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道路桥梁加固设计及施工工艺

来源: 万衡路桥 发布日期 2021-05-11
  我国现有混凝土桥梁的设计载荷比较低,经过多年的使用,部分混凝土发生了十分严重的老化损伤,影响到以后的运输工作。交通运输量的增加也给现有桥梁带来了更大的压力,因此必须要对现有桥梁进行加固加宽处理。

  1、现有道路桥梁的加固设计特点及原则

  对原有的道路桥梁做加宽加固处理,不但能够降低成本投入,还能够缓解当地的交通运输压力。为了在施工期间不影响原有的交通运输,工程施工时对现场采用半封闭施工,进行施工期间尽可能地缩短工期以免影响到附近的交通运输。此外,由于近几年我国的道路交通运输路线冗杂,多数的运输路线都有桥梁,进行市政桥梁的加宽加固处理会涉及到很多的方面,影响面比较广,因此,必须要保持精简的原则来对原有桥梁进行加宽加固施工。在对旧桥做加宽加固处理时选取的材料,应尽可能地保持与原有桥梁一致,减少因两种材料不同而产生的沉降差异产生的裂缝。如果原有桥梁的基础要做扩大处理,可以采用桩基础或者其他基础施工工艺。在施工期间迁移管道和路线容易给原有的桥梁造成影响,进行施工期间应尽量避免改动原桥,仅对原桥做加固及两侧加宽,不但可以保障降低交通运输压力问题,还能够减少施工投入成本。

  2、道路桥梁加宽加固施工设计

  2.1桥梁的加宽加固施工设计。在进行桥梁加宽加固时,由于桥梁经过加宽之后会增加基础的承载载荷,因此还要针对桥的基础做加固处理,避免桥梁承载力不足造成安全事故。进行桥梁的加宽加固施工时,主要针对其薄弱部分进行加强,并增加辅助构件、更改构件的体系、降低横梁载荷、加固基础,其主要目的在于提升桥的承载能力,延长使用寿命。

  2.2加固上部结构。比较常见的加固方法有粘贴钢板、碳纤维布加固法、锚喷混凝土加固法、增加预应力加固法。

  (1)粘贴钢板是比较常用的粘贴工艺,施工时利用高强度的黏结剂将抗拉、抗压的高强度钢板粘贴到钢筋混凝土上,从而形成整体结构,共同承担桥梁载荷,提升桥梁承载能力。

  (2)碳纤维布加固法是利用高强度的黏结剂将碳纤维粘贴到加固表面,从而提升建筑结构的受拉性能,增加延展性和抗裂性能。碳纤维布具有更加优良的力学性能和抗腐蚀性能,质地轻盈,不会增加建筑结构的自重及截面尺寸,具有良好的耐久性,施工工艺简单易操作,不受空间限制,也是道路桥梁当中应用很广的一种加固方式。

  (3)锚喷混凝土加固法是利用高速喷射设备,通过空气压缩将混凝土材料混合,并经管道喷射到已经锚好受喷表面,待凝结硬化之后就形成了一层钢筋混凝土保护[5]。这种施工方案可以增加桥梁的受力断面,提升整体结构水平,增加桥梁的承载能力。锚喷混凝土加固工艺施工更为简单,不需要模板和振捣,施工工期短、成本低、无需后期维护,是一种..的加宽加固工艺。

  (4)增加预应力加固法是利用高强度的钢筋材料对桥梁施加额外的预应力,利用预应力同桥梁本身受到的力进行抵消,从而增加桥梁的承载能力。除了在桥梁上可以增加预应力,还可以在桥底部进行定位,并用钢索加固。通过这种施工方案,可以重新对桥体内力进行分配,还能够闭合原有裂缝,提升桥梁的受力强度。这种施工方案的钢筋可以随时替换,布置灵活,维护起来也方便,是一种有效确保桥梁整体结构的方案。其缺点在于钢筋束外露,防腐工作比较困难,同时对锚具及夹片的要求也比较高,对于施工技术水平也有很高的要求。

  2.3道路桥梁加固。

  (1)加悬臂挑梁。如果原有的桥梁经考察发现保存比较完好,其桥墩、基础等结构能够承载拓宽后的桥梁,就可以直接在现有桥梁上进行加宽改造。一般主要应用钢板粘贴法,这种方式应用的范围比较广,而且还能够实现双侧的加宽改造。

  (2)新建单边桥梁加固。这种方案主要对原有桥梁基础损坏过多,承载力不够时。进行这种方案施工,能够不影响到原有交通运输,仅在单侧进行加宽加固。其施工难点主要集中在新旧桥的连接和选择连接方式上,在施工时需要考虑到的周遭条件也比较多,工程施工规模比较大,资金投入比较多。

  (3)增加主次梁,更改受力体系。这种施工工艺是在原有桥梁上增设边梁、增加主梁,从而拓宽原有桥梁。通过这种施工方案可以增加桥梁的负载能力,还能够降低边梁受到的来自主梁辐射的剪力以及桥梁自身的横向应力。这种施工工艺更多地应用在桥墩宽度比较富余的桥梁上,否则需要另外盖梁进行加宽处理。其缺点是对提升桥梁承载力方面效果不是十分明显。使用增加主梁的方法可以分担旧梁和拱肋的载荷横向分布系数,还能够拓宽桥面,增加桥梁的承载力,但是工程造价比较高,工期比较长。

  3、道路桥梁加宽加固的连接工艺

  新旧桥梁在连接时,分别有上部和下部都连接、上部和下部都不连接、上部连接下部不连接三种方案,每一种方案都有其应用环境和施工方案。上部和下部都连接主要针对新建桥相比旧桥刚度更大的加宽加固,利用横向钢筋来连接上部、下部结构,然后进行浇筑形成一个整体,提升主梁的承载能力。这种方案可以有效避免连接处的扭拉变形。需要注意的是,新旧桥的地基下沉量应该保持一致。上部结构和下部结构都不连接的方案中,新旧桥之间会有一个细小的隔离,这种方案不会受到地基下沉干扰。但是不适合大跨度桥梁的加固加宽,也不能够提升桥梁的承载能力,主要应用在比较短的桥梁加宽加固连接上。上部连接下部不连接的方案中,桥面会通过纵缝钢筋连接后重新铺设。这种方案需要新旧桥的挠度差异要小,否则易在连接位置出现裂缝。还要针对桥梁地基做处理,避免出现沉降不一致造成开裂。第三种施工连接方案应用更为广泛,更适合于新旧桥梁基础沉降不一致的情况。施工期间应该根据应用环境,合理选择适合的施工方案。
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