高速公路桥梁加固施工技术要点分析
2017-11-22王东阔
王东阔
江苏捷达交通工程集团有限公司
高速公路桥梁加固施工技术要点分析
王东阔
江苏捷达交通工程集团有限公司
国家实施“十三五”发展规划目标以来,国内交通运输业的发展,致使我国公路建设发生了翻天覆地的改变,高速公路一条条的建成,高速桥梁的一座座架设,这些都将昭示着我国社会的全面发展已进入一个崭新的篇章。桥梁作为连接道路的枢纽,其质量、安全对高速公路是否可以正常的运营发挥着关键性作用。然而,随着新建高速公路的投入运营,随着桥梁荷载力的加强以及材料结构的性能的日渐疲劳、以及桥梁的长期运行环境等因素的影响下,总会出现一些不同程度的损坏现象,而这些病害如得不到及时处理,不仅直接影响高速公路的通行质量,损害严重的可能直造成不可逆转的交通事故。因此,针对桥梁运行的现状,对既有桥梁进行维修加固是摆在我们面前亟需解决的重大课题。基于此,文章以宁杭高速公路土城头路上跨桥梁为例,对该桥梁的加固施工主要技术进行研究分析,以供参考。
高速公路;桥梁加固;施工要点
1 案例分析
宁杭高速公路二期全线采用双向8车道标准建设,该路段行车速度设计为120km/h,现有路基宽度42m,分离式路基的有效宽度为2×21m,该路段其它建设标准按照《公路工程技术标准》(JTG BO1-2003)规范执行。土城头路上垮桥是宁杭高速公路主线上重要的节点桥梁,下为当地主要通行道路土城头路。土城头上垮桥跨径为4×30m,桥梁的上部结构主要是混凝土空心板,桥长125.65m正交,桥梁下部结构的桥墩为双柱式、桥台为肋板式、桥梁的基础部分为钻孔灌注桩施工。
2 土城头上垮桥梁主要病害及成因
2.1 梁桥混凝土空心板病害
对土城头路上垮桥空心板预制结束时,我们发现梁板连续端的端头的受力筋和锚垫板的位置存在异样,通过对其核查发现其外侧钢筋、内侧钢筋以及内外侧钢筋均在箍筋外。168片梁板中有132片梁板的抗弯矩受力筋在箍筋外侧,这样会造成空心板受力筋握裹力失效,空心板两端都存在问题的有61片,空心板一端存在这种问题的有58片。因此,该桥梁空心板大部分都存在质量病害,对其采取补强措施完全有必要。
2.2 病害原因分析
土城头路上垮桥30m空心板于2012年7月12日预制,由于施工方采购的锚垫板尺寸偏大,在预制过程中再加上工人对钢筋的绑扎缺乏规范性,从而导致梁板连续端受力筋和锚垫板位置异样,与实际设计图纸不相符。通过查阅设计图纸发现,原设计图对所有负弯矩受力筋均为箍筋内侧,而在实际施工中有大多数负弯矩受力筋在箍筋外侧,造成梁板连续端受力筋握裹力失效严重。
3 土城头路上垮桥空心板的加固措施
根据30m空心板的结构现状,对其通过结构验算分析,本次空心板的补强设计必须遵循施工简便、造价合理以及安全可靠的原则,通过预应力套箍镶嵌法对空心板进行补强加固施工。
第一,为使板端腹板具备较强的受弯能力,把现浇混凝土沿着空心板的空腔向内延伸穿越平滑段(80cm),充分至内腔纵向30cm的范围,以此构成一个像楔子一样的套箍镶嵌体。如此一来,形成的楔形体混凝土在凝固时会形成一个类似“反八字墙”,其与两侧的腹板能够紧密的咬合,将现浇段的反八字与空心板的两侧腹板牢固的扣在一起,从而增强空心板的板端与现浇段的整体受力,这样既增强了抗剪力,又形成了较好的抗弯效果。
第二,为了控制楔形体混凝土对空心板顶板的翘顶问题,在进行补强施工时,将空心板空腔顶板粘上厚1 cm泡沫板。一般情况下,空心板跨中正常承受的挠度值在1.5cm左右,最大极限值可达3.3cm。当处于极限挠度值时,楔形体的外端和顶板之间距离仅为0.5cm,而由于楔形体混凝土的收缩以及重力作用等的影响,造成该距离通常会大于0.5cm。由此可知,楔形体混凝土对空心板的顶板不会造成翘板现象。
4 加固后的数值计算
4.1 补强后的承载能力极限状态分析
通过对各个节点按照极限荷载组合进行承载力的计算可知,空心板的上缘抗弯能力以及抗剪强度均符合设计要求,计算结果见表1数据。
表1 补强后现浇连续段受力状态计算结果
4.2 补强后正常使用极限状态分析
土城头上跨桥梁以A类预应力构件进程验算,其在正常使用极限状态下验算其裂缝宽度。根据规范中对预应力混凝土构件最大裂缝宽度应<0.20mm的要求,其计算结果见表2所示。
表2 补强后的现浇连续段裂缝宽度计算结果(单位:mm)
根据上述计算结果:采取补强措施后的空心板现浇部分抗弯承载上缘的裂缝均<0.20mm,符合设计要求。
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