文本摘要:對(dui)於(yu)該(gai)類(lei)橋(qiao)梁(liang),重(zhong)建(jian)是(shi)排(pai)除(chu)安(an)全(quan)的(de)上(shang)上(shang)策(ce),但(dan)由(you)於(yu)公(gong)路(lu)養(yang)護(hu)部(bu)門(men)常(chang)因(yin)資(zi)金(jin)及(ji)專(zhuan)用(yong)設(she)備(bei)等(deng)條(tiao)件(jian)而(er)難(nan)以(yi)進(jin)行(xing)。因(yin)而(er)尋(xun)求(qiu)一(yi)種(zhong)資(zi)金(jin)投(tou)入(ru)較(jiao)少(shao),設(she)備(bei)要(yao)求(qiu)低(di)的(de)加固方法而排除安全隱患是一種比較良好的辦法。
一.問題的提出
從上世紀70年代以來,我國修建了大量的石拱橋,石拱橋具有取材方便、施工簡易、經久耐用等優點,由於技術條件和經濟的局限,普遍設計標準偏低。經過幾十年的運營,這類橋梁出現了各種各樣的病害現象,隨著經濟的發展,汽車工業的進步,橋上的重車越來越重,車流量越來越大,當時的設計標準已經不適合當今經濟發展需求,形成了巨大的隱患,因而必須對這類型的橋梁進行處理。對(dui)於(yu)該(gai)類(lei)橋(qiao)梁(liang),重(zhong)建(jian)是(shi)排(pai)除(chu)安(an)全(quan)的(de)上(shang)上(shang)策(ce),但(dan)由(you)於(yu)公(gong)路(lu)養(yang)護(hu)部(bu)門(men)常(chang)因(yin)資(zi)金(jin)及(ji)專(zhuan)用(yong)設(she)備(bei)等(deng)條(tiao)件(jian)而(er)難(nan)以(yi)進(jin)行(xing)。因(yin)而(er)尋(xun)求(qiu)一(yi)種(zhong)資(zi)金(jin)投(tou)入(ru)較(jiao)少(shao),設(she)備(bei)要(yao)求(qiu)低(di)的(de)加固方法而排除安全隱患是一種比較良好的辦法。
舊石拱橋病害主要是由以下原因造成:
(1) 由於墩台移動、拱圈受力不對稱或基礎沉陷的影響,在拱頂下部或拱腳上部可能發生裂縫,有時裂縫會通裂至拱壁;
(2) 由於主拱圈變形而產生的拱上構造的外加應力,可能使腹拱發生裂縫;
(3) 拱橋由多層平行拱圈石砌成,在施工中圈與圈又未注意交錯搭接,拱圈易發生縱向裂縫。拱圈裂縫一般隻有1-2mm,但一經開裂,往往容易發展,危及橋梁的正常使用。
二. 加固技術綜述
國內、外對該類橋梁的加固方案主要集中在以下幾種:
1.套拱(內襯法):該法通過在拱圈上(下)緣yuan掛gua網wang,植zhi入ru鋼gang筋jin並bing噴pen射she混hun凝ning土tu形xing成cheng整zheng體ti結jie構gou,通tong過guo增zeng大da主zhu拱gong圈quan截jie麵mian麵mian積ji的de辦ban法fa提ti高gao承cheng載zai力li。該gai法fa的de優you點dian在zai於yu施shi工gong難nan度du小xiao,所suo需xu要yao的de施shi工gong設she備bei也ye較jiao簡jian單dan,且qie造zao價jia低di廉lian,施shi工gong周zhou期qi也ye較jiao短duan。但dan下xia緣yuan澆jiao注zhu混hun凝ning土tu時shi候hou施shi工gong時shi難nan度du較jiao大da,很hen可ke能neng存cun在zai混hun凝ning土tu施shi工gong時shi,發fa現xian混hun凝ning土tu根gen本ben澆jiao注zhu不bu進jin去qu。即ji使shi澆jiao注zhu進jin去qu,也ye會hui存cun在zai結jie合he不bu密mi實shi的de問wen題ti。這zhe是shi由you於yu一yi般ban加jia厚hou層ceng都dou比bi較jiao薄bo,泵beng送song進jin去qu的de混hun凝ning土tu在zai重zhong力li作zuo用yong下xia垂chui直zhi下xia落luo。鋼gang筋jin是shi曲qu線xian形xing、模板是曲麵形,下落的混凝土自然就堆積在鋼筋、模板間。通過插入式及附著式震搗器震搗後,混凝土仍不密實,大量混凝土堆積在模板澆注口。盡管上緣(拱背)澆jiao注zhu不bu存cun在zai上shang緣yuan澆jiao注zhu的de問wen題ti,且qie新xin增zeng部bu分fen的de麵mian積ji離li中zhong性xing軸zhou較jiao遠yuan,單dan位wei麵mian積ji所suo提ti供gong的de抵di抗kang矩ju更geng大da,即ji截jie麵mian效xiao益yi高gao。但dan後hou者zhe需xu要yao將jiang上shang部bu結jie構gou拆chai除chu,施shi工gong周zhou期qi長chang,且qie預yu算suan也ye加jia大da。兩liang種zhong施shi工gong方fang法fa均jun要yao架jia設she拱gong架jia或huo支zhi架jia。
2.粘貼鋼板(玻璃鋼、碳纖維)法:該法通過環氧樹脂將鋼板(碳纖維)與拱圈粘貼在一起共同受力。碳纖維具有很好的抗拉性能,但是抗壓性能不佳,且造價相對較貴,鋼板厚度是碳纖維的幾倍能有效的改善主拱的抗壓、抗拉性能且造價低於碳纖維布。該法的施工周期短,用環氧砂漿粘貼2h後就可以達到強度的40-50%,26h後就能達到最高強度100MPa以上不存在較長時間的養護期加固後,次日就可通車,時間上保證了交通的需要。
3.縮短跨徑法:該gai法fa是shi通tong過guo在zai拱gong腳jiao處chu架jia設she模mo板ban,通tong過guo現xian澆jiao混hun凝ning土tu形xing成cheng斜xie腿tui支zhi撐cheng在zai主zhu拱gong圈quan上shang,從cong而er分fen擔dan主zhu拱gong圈quan上shang的de受shou力li而er提ti高gao拱gong橋qiao的de承cheng載zai能neng力li。該gai法fa施shi工gong周zhou期qi長chang,且qie改gai變bian了le結jie構gou的de受shou力li特te性xing,減jian小xiao了le橋qiao下xia淨jing空kong,對dui於yu跨kua越yue河he流liu的de拱gong橋qiao不bu利li,且qie造zao價jia和he對dui施shi工gong的de要yao求qiu也ye較jiao高gao。
4.更換拱橋上部結構法:該(gai)法(fa)通(tong)過(guo)將(jiang)拱(gong)橋(qiao)的(de)上(shang)部(bu)結(jie)構(gou)填(tian)料(liao)除(chu)去(qu),並(bing)在(zai)拱(gong)橋(qiao)上(shang)部(bu)結(jie)構(gou)通(tong)過(guo)空(kong)心(xin)板(ban)和(he)澆(jiao)注(zhu)立(li)柱(zhu)形(xing)成(cheng)整(zheng)體(ti)結(jie)構(gou),該(gai)法(fa)的(de)優(you)點(dian)在(zai)於(yu)可(ke)以(yi)減(jian)輕(qing)結(jie)構(gou)自(zi)重(zhong),並(bing)使(shi)拱(gong)圈(quan)與(yu)上(shang)部(bu)結(jie)構(gou)一(yi)起(qi),共(gong)同(tong)承(cheng)受(shou)來(lai)自(zi)上(shang)部(bu)結(jie)構(gou)的(de)荷(he)載(zai),缺(que)點(dian)是(shi)需(xu)要(yao)中(zhong)斷(duan)交(jiao)通(tong)且(qie)造(zao)價(jia)相(xiang)對(dui)較(jiao)高(gao)。
5.shezhitiwaiyuyinglibanfa。gaifachangyongyuliangshiqiaodejiagu,duigongqiaodejiagubijiaoshaojian,duishuangqugongqiaodejiagubanfazhuyaoshitongguozaigongleizhijianjiaozhuhengliang,jiangtiwaiyuyinglimaoguzaihengliangshangertigaogongqiaodechengzainengli。gaifangfajiaguxiaoguojiaohao,danzaojiagao,duishigongyaoqiuyegao,zhongduanjiaotongshijianyejiaochang。
6.配重法:配(pei)重(zhong)法(fa)加(jia)固(gu)拱(gong)橋(qiao)一(yi)般(ban)適(shi)用(yong)於(yu)原(yuan)設(she)計(ji)的(de)壓(ya)力(li)線(xian)與(yu)拱(gong)軸(zhou)線(xian)有(you)一(yi)定(ding)偏(pian)差(cha)或(huo)者(zhe)橋(qiao)梁(liang)經(jing)過(guo)多(duo)年(nian)運(yun)營(ying)後(hou)壓(ya)力(li)線(xian)與(yu)拱(gong)軸(zhou)線(xian)偏(pian)離(li)的(de)情(qing)況(kuang)。該(gai)法(fa)通(tong)過(guo)在(zai)主(zhu)拱(gong)上(shang)某(mou)個(ge)經(jing)過(guo)計(ji)算(suan)的(de)準(zhun)確(que)位(wei)置(zhi)施(shi)加(jia)重(zhong)量(liang),使(shi)得(de)拱(gong)軸(zhou)線(xian)與(yu)壓(ya)力(li)線(xian)盡(jin)可(ke)能(neng)吻(wen)合(he)從(cong)而(er)顯(xian)著(zhu)的(de)改(gai)善(shan)結(jie)構(gou)的(de)受(shou)力(li)性(xing)能(neng)。該(gai)法(fa)施(shi)工(gong)周(zhou)期(qi)短(duan),對(dui)施(shi)工(gong)要(yao)求(qiu)高(gao),而(er)且(qie)影(ying)響(xiang)橋(qiao)梁(liang)結(jie)構(gou)的(de)整(zheng)體(ti)美(mei)觀(guan)。
三. 10m以下石拱橋加固推薦實施方案
傳統的現澆砼或噴射砼增大截麵加固法盡管較經濟且性能也可靠但存在施工複雜工期長養護時間長的缺陷,時間上難以滿足,其他的加固補強法如減輕恒載重量、gongliangjiehedengfangfabujingongqichangerqieyaozhongduanjiaotonggengbukexing,weiyinengshiyinggongqiyaoqiudejiagubuqiangfazhiyouzhantiejiagubuqiangyizhongtujingkexing,changyongdezhantiejiagubuqiangcailiao鋼板、玻璃鋼、碳纖維3zhong,tanxianweiyouyuqihoudubo,bunenggaishanjiegoudekangyaxingnengqiezaojiajiaogao,eryuanshejideqiaohanhezaidengjidi,jiemianchicunbuzu,juedabufenweishifushigongshiqiaohan,caiyongtanxianweigaishangongjiemianchengyazhuangtaixiaoguobuxianzhu,且玻璃鋼、碳纖維布的造價高,外購時間長故不采用。采用鋼板加固施工方便,可以在工廠預製鑽孔後直接進行安裝,不需要架設拱架,施工周期極短,施工難度較小,且造價也相對較低,因而對於10m以下橋涵,推薦采用粘貼鋼板法。
粘貼鋼板具體實施辦法如下:
搭架-拱圈清麵-鋼板除鏽-清洗-鑽孔-塗膠-粘貼第1層鋼板-上膨脹螺栓-固定鋼板-除鏽-清洗-刷膠粘貼第2層鋼板-固定膨脹螺栓-鋼板除鏽-清洗-刷防鏽漆麵漆--拆架-清理現場。
對橋台病害的處理辦法如下:
如果橋台出現了不均勻沉降,沿橋台側牆45°鑽孔至基底,清洗後壓漿,使漿液與原基底鬆散的土粒形成一個整體,然後封孔。
清洗橋台前牆,對裂縫進行壓漿處理,封孔。
澆注“樹根樁”及承台,與橋台形成整體共同抗推。
采用粘貼鋼板法相對於新建立橋梁約節約15萬wan左zuo右you,相xiang對dui於yu壓ya重zhong法fa稍shao稍shao貴gui一yi點dian,但dan該gai法fa施shi工gong周zhou期qi極ji短duan,不bu破po壞huai原yuan橋qiao結jie構gou,不bu破po壞huai周zhou圍wei環huan境jing,能neng維wei持chi正zheng常chang交jiao通tong,對dui人ren們men的de出chu行xing影ying響xiang很hen小xiao,加jia固gu效xiao果guo也ye非fei常chang明ming顯xian,對dui環huan境jing保bao護hu有you利li,社she會hui效xiao益yi顯xian著zhu。
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