度爲(wèi)0.15mm,考慮(lǜ)到(dào)溫度、混凝土收索影響(xiǎng),裂縫(féng)寬度約爲(wèi)0.2mm,實測的箱梁底闆最(zuì)大裂縫寬(kuān)度爲0.2mm,推斷縱向裂縫(féng)爲受力裂縫。沿箱梁内部(bù)頂闆(pǎn)底面兩(liǎng)側(cè),存在(zài)許多間距爲15~30cm的(de)縱向裂(liè)縫(féng),采用(yòng)等效荷載計算(suàn)方法,箱梁頂闆(pǎn)下跨(kuà)中下(xià)邊緣(yuán)的最小壓應力(lì)爲2.24mpa,若(ruò)考慮(lǜ)溫度(dù)梯度(dù)的(de)不(bú)利影響,最大(dà)拉(lā)應力(lì)爲-1.24mpa,裂縫(féng)爲(wèi)受力(lì)裂縫(féng)。
(3)主墩墩身(shēn)在靠近承(chéng)台處有豎(shù)向了裂縫,這是由于(yú)在修(xiū)建過(guò)程(chéng)中,墩身(shēn)後于(yú)承台(tái)澆築(zhù),墩身混凝(níng)土收(shōu)縮量大(dà)于(yú)承台,承台(tái)會(huì)抑(yì)制墩(dūn)身變形(xíng),這樣在(zài)墩身(shēn)與承台靠近部(bù)位出現非結構(gòu)裂(liè)縫。
3 加(jiā)固施工
3.1 施工(gōng)措施
根據(jù)橋(qiáo)的安全(quán)隐患(huàn)及病(bìng)害,制(zhì)定了一些列的(de)加固方案(àn),主要的施工措(cuò)施如(rú)下:
(1)重新(xīn)進行橋面鋪裝(zhuāng):去掉原(yuán)橋面(miàn)鋪裝c40混凝土18cm厚,更換爲c50抗幹擾聚丙(bǐng)烯晴纖維(wéi)混凝土11cm厚(hòu),并增加(jiā)1cm厚(hòu)的微(wēi)表處理(lǐ)。
(2)增(zēng)設體(tǐ)外預應力(lì)筋:增加a、b齒(chǐ)闆共8個,20個(gè)轉向塊(kuài),4個(gè)肋闆(pǎn),76套減震裝置,8束19Φ s15.2pe護套環氧塗層(céng)鋼絞線,16套錨固(gù)裝置。
(3)加固(gù)補強:修補(bǔ)缺(quē)陷、粘貼(tiē)鋼闆與碳(tàn)纖維(wéi)布(bù)、腹(fù)闆(pǎn)加厚。
3.2體(tǐ)外預(yù)應力筋(jīn)加固
在本工(gōng)程中,對于結構安全(quán)隐患的主(zhǔ)要解決方(fāng)案是(shì)通過(guò)增設體外預應(yīng)筋[2]來實現,預應力筋的增設是整個(gè)加固工程(chéng)的關(guān)鍵(jiàn)工作,對(duì)整個加固(gù)效(xiào)果(guǒ)具有(yǒu)至關(guān)重要(yào)的影響。
體外預(yù)應力(lì)筋作爲一種主要加固方(fāng)法[3],在(zài)提高(gāo)構件的承(chéng)載(zǎi)力(lì)方面(miàn)成效(xiào)顯(xiǎn)著。該方(fāng)法不(bú)需要大型(xíng)的技(jì)術設備;對(duì)施工的周圍環(huán)境要求(qiú)不(bú)高;加(jiā)固工程(chéng)耗(hào)費的人力(lì)資源少;工期短。在整(zhěng)個加(jiā)固過(guò)程(chéng)中[4],隻需要對原有交通進行短期限制甚至是不(bú)需要(yào)限制,施工過程(chéng)對原(yuán)結構(gòu)影響(xiǎng)小,不影(yǐng)響橋下(xià)淨空,這點對城(chéng)市橋(qiáo)梁進行加(jiā)固非常有(yǒu)益。
3.3體外預應力筋加(jiā)固工序(xù)
(1)确定鋼筋增設(shè)位置[6]:要依據(jù)原結構的圖形,确(què)定需要(yào)增設體外預應(yīng)力筋位置,定位(wèi)放樣位置,避免(miǎn)和原(yuán)有(yǒu)鋼筋碰(pèng)撞,
(2)施工前(qián)材料(liào)準備充(chōng)分:施(shī)工(gōng)前對将要使用的材(cái)料(liào)進行驗(yàn)收,确(què)保(bǎo)材料符合設(shè)計要求。準(zhǔn)備好錨具(jù)、張拉(lā)設備,并(bìng)在錨固(gù)點進(jìn)行打釘标(biāo)記。
(3)滑塊及(jí)墊闆要(yào)求(qiú):作爲施工(gōng)時的(de)重要輔助措施,水平滑塊要明确轉向位(wèi)置,使(shǐ)用鋼闆焊(hàn)接,塗抹環氧液(yè)之後利用環氧砂漿找平(píng),黏貼墊塊(kuài)。
(4)鋼筋張拉(lā)與安(ān)裝:準備工(gōng)作就緒後,将待(dài)拉鋼(gāng)筋(jīn)放置在(zài)指定(dìng)位(wèi)置(zhì),進行(háng)張拉。張拉步驟(zhòu)爲:1)10%初始(shǐ)張拉。2)外力逐(zhú)步增(zēng)大到(dào)105%的超張拉。3)持續(xù)穩拉3min後,降低到預定拉力(lì)。4)錨固及卸(xiè)頂。
(5)鋼筋防(fáng)腐:由于是後期(qī)增設(shè)的加(jiā)固鋼(gāng)筋,需要特(tè)别注意鋼(gāng)筋(jīn)的防腐處理(lǐ)。通(tōng)過(guò)在鋼(gāng)筋外部加套管(guǎn)來防止腐蝕。
4 橋梁的加固施工(gōng)監測
4.1監測工作内容(róng)
根(gēn)據(jù)已有的檢測(cè)報告,建(jiàn)立與(yǔ)實際工程(chéng)相符合(hé)的計算模型,分(fèn)析(xī)通過(guò)增設預(yù)應力束對已(yǐ)有結構模(mó)型的影響,據此(cǐ)來探究加(jiā)固措(cuò)施的(de)過程(chéng)對以後結(jié)構的影響(xiǎng),得(dé)到符合預期(qī)估計的加固效(xiào)果。
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