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        高速公路改擴建中的橋梁沖刷加固技術分析

        2021-03-05 06:32:10胡清和
        工程與建設 2021年6期
        關鍵詞:遺漏管養(yǎng)河床

        胡清和, 李 濤

        (1.安徽省交通規(guī)劃設計研究總院股份有限公司,安徽 合肥 230088;2.公路交通節(jié)能環(huán)保技術交通運輸行業(yè)研發(fā)中心, 安徽 合肥 230088)

        1 既有橋梁沖刷病害遺漏

        高速公路改擴建項目,橋梁主要設計內容為拼寬設計及根據(jù)檢測報告上的病害進行加固設計。但經(jīng)常存在檢測未能發(fā)現(xiàn)水面以下橋墩及樁基的沖刷病害(圖1),而導致遺漏樁基沖刷,無沖刷加固設計,導致后期施工的變更,造成工期延后,造價增加等問題。

        圖1 橋墩沖刷現(xiàn)狀

        做到以下幾點,有助于避免遺漏橋梁沖刷病害:

        (1) 外業(yè)調查階段,調查(檢測)可能是在汛期,水位較高,未能發(fā)現(xiàn)橋墩和樁基的沖刷病害。但是其實一個項目從前期的工可到施工圖設計,整個周期應該都會超過1年時間,在整個設計周期內至少能經(jīng)歷一年四季的一個輪回,如果設計人員有意識地在旱季枯水季節(jié)去補充該部分的調查,設計時是可以避免這種問題的發(fā)生。

        (2) 收集資料階段,內業(yè)設計之前,需收集高速公路管養(yǎng)部門的年檢記錄,橋墩的沖刷不是短時間內造成的,正常的管養(yǎng)健康檢查記錄,應該都能體現(xiàn)這種病害。

        (3) 內業(yè)設計階段,設計人員對這種存在一定未知的風險情況,缺乏敏感性。在不能確定既有結構是否存在質量問題的情況下,盡量在設計過程中考慮一定相關的工程量。

        2 充分分析、利用橋梁之前加固方案的使用情況,來指導新的加固設計

        對于有沖刷病害的橋梁,在對沖刷加固設計之前,應核查本橋梁之前是否有過沖刷加固,因為此類橋梁往往存在多次加固可能,如果之前有對部分橋墩樁基加固設計過,應該對已加固過的橋墩現(xiàn)狀情況進行分析,之前加固過的橋墩經(jīng)過多年的使用以及流水沖刷的考驗,根據(jù)現(xiàn)狀情況來分析之前的加固方案的合理之處以及不足之處,以供本次加固設計提供經(jīng)驗及借鑒之處。

        如果本橋未有沖刷加固過,應收集該河流上下游橋梁的加固資料,加以分析加固后使用情況,以供本次加固設計提供經(jīng)驗及借鑒之處。

        3 針對沖刷病害的橋墩加固設計

        針對橋墩沖刷問題所做的加固設計,其實是要解決兩個問題,一是解決河床沖刷問題,二是解決橋墩及樁基礎沖刷問題。二者即是關聯(lián)的又有獨立的。因為如果河床一直沖刷掏空,樁基礎受沖刷的長度也會越來越長,反之如果河床穩(wěn)定不沖刷了,樁基沖刷深度也不會進一步擴大。但是為什么說又有獨立的?如果樁基質量非常好,也有較好鋼套筒防護,沖刷對樁基本身的質量基本影響不大,但是河床在不斷的沖刷,最終導致樁基的有效長度不夠或者甚至完全暴露,這樣樁基質量再好也不行。反過來,如果河床防護很好,不存在掏空下沉,但是河床以上的橋墩或樁基已經(jīng)被沖刷嚴重,鋼筋外露,有效截面減小,這樣的橋墩也是不行的,所以說河床沖刷和樁基沖刷既是相關聯(lián)的又是兩個獨立的問題。

        河床沖刷問題:判斷河床有沒有繼續(xù)沖刷,掏空的可能,如果沒有已經(jīng)到了最大沖刷深度,或者說已經(jīng)到了巖層,或者之前的防沖刷處理比較成功,這樣的話可能就不會繼續(xù)沖刷掏空,河床趨于穩(wěn)定,此時只需采用和之前類似的河床防沖刷的鋪砌方案來應對河床沖刷。

        如果河床沖刷掏空現(xiàn)象未停止,則需要進一步研究對河床防沖刷的方案,可能就是需要對整個更大范圍內的河床進行石籠鋪砌或者其他方案,才可能對防止河床的進一步?jīng)_刷有更好的效果?;蛘呤欠駱蛭桓浇嬖谔陨橙∩车膯栴}導致,這就需要相關部門對河道保護進行管控。

        橋墩墩柱及樁基加固:首先判斷有效樁長是否滿足要求,如果有效樁長滿足要求,則只需對沖刷受損的部分以及河床以下一定范圍內進行加固,使得其強度達到設計要求,并阻止沖刷病害的進一步發(fā)展。如果判斷有效樁長不滿足要求,那就需要采取加樁的形式(比如常見的扁擔樁加系梁)的方式來加固(圖2),來增加樁基承載能力。

        圖2 橋墩沖刷加固照片

        4 結 論

        (1) 老橋外業(yè)調查盡量在枯水季節(jié)進行,否則就需要補充調查;在設計之前需收集管養(yǎng)避免的養(yǎng)護資料及檢測資料;在存在沖刷現(xiàn)象的河流,橋梁下部結構勢必存在沖刷問題,設計人員應提前考慮。做好以上三點,應該能避免此類問題的遺漏。

        (2) 在做加固設計之前應該充分分析、利用已有的加固方案的使用情況來指導新的加固設計。

        (3) 合理分析河床沖刷問題和基礎沖刷問題,是沖刷加固設計的關鍵所在。

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