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公路濑溪河大桥维修加固措施

本文摘要:一、阐述濑溪河大桥坐落于成渝高速公路K241+350m一处,主跨一孔80m钢筋混凝土箱型肋拱桥,矢横跨比1/7,拱顶轴系数m=1.756,使用等横截面悬链线无剪拱顶,主拱顶肋箱低1.5m,箱长1.6m,顶板0.24m(钢架6cm,现浇18cm),底板及腹板薄0.2m。每孔半幅2条拱顶肋,肋间距6.6m。上部设置双柱式排架受力纵梁,于纵梁上设横置桥面板,板薄0.3m。 桥面砖装层为6cm薄水泥混凝土,面层为4cm沥青砼。下部结构为石砌圬工基础,重力式桥台。

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一、阐述濑溪河大桥坐落于成渝高速公路K241+350m一处,主跨一孔80m钢筋混凝土箱型肋拱桥,矢横跨比1/7,拱顶轴系数m=1.756,使用等横截面悬链线无剪拱顶,主拱顶肋箱低1.5m,箱长1.6m,顶板0.24m(钢架6cm,现浇18cm),底板及腹板薄0.2m。每孔半幅2条拱顶肋,肋间距6.6m。上部设置双柱式排架受力纵梁,于纵梁上设横置桥面板,板薄0.3m。

桥面砖装层为6cm薄水泥混凝土,面层为4cm沥青砼。下部结构为石砌圬工基础,重力式桥台。一九九五年五月一日竣工通车。

参见桥型总体布置图:二、桥梁病害状况内力验算及成因分析二OO二年一月中旬,右幅桥面产生相当严重裂缝,积水渗水相当严重。该月下旬经再度检查,桥面横置板间裂缝约53条(占到全桥35%),仅次于裂缝长为50-70mm,针深度跨越板薄,桥面积水向桥下水浸如注。轻车通过桥上,横置板横跨中扰度仅次于约30mm以上,桥面变形及振动出现异常显著。

左幅桥面有少量裂缝,裂纹宽度甚小,仍有少量桥面积水渗透到横置板缝滴河内。二OO二年二月由重庆公路质量检测中心对该桥展开检测,检测结果为拱顶肋底板、腹板及顶板皆产生有横向裂缝,针长0.1-0.5mm,长度为1.0m-4.5m。

横置板横跨中裂缝0.1-0.3mm。横置板与纵梁或夹墙受力处脱空现象皆较相当严重,仅次于约50mm以上;部分板于脱空间隙内平整有钢板,且混凝土与钢板接触面局部碎裂现象相当严重,除钢板认识处外仍为脱空。本桥修理修整由四川省交通厅公路规划勘查设计研究院展开设计。设计中对原设计图展开了内力验算,其结论为:主拱圈拱顶横截面在荷载人组I、II、III时算入偏心减小系数时,横截面抗力皆无法符合规范拒绝。

纵梁横跨中横截面无法符合抗弯拒绝,支点横截面无法符合抗弯和横横截面抗剪拒绝。坐落于伸缩缝处两侧的端板横截面无法符合抗弯和横横截面抗剪拒绝。

除上述病害工程检测情况及内力验算外,桥梁产生相当严重损毁的成因还有下列最重要因素。1、右幅桥坐落于急弯下坡(纵坡皆为3.0%)300m一处,且下坡中桥面纵坡为0.3%,由于车速原因及不受车辆冲击荷载的影响造成桥面相当严重损毁;而左幅转入桥面之前正处于急弯缩短直线段,车辆转入桥面为0.3%上坡行经过程中,桥面不受车辆冲击荷载的影响近大于右幅,因此左幅桥面仅有产生微小裂缝。2、桥面铺设现浇6cm混凝土,砖装层内布Ф6@20cm20cm钢筋网,板间铰缝仅有用2Ф8横向筋与预制板腾出张开筋搭接,其上铺4cm沥青混凝土;科半刚性柔性桥面,桥面砖装层及铰缝刚性过于,无法有效地传送荷载作用力产于,导致绞缝相当严重损毁,车道板产生裂缝或断板。3、行车道板由双柱式排架受力纵梁,其上设横置桥面板,呈圆形П型单横跨双悬臂车道板,行车方向由П横置板通过铰缝构成桥面结构。

当车辆活载沿桥横向行经时,由于车辆荷载于桥上行经沿桥面纵、纵向方位的大大变化,车辆活载沿桥面纵、纵向产于系数也随之变化,沿桥横向横置板之间的企口铰缝随车辆行经将全部忍受车辆活载起到。加之桥面砖装层及企口铰缝刚性劣,无法符合活载横向传送刚性,更加无法将车辆活载较均匀分布的产于在桥面系适当的范围内。4、桥面横置板与纵梁及夹墙接触面为砂浆相连,板的受力不具体且桥面板的振动及挠度较小,部分横置板受力处底部相当严重脱空,无法使板与纵梁或夹墙之间有效地认识和传力,部分横置板与纵梁或夹墙间用钢板平整,构成局部混凝土碎裂,无法将横置板所受力均匀分布有效地传送。造成悬臂横置板受力处顶面产生纵向裂纹或断板现象。

5、桥面伸缩缝结构非常简单,原设计为板式橡胶伸缩缝,用于中虽将其改建为型钢针,但其与桥面板锚固不牢,针内未设传力杆,当车辆移动活载起到于桥面时,沿桥面横向活载无法传送于伸缩缝两侧邻接行车道板,导致伸缩缝两侧车道板产生不均匀分布的扰度,造成车道板损毁相当严重。三、修理修整方案针对本桥现状及病害成因分析,设计中曾制订多种方案,由重庆市交委主持人,邀重庆交通学院,公路设计、科研、质检部门专家展开了论证,构成二种方案展开较为:一是尽量在现有桥梁状况下,针对有所不同部位、结构、结构展开修理修整;二是拆毁纵梁,于立柱上加设帽梁构成框架,荒废现有横置板,于框架上设置横向行车道板,减少桥面及匝道标高的桥梁改建方案。经专家论证,第二种方案虽不切实际,但投资较小。

第一种方案投资较较少,经修理修整后仍可符合汽车超强20级,挂车120荷载用于拒绝,因此要求使用第一种修理修整方案实行。其修理修整方案如下:1、裂缝管理在对全桥展开修补之前,对于小于0.15mm的裂缝使用恒定高压压注改性环氧灌缝胶的方法,完全恢复结构整体性。对于0.15mm以下的裂缝使用堵塞处置。2、对拱顶肋的处置根据拱顶肋各部分受力有所不同,拱顶脚至拱顶上第一根立柱间使用上缘加厚30~20cm薄修补混凝土;配上16ф32钢筋(单肋)。

第一根立柱至拱顶上夹墙上缘特20cm薄修补混凝土;配上16ф25钢筋(单肋),并缩短经垫墙段与拱顶段内主钢筋焊。拆毁拱顶段15.2cm范围内桥面板及拱顶上夹墙,整体焊其桥面板及夹墙,并与拱圈构成整体。

为使拱顶肋顶板与现浇混凝土构成整体,采行挖毛新旧混凝土融合面,在原拱顶肋顶板上植入ф12相连钢筋与拱顶肋配筋焊。在拱顶肋立柱根部使用A235钢板环抱立柱根部作为连接件,横向钢筋焊于相连钢板上,保证拱圈横向主筋受力的连续性。详尽闻主拱圈修整结构图。

拱圈拱顶脚处植入16ф32主筋的长度为100cm,为强化拱顶座处的受力连续性,由于原拱顶座配筋较强,对全桥拱座挖毛,加铺一层ф12间距15cm的钢筋网,并植入一定数量的ф12cm架立钢筋,在原拱顶座上倒入砖一层50cm薄的修补混凝土,避免拱顶座裂开。3、对纵梁的处置使用加宽、加厚纵梁减小其抗弯及抗剪刚性的方法,在纵梁底部吊装20cm薄,侧面吊装12cm薄修补混凝土,加配ф25横向受力筋及U型筒筋,在原混凝土表面挖毛、植筋及局部焊钢筋等方法强化新旧混凝土的融合。参见纵梁修整结构图。4、对桥面板的处置①端板的处置对伸缩缝两侧1~3#板替换,减少板横跨中厚度,替换板整体吊装,端板间剪针加设五处传力杆。

参见端部桥面板结构图(图中:A、B、C、D穿孔尺寸及适当钢筋结构图略)②拱顶鉴腹段处置拱顶15.2m范围内桥面板设计为现浇板与垫墙、拱圈构成整体。参见拱顶现浇桥面板钢筋结构图。③桥面板铰缝处置为确保桥面板按无轨电车板整体受力,对横置板剪针展开改建;对保有行车道板的顶面、侧面展开清凿,遮住石子,针内加设螺旋钢筋、横向钢筋及П型横向钢筋;两邻接横置板植筋(ф12)及加设横向筋与桥面砖装层钢筋网连接成整体,铰缝内再行吊装小石子混凝土。

参见企口钢筋结构图。5、对桥面砖装层的处置由于桥面横置板设计是按无轨电车板法计算出来内力,设计时考虑到了砖装层参予板的受力,为确保计算出来模式的准确即铰缝的传力刚性,中止原沥青混凝土和透气混凝土面层,挖毛清除桥面板顶面,改作10cm单层钢纤维混凝土,并强化桥面铺设钢筋网参予铰缝受力。替换伸缩缝,加设伸缩缝传力杆。

在纵梁与垫墙交接处中止原施工中加设的伸缩缝,加密钢筋网设置桥面倒数,参见桥面铺设及倒数结构图:6、对横置板受力面处置原桥面板与纵梁或垫墙的接触面为砂浆相连,部分板脱空受力,板的线脚荷载无法均匀分布传送,板的受力不具体且桥面板的振动较小。对桥面板与纵梁、夹墙接触面两边清缝,并冲洗整洁,风干后用改性环氧砂浆腻子条封面、并布设灌嘴,待其指触潮湿后再行压入化学粘接剂,确保板与纵梁或夹墙之间有效地认识和传力。

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7、对避免角碎裂的脱空处置纵梁顶面两侧边缘5cm不溪边堆建筑胶,使纵梁边缘与桥面板脱空,在纵梁顶面两侧边缘粘贴橡胶条后再行焊混凝土,使桥面板与纵梁边缘脱空。伸缩缝处两侧新浇端板。

四、施工措施及工艺1、裂缝管理使用Ha系列胶粘接剂双组份产品,按规定用料均匀分布混合,甲、乙组份产生高子化合反应,烧结后的综合强度指标皆小于混凝土本身强度,耐老化性国际指出30-50年。Ha系列胶粘剂产品抽查后由国家制备树指质量检测中心检测,结果如下:①、Ha74:脱落伸长率92%;剪切强度10.3Mpa;粘度860Mpa.s;②、Ha71:脱落伸长率88%;剪切强度14.3Mpa;粘度200Mpa.s;传输强度55.9Mpa;③、Ha64:传输强度60.8Mpa,剪切强度8.86Mpa。对拱圈、桥台、车道板等部位的裂缝和缺失展开压浆或堵塞管理。

依据《成渝高速公路濑溪河大桥检测报告》。对裂缝的宽度在0.15mm以下使用堵塞的方法处置。用钢丝刷清理裂缝及修复表面的杂质,再行用高压气泵刮起去针内及表面尘土。

修复表面必需潮湿不沾水,将Ha74粘接剂与水泥徵制备膏状(水泥用量一般20-40%,烧结时间一般以2小时为欠佳,温度低、混合胶的反应速度减缓,用胶量适当增加)用灰刀均匀分布涂沫在修复表面上,厚度不少于3mm,沿针长大约10cm左右边缘不应规整、美观。对裂缝宽度在0.15mm以上,则使用恒定高压压注改性环氧化学浆液展开裂缝灌入。用钢丝刷或刮刀清理裂缝表面杂物、浮浆,用高压气泵刮起净裂缝中的尘土,裂缝必需整洁。

在裂缝表面用Ha64与水泥调配成浆液展开堵塞。将Ha71胶液甲乙组分按甲、乙3:1(重量比)均匀分布调配并将其取出压浆罐内,用高压植筋枪(恒压3Mpa)将Ha71灌缝胶液向溪边嘴内注胶,让胶液在重力和毛细起到下渗透到裂隙中。较深的裂缝可以间隔10分钟反复注胶直到邻接灌嘴吸胶圆润为止。注胶完后,用环氧树指砂浆罩面、抛光、使修缮裂缝表面完全恢复如新的。

2、对原结构表面的处置对拱顶肋顶板、拱顶座及纵梁展开加厚、加高,吊装表面修补混凝土以及对利用原车道板顶面、两侧(另设剪针处)表面必需展开挖毛,遮住表面石子。对于凿毛后的原结构表面必需用高压水充份冲洗整洁(适当时可用于混凝土界面胶粘剂涂抹)后才能吊装混凝土,使新的倒入的混凝土与原结构构成更加稳固的整体。3、原结构表面植筋施工工艺本桥植筋部位有拱顶座、拱顶肋顶板、纵梁底部及两侧、横置板剪针两侧水平面以及鉴腹段夹墙部位。

植筋钢筋为普通II级钢筋。植筋所使用的化学剂为Ha81稀剂胶;结构底面(推倒植筋)使用Ha81干剂胶。该产品具备极强的粘接力赛,出色的机械性能,外用振动阻抗力强,主要用作桥梁植筋锚固。

由于Ha81锚固剂与钢筋的粘接强度远大于混凝土的抗剪强度,因此无适当对Ha81锚固剂展开检测。对于植筋ф12钻孔使用日立牌(HITACHL)冲击电锤。对于拱顶肋顶板、纵梁等结构植筋,由于原结构内钢筋方位不便量所取,植筋钻孔前,使用钢筋保护层厚度探测仪对原结构内的钢筋方位展开判断,确保钻孔不损毁原结构内的钢筋。当按设计文件钻孔不会损毁原结构内钢筋时,则采行沿横向主筋两侧调整孔位,孔内植筋与修补混凝土内主筋相连间差距,则由植筋加焊短钢筋与修补混凝土内主筋焊构成其钢筋骨架。

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对于拱顶肋拱顶座植筋钻孔,由于植筋多,孔径大(D37)、孔深(L=1000mm),采行逐根钻孔、植筋,待超过强度后,再行铁环第二孔及植筋。拱顶座处植筋ф32为不受力主筋,因此对钻孔及植筋药剂皆有类似的拒绝。本桥使用进口喜利得(HILTI)钻孔系列钻机,该钻机为薄壁机芯钻机,其产品具备可导向定位,震动小,不损毁原结构表面,成孔较慢,成型孔径、孔深精确的特点。

钻孔成型后,用高压水重复冲洗孔内尘土,待冲净后,用电阻发热管浸泡钻孔,使用喜利得专用空压机植筋枪压入进口喜利得(HILTI)植筋粘接剂HIT-HY150(因植筋粘接剂硬接力赛远大于混凝土抗剪强度,无适当对粘接剂展开检测),将植筋放入胶孔内,并排泄孔内空气,构成真空,使植筋更加稳固可信,参见下列植筋施工顺序图:4、桥面横置板的处置对原桥面横置板的利用,由西南交通大学工程检测中心弃块板展开全面检查证实。为确保板间铰缝的传力起到,将无法利用的原横置板张开之搭接钢筋新的植入ф12钢筋,加设铰缝横向受力筋。

对原可利用的桥面横置板的顶面、侧面展开挖毛、遮住石子、冲洗整洁;待剪针风干后,用10#砂浆填实下部1.0cm缝隙,再行用40#小石子混凝土吊装全部板间企口针。横置板与纵梁或夹墙受力处间隙,使用Ha64化学粘接胶液压录平整。用钢刷清理表面杂物,再行用高压气泵刮起去间隙内及表面尘土,修复表面必需潮湿,不带上水。

使用环氧树脂5份+乙二氨1份+二丁脂1份+水泥徵成胶状,将录胶管嘴按40cm-50cm间距埋针内,预埋录胶管嘴之间缝隙仍用环氧树脂堵塞,待超过强度后;使用Ha64胶液的甲乙组分按甲:乙=3:1重量比均匀分布混合,将混合胶取出专用恒压灌入器内芯中,并将恒压灌入器套装在裂缝预埋灌胶嘴上展开灌入,直到邻接灌嘴溢胶为止,所取下灌入器,用慢封胶堵塞灌胶嘴。待2-3小时Ha64烧结后,再行除去灌胶嘴,用砂石及水泥、修补剂调配成原结构表面颜色展开罩面,待超过强度后,用砂轮机抛光表面,使其表面完全恢复如新的。

5、桥面砖装层处置桥面砖装层焊前,全面严肃冲洗,除去杂质。在拱顶及端板现浇段,为确保在砖装层混凝土焊过程中钢筋网的加装方位精确,不使钢筋网下塌,使用50cm50cm间距设置较短钢筋承托钢筋网,并与之焊,以保证钢筋网不出屎,最后对桥面展开刻纹减震处置。五、质量检测本文对濑溪河大桥修理修整工程施工中的裂缝压浆饱满度及植筋抗拔检测展开阐述;该项检测由西南交通大学工程检测中心展开,涉及检测情况如下:1、压浆饱满度检测检测依据:CECS21:200《超声波检测混凝土缺失技术规程》。

当超声波横跨裂缝传播速度与无裂纹混凝土(裂缝附近)中的传播速度之比小于90%时,压浆饱和度即小于90%。经检测:对裂缝在0.15mm以上的裂缝使用恒定高压压注改性环氧化学浆液灌入后,对全部其压浆饱和度展开超声波检测,仅次于声速比99.5%,大于声速比91.4%,全桥裂缝压浆饱和度平均值声速比95.6%,压浆饱和度皆小于90%,符合上述技术规程拒绝。2、植筋抗拔检测检测依据:GBJ50086-2001《锚杆喷气混凝土支护技术规范》,本桥对拱顶肋拱顶脚、顶板,纵梁及桥面横置板剪针两侧展开植筋,植筋规格分别为ф32及ф12承包商按植筋总数的0.6%展开自检,业主按自检总数的20%展开抽查。ф32植筋设计抗拔力203KN,检测中按8.8KN、17.6KN、26.4KN、211.2KN四级恒载有各5分钟展开抗拔检测。

ф12植筋设计抗拔力29.9KN,检测中按29.9KN恒载有5分钟展开,对全桥自检及抽查的所有植筋皆符合设计拒绝。六、修理修整后桥梁运营效果本桥于二OO二年五月中旬开始施工,右幅九月中旬对外开放交通营运,双向行经,当年十二月中旬全桥交付使用,至今用于状况良好,经检测仔细观察,明确反映在:1、车辆行经桥上,桥梁无出现异常振动声。

2、桥下仔细观察,横置板间无任何渗漏现象再次发生;板缝潮湿无干燥迹象。3、横置板与纵梁或夹墙间受力无脱空现象,受力更加密实,受力更加均匀分布合理。4、由于拱顶鉴腹段及伸缩缝两侧端板使用整体现浇,减少了板厚与配筋,并加设了五道传力杆,结构刚性大大强化,桥面无显著振动和扰度产生,平整度较佳。

5、桥面伸缩缝使用FD-80及FD-40以及用专用透气条,桥面行车无跳车现象,舒适度较好。6、中止原施工中在纵梁与垫墙交接处减少的伸缩缝,加密桥面砖装层内钢筋设置桥面倒数铰缝;加设横置板间企口门型和螺旋钢筋与砖装层内钢筋相连构成整体;加密砖装层内钢筋间距和减小钢筋直径,使桥面结构刚性深感提升,增加了横置板扰度,使桥面行车更加稳定。七、结束语本桥经上述修理修整实行后,对外开放交通以来,桥梁用于效果较好,并未再次发生出现异常不当状况,几乎能符合在设计荷载下车辆对桥梁的用于拒绝。本桥修理修整必要工程费350万元,实践证明是最佳修理修整方案。

施工中对有所不同结构、有所不同部位裂缝的堵塞、压浆灌缝、植筋等工艺累积了一定经验,并对高速公路上的大型桥梁在长时间营运状态下,如何针对高速公路的特点展开修理,修整、改建累积了经验,为今后类似于工程施工获取了宝贵的糅合。涉及的施工工艺,有待于在今后适当的工程实践中大大总结、完备和提升。对化学粘胶浆液涉及技术指标的拒绝,目前国家仍未施行设计及施工规范,有待于在今后的工程实践中不断完善和总结,以便施行适当的设计、施工规范,以利指导工程实践中和施工。

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