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危橋加固技術(shù)與實(shí)踐
發(fā)布時(shí)間:2014-08-09
廣東省作為全國(guó)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的省份,公路交通也很發(fā)達(dá),由于水網(wǎng)分布密集,橋梁數(shù)量也特別多。截至2006年底,全省公路通車總里程達(dá)17.84萬(wàn)公里,橋梁總數(shù)達(dá)36053座,1563956延米,其中特大橋128座231419延米,大橋2197座558587延米,中橋7358座374681延米。橋梁類型也非常豐富,有懸索橋、斜拉橋、梁橋(連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)、T構(gòu)、簡(jiǎn)支梁)、拱橋(剛架拱、鋼管拱、中承式拱、雙曲拱、系桿拱等)。隨著時(shí)間的推移及交通流量的增大,橋梁進(jìn)入了維修和老化期,在特別的情形下,橋梁會(huì)發(fā)生一些危險(xiǎn)情況,這時(shí)就必須采取一些措施來(lái)處理。本文就危橋的加固處理技術(shù)及程序做一些總結(jié)并給出三個(gè)例子加以闡述。 二、危橋加固的程序和方法:
本文的“危橋”是指橋梁主體結(jié)構(gòu)(上部或基礎(chǔ))已出現(xiàn)嚴(yán)重破壞或缺陷,不進(jìn)行加固處理橋梁就不能再通車或存在極大安全風(fēng)險(xiǎn)的橋梁。
由于橋梁屬于公共建筑的范疇,當(dāng)危橋出現(xiàn)時(shí),政府部門中的行業(yè)主管部門首先要考慮的便是公共交通安全問(wèn)題,因此對(duì)于危橋處理的第一步就是評(píng)估該橋梁對(duì)公共交通影響的嚴(yán)重性、范圍及時(shí)間等。危橋的加固一般都要全橋封閉以保證公共交通的安全,但要決定怎么封閉封多久則必須建立在完善的加固方案設(shè)計(jì)上,加固設(shè)計(jì)要符合“安全、合理、可行、經(jīng)濟(jì)”的原則。
“安全”:即要克服橋梁所檢測(cè)出來(lái)的病害,并能滿足正常使用荷載標(biāo)準(zhǔn);
“合理”: 即受力途徑明確,簡(jiǎn)單直接針對(duì)病害;
“可行”: 即施工工藝具有較強(qiáng)的實(shí)施性和可控性;
“經(jīng)濟(jì)”: 即最大限度地將工程造價(jià)控制住,將好鋼用在刀刃上;
加固方案要考慮多種,并綜合進(jìn)行比選,以達(dá)到總體目標(biāo)。
施工是危橋加固的重要一環(huán),首先要對(duì)設(shè)計(jì)方案全部消化吸收,明確加固的總體目標(biāo)及設(shè)計(jì)意圖;第二則要制定詳細(xì)的施工組織方案,包括交通方案、水上管制方案、各單位工程施工組織設(shè)計(jì)、關(guān)鍵環(huán)節(jié)處理;第三步則是組織實(shí)施、人員、機(jī)械設(shè)備配備、材料供應(yīng)等等。
危橋是一個(gè)已存在的現(xiàn)實(shí)橋梁,并已有嚴(yán)重的病害,因此,確保施工安全是保證項(xiàng)目施工的前提。一方面是施工順序?qū)ξ虻挠绊,另一方面是各主要病害處理時(shí)的安全保證措施。前者主要考慮的是橋梁在施工過(guò)程本身的結(jié)構(gòu)安全,后者考慮的是施工人員及設(shè)備以及第三者的安全。
加固施工工藝是保證方案實(shí)施的技術(shù)環(huán)節(jié),其技術(shù)指標(biāo)與新建橋梁有較大不同。應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際特點(diǎn)采用不同的工藝,如基礎(chǔ)處理,由于受橋梁上部構(gòu)造的影響,樁架及振動(dòng)錘都要進(jìn)行改進(jìn),澆注混凝土也同樣如此,局部甚至還用人工輔助澆注,這些工藝增加了工程難度和造價(jià)。
在橋梁加固完成后,要對(duì)加固后的橋梁進(jìn)行評(píng)價(jià),通常的方法即是做靜動(dòng)載試驗(yàn),對(duì)照橋梁設(shè)計(jì)荷載的標(biāo)準(zhǔn),由質(zhì)量監(jiān)督部門作出一個(gè)綜合評(píng)價(jià),然后交通主管部門依據(jù)評(píng)價(jià)意見(jiàn)確定交通通行方案。
三、危橋加固案例分析
(一)增城市江龍大橋加固工程:
2007年4月16日上午8時(shí),增城與東莞交界的江龍大橋部分橋體破斷,造成局部橋面下陷,最深達(dá)10厘米。事故發(fā)生后,大橋增城至石碣方向的兩條車道緊急封閉,另一側(cè)則禁止汽車行駛,僅供來(lái)往行人及摩托車運(yùn)行。
江龍大橋由新、舊兩座剛架拱橋并列組成,跨徑組合為1×15m(三鉸拱)+4×45 m+4×70 m+2×45 m(剛架拱)+1×15m(三鉸拱)組成:全橋長(zhǎng)676 m,5#和9#墩為沉井基礎(chǔ),其余為樁基礎(chǔ),舊橋于1989年建成通車。
事故發(fā)生后,有關(guān)部門立即對(duì)大橋進(jìn)行全面檢測(cè),廣州市公路工程檢測(cè)中心報(bào)告顯示:
1、河床沖刷嚴(yán)重,深度4-8 m,部分樁基受損嚴(yán)重,存在較大的安全隱患;
2、承臺(tái)底有裂縫及凹槽;
3、拱肋有部分?jǐn)嗔鸭傲芽p;
4、肋翼板部分有裂縫;
5、橋面多處出現(xiàn)裂縫;
6、防撞欄及伸縮縫受損嚴(yán)重。
舊橋的工程技術(shù)等級(jí)評(píng)分結(jié)果定為四類,新橋?yàn)槲孱悺?nbsp;
經(jīng)省設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)后,主要采取的加固措施為:
1、主橋和下樁基加固3強(qiáng)共7根,其中7#墩4根,8#墩3根;
2、主橋主橋7#墩增加一根直徑為1.8 m的水下樁及一個(gè)承臺(tái);
3、新橋9#孔上該桿更換4片;
4、肋腋板主橋全部更換,引橋部分更換,全橋共記約670塊;
5、伸縮縫更換全橋共26道;
6、修補(bǔ)裂縫全橋約9000m,缺陷修補(bǔ)共402平方米;
7、拋填片石7920立方米;
8、上弦桿粘貼細(xì)紋加固10孔;
9、拱腿、斜挎、橫系梁 加固10孔;
10、橫系梁粘貼角鋼加固10孔;
11、拱肋弦中,大節(jié)點(diǎn)粘貼巖纖維布10孔;
12、懸臂板更換,全橋共2704米;
13、橋面鋪裝層鑿除與重建全橋共17624平方米;
14、其它。
施工方面主要介紹一下9#孔上弦桿更換,全橋肋腋板更換更換及樁基礎(chǔ)加固施工。
1、上弦桿施工程序及工藝:
施工支架搭設(shè)——上弦桿拆除與重建(橋面系——上弦桿——斜控)上弦桿澆注砼(方向相反)
施工過(guò)程要監(jiān)測(cè)各墩頂?shù)奈灰魄闆r;
2、肋腋板更換:
肋腋板預(yù)制——肋腋板安裝(汽車吊直接吊裝)——安裝懸臂板。
3、外包水下樁基砼施工:
施工材料:采用水下不分散砼與雙組份水下粘合劑進(jìn)行維修。
工藝:河床開挖——樁基表面清洗、鑿毛——樁基表面鉆孔、植筋——鋼筋制安——模板制安——水下砼澆注。
經(jīng)精心施工,江龍大橋質(zhì)量安全達(dá)到設(shè)計(jì)要求,安全事故為零(包括陸上及水上交通),已按原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)驗(yàn)收并開放交通。
(二)博羅羅浮山東江大橋維修加固工程:
羅浮山東江大橋位于博羅縣石灣鎮(zhèn),是縣道X194線永石大道上連接石灣鎮(zhèn)和東莞石排鎮(zhèn)的一座特大橋。主、輔航道均采用60m+100m+60m系桿拱結(jié)構(gòu)。其余孔為30m預(yù)應(yīng)力T梁、16mT梁及9m空心板組成,全橋長(zhǎng)1346m,設(shè)計(jì)荷載為澆—20,掛—100。
2006年9月,經(jīng)廣東省公路工程質(zhì)量監(jiān)測(cè)站檢測(cè),發(fā)現(xiàn)主航道10、11號(hào)墩、輔航道23、24號(hào)墩各蓋梁根部均存在2條豎向 道裂縫,最大寬度達(dá)2.6mm,該裂縫對(duì)主橋結(jié)構(gòu)的安全有重大影響,應(yīng)盡快對(duì)該橋進(jìn)行加固處理。
2007年初,10、11號(hào)墩裂縫有發(fā)展趨勢(shì),最大寬度已為4mm,橋梁存在極大安全隱患,交通部門采取了臨時(shí)封閉交通的措施。六月底,由廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司采取貝雷梁臨時(shí)支撐的搶險(xiǎn)方案,長(zhǎng)大公司于07年2月15日完成臨時(shí)支撐施工,臨時(shí)封閉開放,通行2T以下輕型車輛。
為徹底消除安全隱患,經(jīng)過(guò)交通主管部門的協(xié)調(diào),反復(fù)對(duì)加固方案進(jìn)行比選,最后確定了對(duì)原有蓋梁施加體外預(yù)應(yīng)力并對(duì)蓋梁懸梁臂實(shí)行減載的方案,主要措施有:
1、恢復(fù)開裂帽梁的整體性及剛度,增加其抗力安全儲(chǔ)備;
⑴對(duì)應(yīng)墩帽梁裂縫進(jìn)行處理;
⑵施加體外預(yù)應(yīng)力;
⑶墩身內(nèi)壁加厚
2、增設(shè)新蓋梁及墩身外加厚
⑴新蓋梁施工,采用鋼纖維C40UEA混凝土,并布設(shè)5束15—15預(yù)應(yīng)力鋼鉸線;
⑵墩身外上下游兩端接順加厚
3、體系轉(zhuǎn)換
采用自鎖式千斤頂支撐于新蓋梁上,對(duì)原帽梁每側(cè)懸臂支座底施加1000t支頂力,對(duì)原蓋梁進(jìn)行卸載。
在整個(gè)施工過(guò)程中,分別要對(duì)帽梁懸臂端上緣、下緣及空心壁上緣進(jìn)行水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)及裂縫變化觀測(cè)。
(三)流溪河大橋搶險(xiǎn)加固工程
流溪河大橋位于廣清高速公路白云區(qū)江高鎮(zhèn)南崗村附近,為左右幅分離式設(shè)計(jì),主橋?yàn)閹炝旱念A(yù)應(yīng)力混凝土T型剛構(gòu),引橋?yàn)?6m預(yù)應(yīng)力空心板梁,跨徑組合為11×16m+2×52.5m+5×16m,全長(zhǎng)366.04m。
橋梁主要病害:
1、橋墩基礎(chǔ)沖刷嚴(yán)重,沉降未收斂;
2、主橋筋梁頂板、腹板、橫隔板裂縫;
3、橋面鋪裝層、防水層破損及滲水積水;
采取的主要處理措施:
1、加固樁基礎(chǔ)提高基礎(chǔ)承載力;
2、粘貼鋼板、碳纖維布提高箱梁結(jié)構(gòu)安全儲(chǔ)備;
3、修補(bǔ)破損橋面;
該橋主要病害為樁基礎(chǔ)處理,由于地處溶洞發(fā)育的地區(qū),基礎(chǔ)處理動(dòng)作既不能過(guò)大,又要為原基樁提供足夠反力,制止基進(jìn)一步沉降。經(jīng)反復(fù)比選后,采用鋼管樁沉管,增加一部分承臺(tái)面積,新舊承臺(tái)用精軋螺紋鋼張拉后連為整體。主要工序?yàn)椋?nbsp;
鋼板樁圍堰——樁基礎(chǔ)抽芯——鋼管樁振動(dòng)成樁——圍堰內(nèi)抽水——承臺(tái)側(cè)面植筋——新承臺(tái)鋼筋布設(shè)、模板安裝——澆注承臺(tái)混凝土——張拉預(yù)應(yīng)力筋并封錨。
為確保施工的順利進(jìn)行以及對(duì)通行車輛的安全,右幅全封閉二個(gè)月,施工單位通過(guò)精心組織,在業(yè)主、監(jiān)理及監(jiān)測(cè)單位的支持下,順利完成了任務(wù)。
四、結(jié)論
危橋加固作為一種緊急處理橋梁結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題是一項(xiàng)新的課題,需要政府主管部門、設(shè)計(jì)單位、檢驗(yàn)單位、施工單位高度協(xié)調(diào)和配合,并以強(qiáng)有力的資金、設(shè)備和人員作支撐,才能確保工程的順利完成。
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