农村公路桥梁加固方法及实例
(3)、修筑承台法
由于地质不良等原因,桩基承载力不足,造 成桩基的不均匀沉降。 ①、我们对此可以在河水冲刷线以下(不被 水冲刷的部位)对桩基进行增加承台,达到 增加承载力的效果如图1-2-4所示。
修筑承台法示意图
系梁
新增承台
图1-2-4
②、施工要点:
(a)、挖掘承台基坑,对基础地面进行压实处 理。 (b)、对桩基增加承台部位进行凿毛处理,并 钻孔植筋,增加混凝土连接。 (c)、绑扎承台钢筋骨架,并将钢筋骨架与桩 基植筋焊接。 (d)、浇筑承台混凝土,然后对基坑进行回填。
(d)钻孔、植筋 按照图纸在现场定出钻孔位置,用凿岩机、电锤钻孔,钻孔完成 后用高压气将孔内吹干净,然后用丙酮清洗剂将孔内清洗干净, 等孔内干燥后按环氧胶泥配比配制环氧胶泥,进行植筋。 (e)钢筋绑扎 将拱肋钢筋均匀放到支架上,先将横系梁钢筋先吊起固定,再绑 扎拱肋主钢筋,将拱肋主钢筋固定好以后将拱肋骨筋按图纸尺寸 绑扎。 (f)摸板支设 先将加工好的摸板放到支架上,然后将模板根据实际情况立好, 立好模板后然后进行加固校正。 (g)浇筑混凝土 在搅拌场按施工配合比拌好混凝土后,用自卸车拉到施工场地, 拱肋浇筑混凝土时,先用导管将混凝土导到支架上,用人工填料, 然后用振动泵捣实,再用木抹子抹平。 增大拱肋及横系梁截面,加固后效果如图3——1所示。
安康关庙桥粘贴钢板
粘贴钢板图2-1-1
粘贴碳纤维图2-1-2
施工中搭设支架
吊架搭设图2-1-3
②、从内因角度通过调整内力提高主梁的承
载力
改变原桥的结构体系,采取将简支梁体系改变为 连续梁体系、加八字支撑改变桥梁的跨径,或通过外 加预应力将主梁结构由纯弯结构改变为压弯结构,减 少原桥主梁承受的荷载内力,从而减少主梁承受的拉 应力,可以达到加固主梁,提高承载力的目的。
农村公路桥梁加固方法及实例
一、桥梁基础的加固方法 二、梁板桥上部结构的加固方法 三、拱桥上部结构的加固方法 四、工程实例
一、桥梁基础的加固方法
桥梁基础分为浅基础和深基础两类:浅基础中刚 性扩大基础最为常见;深基础中桩基础最为常见。 1、刚性扩大基础的加固方法
扩大基础加固法 桥梁基础扩大底面积的加固,称为扩大基础加固法。适 用于基础承载力不足,或埋设太浅,而墩台又是刚性实体式 基础时的情况。在刚性实体式基础周围加石砌圬工或混凝土, 以扩大基础的承载面积,来提高承载力,如图1-1所示。
系梁
围护结构
河底线
图1-2-1
②、下游水流急,对桥墩部位掏空比较严重,我们可以
采取在桥墩下游修筑潜墙的方法,对桥墩下进行强制式淤 积,来保持水土,达到保护桩基的效果,如图1-2-2所示。
系梁 水流 潜墙 河底线
图1-2-2
(2)、加大桩基法
①、由于车流量和车载重的不断增加,原桩基的强度 现不能满足要求,我们可以采用此办法进行加固处理, 从而满足要求如图1-2-3(柱式桥墩也可采用此加固方 法)。
墩身
新基础
原有基础 图1——1
2、桩基础的加固方法
桩基础常见的病害有:桩基外露、不均匀沉降、桩基 破损、露筋等缺陷。针对桩基的病害的处理及加固办法通 常有:保持水土法、加大桩基法、修筑承台法、缺陷修补 等。
(1)、保持水土法
由于河床桩基的冲刷加之河道的大量采砂, 导致河床下切,桩身外露。 ①、如果下游河水较为平缓,以后冲刷下切 不会过大,且桩基外露距离下,我们可以采 用石笼或混凝土将其桩基围护,如图1-2-1 所示,避免造成对桩基继续冲刷破坏。
4、改变结构体系加固方法
(1)、改变结构体系加固概念 改变加固体系加固,实际就是通过改变桥梁结构体 系以减少梁内应力,例如:简支梁下增设支架或桥 墩;把简支梁改变为连续梁等。 (2)、简支梁变为连续梁 采用在简支梁下增设临时支墩,或把相邻的简支梁 加以连接的方法,可改变原有结构物的体系,由简 支变为连续梁。 将多跨简支梁的梁端连接起来,变为多跨连续梁, 以改善结构的受力状况,提高桥梁的承载力,其基 本做法如下:
(1)、钢筋混凝土拱圈加固 (a)平整场地 对桥底进行清理平整并且夯实。为搭设支架作好前期准 备工作。 (b)搭设支架 利用钢管搭设支架,支架为承力架,要承受施工人员的 施工、模板的支护、混凝土的浇筑等。所以必须搭设结 实、稳定、不变形。 (c)钢筋绑扎 将拱板钢筋均匀放到支架上,然后按照设计图纸和规范 要求绑扎钢筋。
2、双曲拱加大截面的加固办法
(1)、粘贴加固法 为加固双曲拱桥拱肋强度,可以在拱肋表面 清理整洁后,采用环氧砂浆粘贴钢板或钢筋的方 法来提高其承载能力。在拱圈产生裂缝或承载力 不足时,采用该方法加固效果明显。粘贴钢板或 钢筋主要置于拱肋截面下,一般可视具体情况选 定材料尺寸,钢板厚度宜为4~10毫米,过厚时施 工比较困难。粘贴钢板时可以与锚栓锚固钢板配 合,加固效果更好。
3、体外预应力加固方法与技术
预应力加固是指运用预应力原理,在增设构件或 原有构件中,施加了一定初始应力的一种加固方法。 对于钢筋混凝土或预应力混凝土梁板,采用对受 拉区施以预加压力的加固方法,可以抵消部分自重 应力,起到卸载作用,从而能够较大幅度的提高梁 的承载能力(30%---40%)。 用预应力方法加固桥梁结构时,应考虑的主要问 题有:施加预应力方式方法;预应力损失的估计和 减少预应力损失的措施;以及预应力加固的计算等。
(d)支护拱板模板 钢筋整体性全部绑扎好后,支护拱板模板,支护模板从 两头拱角支起,对称支模。先将加工好的摸板放到支架 上,然后将模板根据实际情况立好,立好模板后然后进 行加固校正。支模必须保证钢筋的保护层尺寸和模板的 线形、稳固性。 (e)拱板混凝土浇筑 拱板模板经检查符合要求后,严格按照配合比配料,进 行混凝土浇筑,浇筑时注意振捣密实,混凝土从两头向 中间对称浇筑,保证拱桥受力均衡,拱顶浇筑时预埋压浆 管。 (f)拱顶压浆 拱顶混凝土浇筑后,对拱顶进行压浆处理,压浆从下管 压浆,浆液从上管冒出为宜,确保拱顶混凝土浇筑的密 实度。
(2)、桥面加厚补强
当原桥的承载力不足,截面面积过小,而墩台 及基础较好,承载力较大,为了方便施工,有的桥 将原有桥面铺装层拆除,在桥面板上浇筑一层新的 钢筋混凝土补强层,用以提高桥梁的抗弯刚度,这 种加固补强方式称为加厚法。 要点:为了使新旧混凝土有良好的结合,应把 原桥面板表面凿毛、清洗,每隔一段距离植筋,作 为剪力筋。同时铺设钢筋网,以增强桥面板的整体 性和抗压能力,防止新浇筑的混凝土补强层开裂。
综上所述,无论采取何种加固方法和加 固技术,无论采取外部条件改变主梁的结构 性能,还是通过结构体系的改变调整主梁的 内力的加固方法,其基本原理都是为了减少 主梁承受的拉应力或增强主梁承受拉应力的 能力,满足结构受力的需要,提高原桥梁的 承载力。
2、增大梁板截面加固方法
(1)、增大梁肋加固法
在现有桥中,有一部分桥梁是属于T型梁,这 类桥常因为截面高度不够或面积过小,导致承载力 不足,出现病害。对于这部分桥梁,通常是将梁的 下缘加宽加强,扩大截面,并在新混凝土中增设受 力主筋。在靠近支座处,主筋上弯,与原结构主筋 相焊接。 要点:在浇筑新混凝土截面时,为保证新旧混 凝土之间有良好的粘结,须在浇筑混凝土前,先将 结合部位的旧混凝土表面凿毛,露出骨料,清洗干 净。同时每隔一定距离凿露出主筋,以便通过锚固 钢筋将新增加的主筋与原结构中的主筋相连接,新 增加的混凝土一般采用理
尽管目前梁板式桥梁加固、提高承载力 的方法和技术种类繁多,但基本原理却是相 同的,归纳起来都是遵循力学的基本原理, 从桥梁结构的外界因素和内在状况改变的角 度进行加固补强,提高承载力。
①、从外因角度通过结构性能改变,提高主梁的 承载力
(a)、增大主梁截面面积 采用增加主筋,喷射混凝土、现浇混凝土、外包混凝土加大主 梁截面尺寸,以及加厚桥面增加辅助构件等加固方法,都是属于增 加主梁截面的加固方法和技术。采用增大主梁截面的方法加固,其 目的是增加主梁截面的惯性矩或几何抗弯模量,当荷载产生的内力 不变,或荷载等级提高时,通过改变截面面积的途径,减少主梁截 面的承受的拉力,使其不超过主梁材料性能承受范围,从而达到加 固主梁,提高承载能力的目的。 (b)、增加主梁的强度 对主梁采用环氧砂浆粘贴钢板、碳纤维等高强材料,增加主梁 的强度,都是属于此类加固方法和技术,如图2-1-1~2-1-2所示。
图3——1增大拱肋及横系梁截面加固后效果图
四、工程实例
1、咸阳市1#渭河桥桩基加固工程 (1)、工程概况 咸阳市1#渭河桥,全长640米,其结构为32×20米 的箱梁,双柱式桥墩、钻孔灌注桩。是通往咸阳市 区的主要线路,随着近年来现代化物流的迅猛发展, 原有桥梁的通行能力和承载力已不能满足需要,桥 墩出现不同程度的沉降,从而影响桥跨结构的正常 使用。 经检测,桥梁7#~17#号桥墩均出现不均匀沉降,桥 墩下部出现明显裂缝,并有混凝土剥落现象。属于 危桥。如图4-1~4-2所示。
图4——1
图 4——2
(2)、施工内容:
(a)、在桩基下挖5.5米位置设承台,上层为12×2.5米承台、下层为 13×3.5承台,为阶梯状分布。 (b)、对原桩基凿毛,在承台以上至系梁以上1米位置(裂缝范围)浇 筑混凝土加大桩基。 修复方案: (a) 、挖基坑至承台设计标高,并用排桩围堰,要求有足够的施工空间; (b) 、对桩基凿毛处理,清除桩基表面泥土,露出新混凝土骨料; (c) 、承台位置的植筋,必须孔内不能进水,并保持干燥,然后方能植 筋; (d) 、等植筋强度形成后,用水泥砂浆处理承台地基; (e) 、绑扎承台钢筋,与植筋连成整体; (f) 、支护底层承台模板,进行加固,确保模板达到规范及设计要求后 浇筑混凝土; (g) 、绑扎桩基钢筋,钢筋伸入承台内,连接成整体; (h) 、然后进行上层承台工序(与底层承台相同); (i) 、支护桩基模板,保证几何尺寸和垂直度,进行混凝土浇筑。