橋梁加固設(shè)計論文
時間:2022-05-18 04:09:45
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1橋梁現(xiàn)狀及病害成因
橋址區(qū)地形較平緩,跨越的溝渠中部局部地段為負地形,大致呈鍋底狀,雨季排水較為不暢通,并經(jīng)常存有死水灘,隨后幾日,緩慢下滲至地下深處。根據(jù)原始勘察資料,橋址區(qū)0~10.0m范圍內(nèi)黃土(粉土)具Ⅱ級非自重濕陷性(中等),濕陷系數(shù)δs=0.023~0.080,自重系數(shù)δzs=0.015~0.034,自重濕陷量Δzs=6.19cm,總濕陷量Δs=56.88cm,橋臺基礎(chǔ)持力層位于該地層上,雖采用0.5m厚灰土墊層進行地基處理,但處理范圍僅在基礎(chǔ)之下局部范圍內(nèi),對基礎(chǔ)周圍地表水的下滲未起防水作用,從而使地表水擴散運移至基礎(chǔ)以下濕陷性黃土之中,在荷載作用下,產(chǎn)生濕陷下沉。其下沉速度較為緩慢,且隨季節(jié)具有一定的規(guī)律,在雨季期間,下沉較迅速,雨季后地下水下滲至地表深處時,下沉較為緩慢或停止。根據(jù)地勘報告,基底附加應(yīng)力為203kPa,第一層土的平均附加應(yīng)力+自重應(yīng)力約為124.5kPa,大于9.4m以上土層的濕陷起始壓力,故第一層土在上部荷載作用和浸水狀態(tài)下,0~9.4m范圍內(nèi)將會產(chǎn)生附加濕陷變形,變形量為56.88-2.46=54.42cm。據(jù)以上綜合分析,橋臺地基沉降量主要由濕陷變形量和土層壓縮變形量組成,其總的變形量為54.42+8.223=62.64cm,目前已沉降約33cm,完成總沉降的52.7%,以后還會繼續(xù)下沉,因此對其進行加固是非常必要的。
2橋梁的加固設(shè)計
本文針對其出現(xiàn)的橋臺整體沉降的病害提出了兩個具體加固方案。
2.1方案一
a)在原兩側(cè)橋臺前1.35m加設(shè)雙柱式橋墩,形成(1.7+12.6+1.7)m跨徑的雙懸臂板結(jié)構(gòu),橋臺的支撐作用慢慢消失,新的柱式墩主要起支撐主梁作用,b)鏟除后期養(yǎng)護逐年增加的瀝青混凝土,以減輕上部恒載,利用液壓頂升設(shè)備將空心板抬升,恢復原橋面的設(shè)計標高。c)在墩頂原鋪裝層增設(shè)一層直徑25mm的鋼筋網(wǎng)用以承擔墩頂負彎矩。d)墩蓋梁達到設(shè)計強度后,頂升主梁,落梁于墩頂支座上,形成雙懸臂結(jié)構(gòu),完成體系轉(zhuǎn)換。e)將原橋的背墻和側(cè)墻均相應(yīng)進行加高,原橋臺基礎(chǔ)周圍需做防水封閉處理,以防止其繼續(xù)滲水下沉。
2.2方案二
a)先采用直徑為127mm的鉆頭鉆孔,鉆孔按梅花型布置,孔間距為1m,鉆孔深度為7m,要求鉆孔必須穿透原橋的擴基底部,用直徑為127mm的PVC管做護壁。b)通過PVC管將直徑為110mm,長度為8m鋼管樁垂直擊打到原橋擴大基礎(chǔ)底以下8m處,利用鋼管樁加固原有橋位處的地基,通過樁土復合作用共同承擔橋梁的上部荷載。c)為了減輕上部的自重,鏟除原橋面瀝青混凝土鋪裝25cm,利用液壓頂升設(shè)備將主梁進行頂升,梁下墊增高度為25cm焊接好的槽鋼,同時更換原橋支座。d)待主梁放下與支座緊密結(jié)合好后,需對橋臺處進行橋面連續(xù)的施工,澆筑鋼筋混凝土和瀝青混凝土,重新攤鋪瀝青混凝土鋪裝層。e)原橋臺基礎(chǔ)周圍需做防水封閉處理,以防止其繼續(xù)滲水下沉。
3設(shè)計方案比對
針對前述橋梁病害以及現(xiàn)行橋梁規(guī)范,為徹底消除隱患,保證現(xiàn)有橋梁的正常使用,本文擬定了兩個加固設(shè)計方案。
4結(jié)論
本文通過K706+547小橋整體沉降病害的分析,對其提出了兩種加固方案,最終通過造價、施工工藝、加固效果的比較確定方案一為推薦方案。通過MIDAS-civil軟件對加固后的橋梁主梁進行了計算分析,根據(jù)《公橋規(guī)》對其正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力進行了驗算,包括短期效應(yīng)組合,長期效應(yīng)組合和基本組合下主梁的應(yīng)力均滿足要求,這說明針對這種病害通過增加橋墩改變原橋的結(jié)構(gòu)體系的加固方案,在理論和實際當中均是合理可行的,對以后該類型橋梁的病害加固提出一定的指導意義。
作者:邱建冬單位:山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院