舊橋加寬施工的論文
1、加寬部分的設(shè)計計算及研究
上部結(jié)構(gòu)。為保證新老橋空心板剛度的一致,使荷載在橫橋向有效分配,加寬部分空心板仍按原設(shè)計施工。因此我們對原設(shè)計空心板進行重新驗算,確定其承載力滿足設(shè)計荷載要求。為防止橋面開裂,新老橋銜接部位加鋪雙層鋼筋網(wǎng),以確保橋梁結(jié)構(gòu)安全。
蓋梁的計算研究。考慮到新老橋沉降可能不一致對蓋梁受力會產(chǎn)生不利影響,制定方案時,對新老橋蓋梁采用斷開處理。所以在荷載布置時,將車輛荷載布置至橋梁加寬部分內(nèi)側(cè)邊緣,作為最不利荷載布置。
舊橋整體加寬時,加寬部分的橋梁及空心板布置應(yīng)滿足以下要求:
(一)新舊橋上部結(jié)構(gòu)盡量吻合,使新加寬橋的剛度與原橋基本相同,從而保證不會因為新舊橋梁的剛度不同,在新舊橋結(jié)合部產(chǎn)生的撓度差過大,而產(chǎn)生縱向裂縫。
(二)新橋下部結(jié)構(gòu)在滿足受力要求的情況下,不可在原舊橋樁附近灌注新的橋樁基,盡量增大新、舊橋梁之間的樁距,防止施工過程對舊橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。
。ㄈ┬聵蛄⒚媾c舊橋保持基本一致,注意坡度的順接,有利于結(jié)構(gòu)受力和橋上行車。
舊橋加寬過程中,即使新、舊橋梁不進行連接,也會因為新橋的施工,對舊橋基礎(chǔ)產(chǎn)生擾動等負面影響。新、舊橋一旦整體連接,這種影響程度將會更大,連接以后,彼此間會相互約束和牽制。
。ㄒ唬┡f橋?qū)π聵虻募s束。新、舊橋梁整體連接時,新橋收縮、徐變剛剛開始,而舊橋收縮、徐變基本完成。新橋混凝土發(fā)生收縮,舊橋會抑制新橋混凝土收縮量,反之,新橋混凝土收縮,舊橋?qū)⒈粠邮湛s。
(二)新橋?qū)εf橋的影響,由于收縮、徐變的影響,新橋會沿著水平方向的縱向和橫向會產(chǎn)生變形,開裂。同時,由于受到基礎(chǔ)不均勻沉降等因素的影響,新橋也會沿垂直方向的縱向和橫向產(chǎn)生變形。分析新舊橋梁之間的約束時,要處理好縱、橫向變形協(xié)調(diào)關(guān)系。
新、舊橋梁縱縫連接時,要避免在混凝土沒有凝固,沒有強度情況下,各種動荷載對其干擾,造成混凝土內(nèi)部出現(xiàn)微裂縫,影響縱縫連接效果,連接處所用混凝土應(yīng)比兩側(cè)高出一個標號且混凝土攪拌一定要均勻,振搗力度要符合設(shè)計要求?v縫連接過程中,最好停止交通,這時沒有行車的振動,沒有撓度差,等連接完以后,新、舊橋梁連接部位達到一定的結(jié)構(gòu)強度,能夠共同工作時,再開放交通,但高等級公路往往不能封閉交通,這種情況下,縱縫連接應(yīng)該在夜間進行,減少交通量,限制車速,必要時可在混凝土中摻入適當?shù)耐饧觿P旭偟能囕v盡量離縱縫連接部位遠一些,從邊部通行,盡量滿足縱縫連接的要求。
2、施工工藝的影響
。ㄒ唬┬聵蚧A(chǔ)施工對舊橋基礎(chǔ)的影響:1、流砂、流土淤泥等降低樁基礎(chǔ)的承載力和穩(wěn)定性。2、抽地下水增加了橋梁的基樁荷載,增加沉降量。
。ǘ┦┕C械的振動對舊橋的影響。
。ㄈ┬聵蚴┕た赡軐εf橋造成損傷,包括機械的和人為的。
3、連接工藝及方法的影響
縱向接縫處理是橋梁加寬設(shè)計的重點和難點。從國內(nèi)橋梁整體加寬的實踐來看,主要有三種處理方式:
。ㄒ唬┬屡f橋墩、臺帽以上結(jié)構(gòu)均連接。舊橋墩、臺帽由單懸臂結(jié)構(gòu)經(jīng)連接后轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)梁或剛架結(jié)構(gòu),這需要舊橋墩、臺帽具有足夠的抗彎能力,新橋采用樁基礎(chǔ)減小不均勻沉降,否則容易引起舊橋墩、臺帽產(chǎn)生裂縫。
。ǘ┝喊逡陨辖Y(jié)構(gòu)均連接。新舊梁板的連接有兩種情況:
。薄⑦B接時將舊橋外邊板換成中板,需鑿除舊橋墩、臺帽的擋塊和部分帽梁,并應(yīng)在新橋側(cè)梁板架設(shè)完成后實施超載預(yù)壓,以消除基礎(chǔ)初期變形,之后再進行新、舊梁板的剛接;
2、主要通過現(xiàn)澆鋼架梁實現(xiàn)剛接?招陌蹇刹扇εf橋外側(cè)邊板上種植連接件(由鋼板、種植螺栓、連接鋼筋組成),連接鋼筋與新板預(yù)埋筋進行焊接,再現(xiàn)澆鋼架梁和橋面鋪裝層,完成連接工作;T形、I字形梁則應(yīng)鑿除舊橋部分懸臂板,并種植橫隔梁鋼筋,新加寬部分T梁結(jié)構(gòu)尺寸基本同原橋。新、舊梁間及新加寬部分橫向采用濕接縫和現(xiàn)澆橫隔梁剛性連接,以進一步提高新、舊橋整體參與受力的能力。箱形梁往往與舊橋懸臂較長,故鑿除的范圍較大,對于空心板梁分如下兩種形式:
(1)不帶小懸臂的空心板之間的連接:這種空心板新舊結(jié)構(gòu)高度相等,構(gòu)造相同,間距只用2cm,其連接方式是借鑒于現(xiàn)行空心板梁所通常采用的鉸縫連接的方式,即:通過在新舊梁體相鄰處開鑿鉸縫、植筋再將新舊空心板梁鉸接,連續(xù)處重做橋面,從而達到新舊結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)。
(2)帶小懸臂的空心板與不帶小懸臂的空心板之間的連接:這種空心板梁的特點是新舊梁體高度不相等,舊橋梁體較高,新橋邊梁有一外伸小翼緣。由于小翼緣外伸長度較小,相對剛度較大,如果直接通過它與舊橋梁體相連,翼緣受力將不能滿足運營要求。因而此類結(jié)構(gòu)的連接方式是:打掉新橋的小翼緣,在新舊梁體之間增設(shè)橫梁,重做連接處的橋面板。為加強結(jié)構(gòu)的橫向連接,在每個橫梁處粘貼了鋼板,鋼板的局部構(gòu)造考慮了新舊梁體高度差異的影響。
對于簡支T梁及板梁,新舊結(jié)構(gòu)連接原理及受力均較簡單,受力較為明顯,連接后原新舊結(jié)構(gòu)相鄰處邊梁均變成中梁,計算結(jié)果表明橫向分布系數(shù)有所減少,對結(jié)構(gòu)縱向整體受力有利。連接效果試驗評定結(jié)果也證明這些連接方式是可行的。
(3)僅通過橋面鋪裝層實現(xiàn)連接。先鑿除舊橋面的鋪裝混凝土,適當增加橋面鋪裝含筋率、采用鋼纖維混凝土(厚度不小于12cm)的方法實現(xiàn)連接,新舊梁板間留1cm的`間隙,在舊橋面和新橋面現(xiàn)澆鋪裝層,這種方法在二級以下公路加寬改造中運用較廣泛。
4、整體環(huán)境改變對舊橋的影響
跨河橋墩是阻水構(gòu)筑物,在沖積河流上,它會產(chǎn)生局部河床沖刷問題。橋墩局部沖刷深度計算的可靠性,將直接影響橋梁基礎(chǔ)埋深是否安全與合理。一般地,產(chǎn)生橋墩局部沖刷的主要因素概括為三個:水流、河床特性和橋墩。
水流通過橋梁時,單寬流量增加,橋梁處的水流挾沙力增加。因泥沙在橋上游落淤,破壞了原有的熟沙平衡。來沙量小于水流挾沙力,不足的泥沙將逐漸自河床得到補充,使河床沖刷。橋下的沙灘均在變化,有的淤高、延長;有的沖刷降低。由此說明橋梁對水流的影響,表現(xiàn)為多樣性、復(fù)雜性。上游兩岸的沖刷崩塌,使挾帶泥沙的水流受橋梁及沙灘的阻力,產(chǎn)生壅水,流沙基本淤在橋上、下游沙灘上。淺灘越積越大,阻水也越來越嚴重,影響通航及洪水下泄。整體環(huán)境的改變還會影響橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
5、結(jié)束語
由于舊橋整體加寬的特殊性,以及舊橋所處地區(qū)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等建設(shè)條件的影響,舊橋整體加寬必須結(jié)合原公路橋梁的設(shè)計標準、日常使用狀況,認真研究各種影響因素,并借鑒國內(nèi)外舊橋加寬的成功經(jīng)驗,做好加寬方案的比選。其中,應(yīng)考慮下列因素:
(一)主動、積極地收集國內(nèi)外公路改造的成功經(jīng)驗,在舊橋整體加寬的過程中給予消化和升華。
。ǘ┙Y(jié)合舊橋整體加寬項目的建設(shè)條件,合理選擇技術(shù)方案,確保設(shè)計方案的可實施性。盡量避免對管線、房屋、廠房、工業(yè)園區(qū)的干擾,為工程的順利開展創(chuàng)造有利條件,保證工程能按時、保質(zhì)地通車。
。ㄈ┳裱耙匀藶楸,安全適應(yīng)、協(xié)調(diào)發(fā)展”的設(shè)計原則,安全問題要始終貫穿在舊橋整體加寬方案中,采取有效措施,保證橋梁的施工安全、車輛的運行安全、附屬設(shè)施的使用安全和居民的生產(chǎn)、生活安全。設(shè)計方案要重點考慮與周邊自然環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,考慮交通量的發(fā)展、沿線經(jīng)濟的發(fā)展需要,使設(shè)計方案能在保證服務(wù)水平的基礎(chǔ)上,滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。
(四)舊橋整體加寬要合理采用新技術(shù)、新材料、新工藝,加強科學(xué)研究,積極采用新結(jié)構(gòu),在充分利用現(xiàn)有工程,節(jié)約工程造價的基礎(chǔ)上,達到節(jié)約用地,滿足功能的目的。
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