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        雙曲拱橋加大截面加固方法的探討

        2017-03-21 06:06:08徐景梅
        科學(xué)與財(cái)富 2017年5期

        徐景梅

        摘 要:我國國民經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)運(yùn)行,使得我國交通事業(yè)得到了更多的發(fā)展機(jī)會,這也直接導(dǎo)致我國的私家車數(shù)量越來越多。龐大數(shù)量的私家車數(shù)量給我國交通的荷載量以及道路的承受力帶來了很嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。很多年久失修的路橋工程已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代私家車的數(shù)量以及行駛壓力。與此同時,修筑時間比較早的路橋在規(guī)格上也達(dá)不到現(xiàn)代道路施工的標(biāo)準(zhǔn),存在著許多問題。例如,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低或是寬度不夠等,這些都直接導(dǎo)致了我國橋梁工程功能的發(fā)揮得不到有效保障。文章針對雙曲拱橋加大截面加固方法進(jìn)行了技術(shù)上的探討,希望得出的結(jié)論可以給傳統(tǒng)的路橋施工改造帶來技術(shù)上的幫助。

        關(guān)鍵詞:雙曲拱橋;加固改造;影響加載;承載能力

        雙曲路橋施工技術(shù)在我國早期路橋施工方法中具有非常重要的位置,是當(dāng)時最為流行的一種橋梁施工結(jié)構(gòu),這種技術(shù)的發(fā)明對我國交通事業(yè)的發(fā)展起到了極大的推動作用。但是,大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,這種技術(shù)在使用過程中也存在一些問題,主要表現(xiàn)在橋梁結(jié)構(gòu)的荷載量無法達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。越來越多的行車數(shù)量也給橋梁工程結(jié)構(gòu)帶來的壓力越來越大,所以現(xiàn)在工程研究人員必須對這種施工技藝進(jìn)行優(yōu)化,增加雙曲拱橋的承受壓力功效。

        1 雙曲拱橋概述

        近二十多年時間里,我國的公路建設(shè)事業(yè)伴隨著改革開放力度的不斷深入呈現(xiàn)出蓬勃態(tài)勢,公路的服務(wù)水平、通行能力以及使用壽命都得到了極大的提高。尤其是進(jìn)入十二五以后,國家更是進(jìn)一步加大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資力度,使得國內(nèi)各地公路面貌煥然一新。但是,我國幅員遼闊、地理環(huán)境復(fù)雜多樣,就整個公路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析,它在國民經(jīng)濟(jì)中的比例十分重要,但是其設(shè)施以及基礎(chǔ)設(shè)備卻存在著嚴(yán)重的不足,時至今日這些問題都沒有得到根本的緩解。就拿當(dāng)前我們常見到的公路進(jìn)行分析,其中存在著數(shù)以萬計(jì)的舊橋梁結(jié)構(gòu),這些橋梁結(jié)構(gòu)因?yàn)楫?dāng)時施工條件、歷史原因的影響,其本身存在著設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低、施工技術(shù)不成熟且受到多年的使用和缺乏保養(yǎng)影響,多數(shù)的橋梁都已經(jīng)成為危橋。雙曲拱橋作為上個世紀(jì)五六十年代最為常見的橋梁結(jié)構(gòu),在當(dāng)時國民經(jīng)濟(jì)條件下曾經(jīng)發(fā)出了重大的作用和優(yōu)勢,直至現(xiàn)在仍然有著許多雙曲拱橋結(jié)構(gòu)在我國國道、省道以及高速公路上,但是由于結(jié)構(gòu)的局限性和不斷增加的交通流量、荷載壓力,大部分的橋梁結(jié)構(gòu)都已經(jīng)無法滿足交通荷載的要求,成為危橋結(jié)構(gòu),存在著極為嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)和質(zhì)量問題。

        2 案例分析

        2.1 工程概況

        某雙曲拱橋上承空腹式鋼筋混凝土雙曲拱橋,凈跨徑100m,凈矢高20m,矢跨比1/5,每側(cè)7孔腹拱,共14孔腹拱,重力式U形橋臺,擴(kuò)大基礎(chǔ)。橋?qū)?2.00m,橋面布置為1.50m(左側(cè)人行道)+9.00m(行車道)+1.50m(右側(cè)人行道),橋臺兩側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土防撞護(hù)欄,橋面為瀝青表面處置路面,設(shè)置簡易伸縮縫和泄水孔。

        2.2 主要病害及技術(shù)狀況評定

        2.2.1 主要病害

        該橋在長期使用過程中,主拱肋、拱背及拱上立墻(柱)出現(xiàn)多處露筋、鋼筋銹蝕,破損、蜂窩麻面、滲水泛堿等病害;腹拱圈縱、橫向出現(xiàn)嚴(yán)重開裂,縫寬超限居多,尤其是橋面開裂引起滲水嚴(yán)重。橋臺及基礎(chǔ)完好,未見明顯病害。

        2.2.2 技術(shù)狀況評定

        根據(jù)《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》(JTGH11-2004)中橋梁技術(shù)狀況評定方法和標(biāo)準(zhǔn),按照重要部件最差的缺損狀況評定方法。該橋總體技術(shù)狀況等級評定為三類,處于“較差的狀態(tài)”。

        2.2.3 荷載試驗(yàn)評定

        橋梁靜載試驗(yàn)是測試橋梁結(jié)構(gòu)在靜力荷載作用下的內(nèi)力和變形,是對橋梁承載能力最有效的評定方式,其加載位置和加載工況主要根據(jù)靜載試驗(yàn)效率系數(shù)來確定,可采用0.80~1.05,當(dāng)橋梁的調(diào)查、檢算工作不充分時,尤其是缺乏橋梁計(jì)算資料時,其值應(yīng)采用高限。本次試驗(yàn)荷載采用單后軸載重汽車,在加載過程中分成預(yù)加載和2級加載,兩級卸零。加載方式為單次逐級遞加到最大荷載,然后逐級卸到零級荷載。

        3 加固方法措施

        通過以上對路橋施工技藝上的探討,可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的路橋施工技術(shù)在使用的過程中施工人員應(yīng)將操作上的重點(diǎn)放置在加固措施上,主要的原因是路橋施工過程上的承重要求較高,如果達(dá)不到施工上的標(biāo)準(zhǔn),就不能直接投入使用,所以工人開展施工上的步驟時,需要注意以下幾點(diǎn):

        3.1 外包混凝土加大拱肋截面

        開展加固施工上的步驟時,工作人員首先要注意的是先將混凝土進(jìn)行處理,可以使用的方法是外加拱肋,將混凝土上的強(qiáng)度進(jìn)行加強(qiáng)處理,讓混凝土在投入到施工過程中去時可以保障結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性。

        工人在使用這種施工方法開展施工步驟時,主要會遇到了以下兩種情況:

        首先是拱肋與拱波在施工過程中沒有出現(xiàn)穩(wěn)定上的問題,但是橋梁在施工過程中依然會出現(xiàn)裂縫。出現(xiàn)裂縫的原因,主要是因?yàn)楣袄叩膹?qiáng)度沒有達(dá)到相應(yīng)的硬度標(biāo)準(zhǔn),施工人員可以采取的措施是提高拱肋下方的橫截面,在調(diào)整過程中讓拱肋形成一個馬蹄狀的結(jié)構(gòu)形態(tài),這種結(jié)構(gòu)形態(tài)不僅鞏固了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,同時還能讓結(jié)構(gòu)保持完整的整體狀態(tài)。

        另外一種情況是拱肋在施工過程中出現(xiàn)了縱向上的裂縫問題,這些裂縫的出現(xiàn)不僅僅會影響拱肋的穩(wěn)定,與此同時還會給整體路橋施工工程的質(zhì)量帶來相應(yīng)的影響。導(dǎo)致這種裂縫出現(xiàn)的原因,是拱肋與拱波連接部位并沒有按照相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)開展施工步驟,不科學(xué)的施工方法導(dǎo)致建筑整體的結(jié)構(gòu)性不能承受橋梁自身所含有的重力,面對這種問題的出現(xiàn),施工人員應(yīng)該積極開展加固工作,并根據(jù)當(dāng)前的結(jié)構(gòu)實(shí)際情況,科學(xué)地制定出加固施工方法,在原有的施工部位以錨固鋼筋的方法,對原有的拱肋主筋進(jìn)行焊接處理,進(jìn)而提升橋梁工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

        3.2 加厚拱板

        許多雙拱結(jié)構(gòu)的拱橋在修建過程中的質(zhì)量可以得到雙重保障,但是施工人員在對拱波結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理時,往往會因?yàn)檫@部分結(jié)構(gòu)的承受力不高,而導(dǎo)致施工的部位很容易出現(xiàn)縱向上的裂縫,此時,施工人員必須采用加后拱版的方法對拱肋強(qiáng)度進(jìn)行增強(qiáng)處理,與此同時,也要讓拱圈的整體結(jié)構(gòu)得到穩(wěn)定性上的保障,施工人員可以采用混凝土填平技術(shù),將波谷進(jìn)行壓實(shí)處理,接著使用相應(yīng)的施工方法對混凝土上的拱版進(jìn)行澆筑處理。

        結(jié)束語

        通過以上對雙曲拱橋的加大截面加固方法上的內(nèi)容探析,可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)當(dāng)代橋梁施工過程中已經(jīng)取消了雙曲拱橋上的修筑模式。施工人員主要采用的施工技術(shù)是在原有的雙曲拱橋施工方法上,結(jié)合新型的施工方法,對橋梁薄弱的步驟進(jìn)行加固處理。這樣的話,不僅可以讓原有的橋梁建筑繼續(xù)發(fā)揮其使用功能,與此同時,還能增加舊橋的使用壽命。施工人員開展施工步驟時,應(yīng)該著重進(jìn)行橋梁施工結(jié)構(gòu)中的主拱圈加固措施,只有橋梁中的主拱圈穩(wěn)定性得到了保障,才能讓橋梁的整體結(jié)構(gòu)達(dá)到穩(wěn)定性上的標(biāo)準(zhǔn)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]交通部科學(xué)研究院,等.公路雙曲拱橋(上部構(gòu)造設(shè)計(jì)計(jì)算)[M].北京:人民交通出版社,2004.

        [2]顧安邦.橋梁工程(下冊)[M].北京:人民交通出版社,2000.

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