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浅谈桥梁下部结构常用的加固方法

2015-05-30姜贵军

科技资讯 2015年27期
关键词:加固维修桥梁

姜贵军

摘 要:随着桥梁使用时间的增长,损伤程度也会越来越严重,病害会不断发展,为保障桥梁的安全运营,延长其使用寿命,就要在检测评估的基础上,对那些承载能力不足、使用性能较差或耐久性能不满足要求的结构或构件,进行有针对性地维修加固。桥梁加固涉及的内容十分广泛,包括了桥梁實际状况的检测鉴定、加固设计计算、加固方案工艺比较选择以及投资效益的优化等方面。通常桥梁下部结构具有足够的承载潜力,足以满足上部结构补强加固所增加的重量以及活荷载对它的要求。如墩台与基础的承载能力不足,或者上部结构的缺陷、承载能力的降低等是由于墩台与基础的沉降、位移或缺陷等引起的,则应对原桥墩、桥台及基础进行必要地补强加固桥梁墩台与基础的补强加固技术,一般通过对桥墩、桥台结构的补强、限制或减小墩台的位移,或增加原基础的承载能力。

关键词:桥梁 下部结构 维修 加固

中图分类号:U445.1 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)09(c)-0044-02c

1 箍套加固法

当桥墩、桥台等下部结构承载能力不足、施工质量不好、水流冲刷磨损、风化剥落、排水不良以及其他因素如地震、火灾、船舶和漂浮物撞击等造成损坏、变形、侧移及鼓肚等各种病害时,可以对有缺陷的桥墩、桥台等采取外围浇筑一层钢筋混凝土箍套,或粘贴纤维布、芳纶纤维布的方法进行加固补强,其中以钢筋混凝土箍套最为常用。原则上,钢筋混凝土箍套厚度不宜小于10~15 cm,并注意通过植入钢筋、布设化学锚栓与原结构形成整体。

常用的钢筋混凝土箍套加固方法流程如下所述。

(1)在桥墩桥台或桩基上按一定间距钻孔。

(2)在桥墩桥台上植筋或布设化学锚栓。

(3)布设钢筋网。

(4)布设模板、现浇混凝土对桥墩桥台形成箍套,或采取喷射混凝土法施工。

桥台滑移倾斜的处理方法如下所述。

(1)增设支撑:对因墩台尺寸不足,难以承受台背压力而往桥孔方向产生倾斜或滑移的埋置式桥台,可采用修筑撑壁法加固。对于单孔小跨径桥台,为防止桥台滑移,可在两台之间加建水平支撑进行加固。

(2)增设辅助挡土墙:对于因桥台水平土压力太大而引起的桥台倾斜,应设法减小桥台后壁的土压力,可在台背新建挡土墙,以增强挡土能力。

(3)减轻荷载法:筑于软土地基上的桥台,常由于填土较高,而受到较大侧向压力作用,从而使桥台产生前移,甚至发生倾斜。此时,可采取更换台背填土、加厚桥台胸墙等措施来减小土压力。

2 预应力拉杆加固法

当桥台尚未稳定、桥台与拱上侧墙等结构物已经变形时,可采用设置拉杆或锚索的方法进行调整加固。拉杆可采取预应力索或粗钢筋制作,亦可采用预应力混凝土构件。其加固要点如下所述。

(1)计算需要施加的水平大小,根据稳定力矩和倾覆力矩绝对值相等才能保持基底应力均衡的原则,以确定拟施加的水平力大小。

(2)据水平力的大小,设计施工立柱、拉索以及地锚梁。

(3)在桥台后墙全宽范围内人工凿除砌体,浇筑混凝土地锚梁。

安装立柱、拉索、拉杆。

(4)逐级张拉拉杆或拉索到位,并加强监测。

3 桥台帽梁拓宽方法

一些情况下,需要对旧桥进行拓宽,随着上部结构的拓宽,下部结构桥墩、桥台也要随之加宽。当原结构布置有桥台或帽梁时,常常采用接长帽梁(墩台帽)的做法,也可视情况增设新的下部结构。接长帽梁法的要点如下所述。

(1)移走或部分移除原上部结构。

(2)对旧帽梁连接端部混凝土进行凿毛,并凿除原帽梁挡块,使新旧混凝土连接表面粗糙、使主要受力钢筋露出,进行植筋,在新旧混凝土连接表面形成剪力连接键,采用焊接和搭接的方式布设钢筋网。

(3)当接长范围较大时,需在帽梁前后侧面布设体外预应力筋,此时帽梁接长部分内需加密钢筋网,并设置螺旋钢筋网、钢板等预埋件。

(4)支模板浇筑接长部分混凝土、形成整体,完成其他辅助工序。

4 桥墩加高方法

当桥墩沉降过大、影响到桥下净空,对桥梁正常安全运营构成了严重威胁时,或有些情况下,旧桥的设计高程、桥下净空不能适应新的使用条件,此时就可采用桥墩加高的方法,以满足使用条件。在现有的技术条件下,桥墩加高多采用不移除上部结构、直接顶升加高的施工方法。桥墩顶升加高是一项比较复杂专门的工法,既可以顶升梁体、加高桥墩(帽梁),也可以剪断桥墩后、顶升桥墩、再将桥墩浇筑为整体,视需要顶升的量值而定。

5 扩大基础加固法

扩大基础底面积加固法,也称扩大基础加固法。此方法适用于基础承载力不足或埋深不够,而且墩、台又是砌筑刚性实体基础的情况。扩大基础底面积应由地基承载力计算确定。当地基承载力满足要求、而缺陷仅仅是基础不均匀沉降变形过大时,可采用扩大基础底面积加固的方法,扩大基础承压面以满足地基变形为原则。具体施工方法是:在刚性实体基础周围,加石砌圬工或少筋混凝土,扩大基础承压面。新旧基础应注意置入钢筋、牢固结合。

6 增补桩基加固法

当桥梁桩基础基底下存在软弱涡层,或基础底面未设置在坚硬的持力层时;或因桩基础深度不足;或由于水流冲刷过大等原因造成墩台倾斜墩台会产生沉降;或因船舶、漂流物撞击而导致桩端头损伤,此时,桩基础会产生沉降、倾斜、破损等各种病害。对于这一情况,采用增补基桩加固是一种有效的加固方法。增补桩基加固法是基础周围补加钻孔桩(或打入钢筋混凝土预制桩、钢管柱),扩大原承台或基础、并牢固结合,以此提高基础承载力、增强基础稳定性。

7 人工地基加固法

高压旋喷注浆法。在墩台基础周边,用钻机将旋喷注浆管置于预计的地基加固深度,借助注浆管的旋转和提升运动,用一定压力从喷嘴中喷射液流,冲击土体,把土和浆液搅拌成混合体,固结后与原基础连成整体,地基承载力得以提高。

8 结语

先天缺陷和后天病害的不利影响往往会结合在一起,如果再遇上荷载和外力的临界组合,则很容易使桥梁发生连锁反应,波及到更多的位置,发展成更大的损坏,乃至危及桥梁的安全。所以确保建成的桥梁下部结构保持良好的运营状态和正常的使用功能,当务之急是及时对桥梁下部结构进行检查,在未出现更大的损伤之前采取维修加固措施,以控制病害发展或把病害弄清楚。

参考文献

[1] 张劲泉,王文涛. 桥梁检测与加固手册:上[M].人民交通出版社,2007.

[2] 张劲泉,王文涛.桥梁检测与加固手册:下[M].人民交通出版社,2007.

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