土木工程结构加固、改造设计浅谈

2017-05-02蒋维张涵

环球市场 2017年9期

关键词：原桥桥墩主梁

蒋维张涵

昆明煤炭设计研究院

土木工程结构加固、改造设计浅谈

蒋维张涵

昆明煤炭设计研究院

随着经济的快速迅猛发展以及建筑物经年累月受到自然因素和人为因素的影响，一些现有的建筑物已经不能满足人们新的使用需求，为了保证建筑结构的稳定性，就需要设计人员根据不同的结构和使用功能，采用科学、合理、经济、安全的结构加固方案，为人们的生产和生活创造良好的条件。本文通过云南小龙潭矿务局工业场地公路桥梁的改造加固实列对土木工程结构加固设计做出了探究。

工民建工程；结构加固设计；桥梁加固

随着社会的发展，建筑物或原有结构因出现功能性改变，对这些现有的建筑结构采取措施进行加固及改造来满足发展的城镇经济和社会发展的需要，是对建筑业的持续健康发展的重要措施。

1 工程概况

小龙潭M301公路桥位于布沼坝矿矿坑一侧，是连接矿区与集镇的重要桥梁。桥梁建于80年代初期，上部结构为钢筋混凝土T梁结构，两跨桥，设计跨径16m，由5片现浇钢筋混凝土T梁横向连接后组成，车行道宽9米，设计荷载为汽-20，挂-100。混凝土设计强度等级200#，钢筋为16#锰钢，主筋直径25。

因为原桥运行年代较久，桥梁出现一定肉眼可见的损伤，而且随着小龙潭煤矿的发展，原桥的承载能力已经不能适应现在的使用要求，所以建设方要求在将原桥翻新加固的同时，通过改造，将原桥的荷载等级提高到公路—1级。(见图1)

2 改造方案的初定

首先暂时不考虑旧桥的病害程度，以原有的材料及桥梁尺寸进行建模，再以需要提高到的荷载进行加载计算。计算后得知，现有的桥台、桥墩均满足要求，但是主梁抗弯抗剪钢筋及主梁横截面面积均不足。通过此次计算就可初步确定改造方向：对加固原桥梁、减小跨度、更换原桥梁等方案进行比较。

方案一：结合桥梁的各项检测报告，确定出原桥的病害位置，及病害程度，结合实际情况与经验，建立病害桥模型，通过计算并与前一个模型进行比较。根据计算在将原桥进行修复处理(裂缝灌浆、更换支座、面层更换等)后，在主梁下部现浇混凝土，并植筋。从而加大主梁的横截面积并补强了钢筋，达到加固改造的目的。

方案二：在原桥跨中分别增加一个桥墩，将原来两跨16米/跨的简支桥，变为四跨8米跨连续桥。这个方案虽然减小了原桥的跨度，但改变了原桥的结构方式。通过结合原桥的各项检测报告重新建模计算后，原桥主梁底筋能够满足改造要求，但新增支点处的负弯矩较大，原主梁上部钢筋严重不足，在修复原桥的基础上还需要通过植筋或粘钢的方式进行补强。而且因为原桥使用混凝土标号较低，根据检测报告显示经历三十年风吹雨打后，原桥混凝土强度还有一些降低，未避免在粘钢后造成超筋破坏，还需要增加原主梁的横截面积。

图1 M301桥平立面布置示意图

若考虑将原桥在新桥墩处截断，还是变为简支桥计算，结合原桥的各项检测报告重新建模计算，和原桥配筋进行对比，因为原桥部分底筋起弯，所以在修复原桥的基础上，还是要补强一些下部钢筋。

方案三：保留原桥墩、桥台。重新更换桥梁上部结构。根据检测报告，原桥梁病害主要出现在桥梁上部结构，而且根据计算，原桥的桥墩、桥台潜力较好，完全满足新的荷载等级要求。

3 分析各方案优缺点并确定最终方案

列出可行的初步方案后，还要经验结合实际，分析是否有施工条件及投资意义，从而挑选出最终的方案。

上述方案中，每个方案都有一定的可行性，但方案一需要大量的粘钢、植筋，施工工艺比较复杂，在改造后还需要定期的检查，短期内还可能产生一定的维修费用，投资较高，方案二施工难度较高，而且若要将原桥截断，施工要求较高，施工不善就很可能对原桥造成破坏。方案三施工比较简单，承载力及稳定性能满足要求，且投资适中，后期维护简单。

通过与建设方的讨论沟通后，最终选择方案三，保留原桥台、桥墩，根据新的荷载等级，重新设计更换原桥上部结构。