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时间:2018-07-24
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1、www.lubanwang.cnwww.fujianyongnian.cn钢筋混凝土下套拱法加固石拱桥技术 由于历史原因,许多旧石拱桥设计标准低,施工质量差,随着交通量不断增长,重型车大量增加,超载、超限运输严重,这些桥梁渐渐出现了拱圈、桥台开裂等各种严重病害,严重危及到桥梁的安全运营,因此,如何加固改造旧拱桥,提高其承载力,确保交通运输安全,已成为目前乃至今后面临的一项重要任务。下面通过207线10m桥加固工程实践,介绍一种石拱桥加固技术-钢筋混凝土下套拱技术,以供参考、交流。 1工程概况
2、207线10m桥是一座坡斜石拱桥,单孔跨径7.0m,矢跨比1/2,重力式U型桥台,天然浅基础,设计荷载为汽-20,挂,100,拱圈厚50an,该桥跨越季节性河流,桥梁全长27m,桥面净宽9.0m,桥高9.0m.1985年10月建成投人使用。经几年运营,由于交通量骤增,特别是大吨位车和超限车辆增长迅速,原设计荷载标准相对偏低,加上设计、施工质量问题等诸多因素,该桥出现了拱圈及桥台开裂、桥面沉陷等严重病害,按照《公路桥涵养护技术规范》中桥梁技术等级评定标准确定为危桥,1997年山西省公路分局对该桥进行了加固
3、处理。 2主要病害及其原因分析 主要病害:桥面沉陷,主拱圈4处纵向(沿路线方向)贯通缝,并延伸至两桥台,最小缝宽1mm,最大缝宽40mm,有的砌石出现剪切破损,桥梁的整体性遭到破坏,承载力明显下降,严重危及到桥梁的安全运营。 原因分析如下: 1)石拱桥属超静定受力结构,斜拱桥锐角处应力集中,水平推力不均衡,导致锐角处拱圈开裂; www.lubanwang.cnwww.fujianyongnian.cnwww.lubanwang.cnwww.fujianyongnian.cn
4、2)桥台台背及拱腔填料不密实,在车辆荷载的作用下,逐渐下沉,导致桥台、拱圈产生附加应力而出现开裂; 3)交通量大,重车多,原设计荷载标准相对偏低。 3加固技术 3.1钢筋混凝土下套拱技术 石拱桥属超静定结构,受力复杂,一旦出现裂缝,其受力截面会发生应力重分布,也就意味着受力有效截面变小,结构应力增大,承载力降低。因此,对该桥采用变截面钢筋混凝土下套拱进行了加固处理,即在原拱圈下及桥台前墙、铺底底面浇筑一层卵壳形钢筋混凝土套拱,并通过锚杆使套拱与原拱圈及桥台紧密结合共同受力,以阻止
5、拱圈及桥台裂缝、变形。这种加固技术主要是利用增大受力截面和“卵壳效应”,使旧拱桥整体受力均匀,达到增强整体性、提高承载力的目的。 3.2设计要点 套拱混凝土标准:采用C25钢筋混凝土现浇。 套拱混凝土厚度:拱顶25cm,拱脚35cm,桥台底部45cm,底板为仰拱,中央25cm,两侧40cm. 套拱钢筋配置:锚固钢筋Φ14螺纹钢,外露15cm,锚入25cm, 间距50cm,铺底不设;横向钢筋Φ10,间距32cm,拱顶和铺底稍密,桥台部分稍疏;纵向钢筋分Φ14环形筋与Φ12U型筋,U
6、型筋分大U型(贯穿底部至拱脚处)和小U型(贯穿底部至前墙高1/2处),分布顺序为环形→大U型→环形→小U型......循环排列,间距28cm. 3.3施工工序 1)环氧树脂砂浆处理裂缝; www.lubanwang.cnwww.fujianyongnian.cnwww.lubanwang.cnwww.fujianyongnian.cn 2)浇筑套拱底板:a.围堰引水;b.挖基、清底;c.浆砌片石铺底(作为套拱支撑基础);d布设、绑扎钢筋;e,浇筑混凝土。 3)浇筑前墙及拱圈套拱混凝
7、土:a.钻孔安设锚固钢筋;b.布设、绑扎(焊接)钢筋;c.支模;d.分层浇筑前墙部分套拱混凝土;e.分层浇筑拱圈部分套拱混凝土。 4)换填桥台台背及拱腔填料,重新铺装桥面。 3.4施工控制要点 1)原材料:工程所用原材料包括钢筋、水泥、碎石、黄砂等,必须经检验合格后方可使用。 2)地基承载力:套拱底板支撑基础应置于岩盘上,如未遇岩盘则地基承载力应达0.4MPa以上,否则要考虑换填水泥稳定砂砾或灰土。 3)钢筋网制作、安装:钢筋加工前应进行整直除锈,符合要求后,严格按设计下
8、料。钢筋采用电焊焊接,焊接一定要牢固,接头在构件内应错开布置。锚固钢筋应用环氧树脂砂浆锚固牢固,确保钢筋网制作质量。 4)支模:模板应具有足够的强度、刚度和稳定性。支模应直顺、稳固,模板接缝务必严实紧密,确保浇筑时不漏浆,并且应在钢筋与模板间设置混凝土垫块,以保证混凝土保护层厚度。为保证混凝土振捣均匀密实,每次支模高度不宜大于90cm,拱圈部分不宜大于60 cm. 5)混凝土拌和:混凝土应按配合比标准拌和。拌和采用强制式拌合设备,确
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