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    T型墩帶掛孔梁式橋加固提載對策研究
    發布時間:2014-08-09

    限于當年的設計技術與施工工藝,為了滿足通航凈空要求,我國二十世紀六、七十年代先后修建了一批雙懸臂梁式橋與T型墩帶掛孔梁式橋。該類型橋梁最大的優點為:①跨徑較簡支結構橋梁大;②基本結構受力為簡支結構,計算相對簡單;③施工工藝簡單。隨著時間的推移與我國交通建設事業的大發展,這些橋梁逐漸因原設計荷載偏低及原結構存在的固有缺陷等,成為制約當地經濟發展的瓶頸,并給過往車輛帶來極大的安全隱患。遼寧盤錦大橋即為該類型橋的典型代表,最終釀造了橋跨人亡的慘重教訓。

    本文作者通過對我省境內一座T型墩帶掛孔橋梁進行全面的檢測,針對性的提出了提載處治對策,以供類似橋梁提供可資借鑒的資料。

    1 大橋概況

    黃金埠大橋位于江西省余干縣黃金埠鎮,是省道黃東線上跨越江西五大水系之一——信江的一座公路大橋,亦是景德鎮市、樂平市和波陽、浮梁、余干等江西北部縣市聯接320國道和國道主干線滬(上海)—瑞(云南瑞麗)高速公路的重要橋梁。該橋共有11孔,各孔跨徑徑分別為33.137+32.363

    +4×33+38+2×43+38+33m,橋梁全長393.60m。橋面為:凈-7+2×1.0m,原設計荷載標準:汽車-13級,拖車-60。該橋建成于1972年,運營至今已三十多年。

    2 大橋檢測與現狀評定結論

    通過對大橋進行全面的檢測、室內分析及控制截面內力計算,綜合評定主要結論為:

    (1)大橋主要構件砼強度符合原設計要求,碳化深度較淺;

    (2)大橋主要構件裂縫寬度超過《規范》允許范圍,影響了大橋使用耐久性;

    (3)大橋現有承載能力滿足汽車-15;掛車-80的荷載要求,但不滿足汽車-20;掛-100荷載使用要求。

    3 大橋控制截面內力計算分析

    3.1 計算要點及結構離散

    大橋屬靜定結構體系,根據大橋的特點及結構計算分析的目的,選取其中3孔代表跨進行計算。為提高計算精度,在幾何形狀上盡可能反映橋梁結構的真實情況,在結構單元劃分時,不僅橋墩位置精確,對截面尺寸變化處均設置了節點元素。3跨結構共離散成79個節點、58個橋面系單元和20個非橋面系單元(見圖1所示)。

    圖1 黃金埠大橋結構離散圖

    3.2 結構計算結果分析

    按照交通部《公路橋涵設計通用規范》(JTJ021-89)兩列車隊進行模擬加載,考慮偏載系數取用m汽=2.6、m掛=1.63。采用交通部公路科研所“公路橋梁結構設計程序GQJS”進行計算分析,并計算出各控制截面配筋量(見圖2所示)。

    圖2 控制截面配筋圖

    從計算結果分析,大橋現狀滿足汽車-15;掛車-80荷載使用要求,但不滿足汽車-20級;掛車-100荷載使用要求。

    4 加固提載方案

    根據大橋的實際情況及提載要求,擬定3種維修加固提載方案,見表1所示。

    表1黃金埠大橋加固提載方案一覽表

    項 目

    方 案 Ⅰ

    方 案 Ⅱ

    方 案 Ⅲ

    設計荷載

    汽車-20級;掛車-100;人群-3.5KN/m2

    橋面凈空

    凈-7+2×1.0m人行道

    維修

     

     

    措施

    1、更換全橋所有固定支座,換成板式橡膠支座;

    2、對T型墩與主梁裂縫(縫寬>0.2mm)采用化學灌漿法進行修補;

    3、更換已損壞的人行道梁、人行道板及欄桿扶手;

    4、鑿除橋面鋪裝層,重新澆筑鋼筋混凝土橋面鋪裝層(內摻鋼纖維);

    5、對主梁支點附近采用粘貼鋼板法增強支點斜截面抗剪能力;

    6、對主梁局部損壞部位進行修復;

    7、對兩岸橋臺臺帽下填土進行回填,并恢復臺前溜坡;

    8、拆除原有伸縮縫,重新設置仿毛勒伸縮縫。

    提載

     

     

    措施

    1、對主梁梁底粘貼3層碳纖維布,增強主梁抗彎承載能力;

    2、對T型墩負彎矩區橋面采用植筋法設置抗剪短鋼筋,并重澆鋼筋混凝土(內摻鋼纖維),以增強T型墩負彎矩區抗拉能力。

    1、對主梁梁底粘貼一層6mm厚鋼板,增強主梁抗彎能力;

    2、鑿除T型墩橋面鋪裝層,采用植筋法設置抗剪短鋼筋,并重澆鋼筋混凝土(內摻鋼纖維),以增強T型墩負彎矩區抗拉能力。

    1、鑿除主梁底牛腿部分主筋外的混凝土保護層,對每片主梁增設主筋并澆筑馬蹄以增大主梁截面抗彎能力;

    2、鑿除T型墩橋面鋪裝層,采用植筋法設置抗剪短鋼筋,并重澆鋼筋混凝土(內摻鋼纖維),以增強T型墩負彎矩區的抗拉能力。

    預算總金額

    (元)

    3392792

    2970406

    2762264

    優 點

    1、養護費用低;

    2、不增加自重。

    1、加固施工工藝較簡單;

    2、加固維修提載費用一般;

    3、能增大主梁剛度。

    1、加固工藝簡單,便于地方工程隊施工;

    2、養護費用低;

    3、增大主梁截面強度與剛度;

    4、加固維修提載費用最低。

    缺 點

    1、加固造價較高;

    2、施工工藝要求較高;

    3、不能增加主梁剛度;

    4、加固維修提載費用最高。

    1、養護較困難,養護費用較高;

    2、增加結構自重。

    增加自重較大。

    經綜合分析比較各方案的優、缺點,采用方案3為施工方案,該橋已于2005年4月份施工完成,目前使用狀況良好。

    5 結語

    舊橋維修加固是一項繁雜的系統工程,加固方法與工藝因時、因地、因橋均有所不同。通過對該座大橋的檢測與維修加固提載,建議養護部門對該類型橋梁每年重點對以下項目進行檢查:(1)牛腿根部的裂縫寬度、走向及發展趨勢;(2)T型墩中心附近裂縫寬度、走向及發展趨向;(3)支座使用狀況及掛梁跨中截面附近的裂縫寬度、走向及發展趨勢。

     

    參考文獻:

    [1]黃金埠大橋加固提載施工圖設計[M]. 江西省交通橋梁檢測加固有限公司 2003.5.

    [2]諶潤水,胡釗芳,帥長斌.公路舊橋加固技術與實例[M] 人民交通出版社 2002.1

    [3]趙彤,謝劍著 碳纖布補強加固混凝土結構新技[M]. 天津大學出版社, 2001.1.



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