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竹溪桥的维修与加固
2010-05-21 来源:网络

竹溪桥位于湖州市和孚到新市公路K6+750处。该桥始建于1990年,设计荷载为汽车-15,挂-80,洪水频率为1/50,上部结构为简支钢筋凝土空心板梁,下部结构为钢筋混凝土钻孔灌注桩,桥梁组合配跨为3×17m,桥宽为7.6m。该桥于1991年通过竣工验收并交付使用。

    本桥梁的桥面系从1997年开始出现早期破坏,具体表现为桥面铺装层网裂、露筋、空心板绞缝处纵向开裂。由于交通量的增大,重交通车辆的增多,且桥梁跨径l7米为非预应力空心板,活载冲击力较历害,板梁挠度较大,板底有较多细小裂缝。有的宽度已超过规范允许值。但经实地观察,桥梁下部结构完好。为此,决定对竹溪桥进行维修加固。

    工程于1999年下半年完成,通过近二年多的行车考验,证明维修与加固方案是成功的。

    1 竹溪桥早期损坏的原因分析

    1.1 设计上的失误

    1.1.1 空心板的绞缝过于薄弱,由于空心板之间无箍筋或顶面无预埋筋相连,仅靠绞缝之问的混凝土及桥面钢筋连接,受力性能较差,无法承受重交通车辆的冲击,绞缝处出现纵向开裂,而裂缝引起雨水渗入,加速了桥面早期损坏。

    1.1.2 桥梁跨径采用17m非预应力空心板,断面尺寸采照16m非预应力空心板,建筑高度为75cm,由于跨径大,板梁在自重及重交通车辆作用下,板梁挠度增加,加快出现板粱底裂缝的数量及巳有裂缝的宽度。

    1.2 施工上的失误

    1.2.1 铺装层中的钢筋布置不规范,不到位。在凿除老桥面混凝土时看到,网状钢筋规格间距不一,贴近梁板顶面,没有按规范要求放在铺装层顶面以下25-30cm处,抗裂钢筋未能发挥应有的抗裂作用,使桥面过早出现裂缝。

    1.2.2 桥面施工过程中,混凝土强度偏低,级配不良,碎石偏大,从凿除旧混凝土过程中看到集料离析严重,造成混凝土强度不均匀,局部不足,在受到车辆等活载作用下引起早期破坏。

    1.2.3 桥面施工过程中,梁板顶面冲洗不清,造成有隔层现象,违背了原设计理论,而17m空心板建筑高度只有75cm,刚度无法达到设计要求,车辆活载作用下,造成梁板振动加剧,挠度增加,出现了梁板底裂缝的增多及缝宽增大等现象。

    2 竹溪桥上部结构维修与加固方案

    由于整个桥面铺装层已出现网裂,必须凿除重浇,而原设计荷载只有汽-15,挂-80,为了适应现有重交通的需要,将其荷载加固提高到汽-20,挂-100。针对以上二种情况,分别对其进行维修及加固。

    2.1 桥面补强的修复设计

    由于原上部结构设计和施工上存在不尽人意,造成了桥面过早损坏等缺陷。为了提高桥梁整体承载能力,对桥面重浇进行补强加固设计。原桥面铺装层平均厚度为8cm,现采用平均厚度12cm;原混凝土强度为C25,现将混凝土强度提高到C40;原钢筋网片采用Φ6.5@20×20cm,现调正成Φ8@10×10cm。处理后的板梁有效高度增加6cm.扣除自重影响,整个梁板的抗弯能力增加了10%左右.改善了绞结梁体横向的分布,从而提高了桥梁的承载能力。

    2.2 桥梁荷载提高的加固设计

    原设计的荷载巳不能满足现有的交通量,为了提高桥梁的通行能力,在空心板底面采用环氧树脂粘贴8#槽钢进行加固。经计算,在每一空心板底粘贴3根槽钢后能达到汽-20要求。经挂-100荷载验算,桩基、盖梁,梁板的受力及挠度均能满足设计规范要求。

    3 桥梁维修与加固的施工

    3.1 桥面补强操作程序

    3.1.1 凿除老桥面铺装层,并凿毛梁板顶面,使其表面粗糙,成齿状形,凹槽约1.5cm左右。

    3.1.2 清除梁板顶面,使其干净,并保持干燥。

    3.1.3 按照设计要求制作钢筋网片并按规范要将其置于铺装层顶面下3cm左右。

    3.1.4 浇筑桥面铺装层。

    3.1.5 混凝土养生。
 


    3.2 桥梁提高承受荷载能力的加固操作程序

    3.2.1 放样,按设计要求标出加固时槽钢粘贴的位置。如图1所示。

    3.2.2 槽钢整形,焊接(双面),除锈,为了槽钢与空心板底联接,用电钻钻孔预埋Φ10膨胀螺栓,并用丙酮清洗板底粘贴部位及槽钢。

    3.2.3 按设计配合比(环氧树脂:二丁脂:二乙稀酸胺:丙酮:水泥=100:10:8:10:15)调制环氧树脂水泥浆,然后把水泥浆按规定厚度均匀涂在槽钢上。

    3.2.4 将槽钢平稳吊放到梁板底并对准螺栓,旋紧螺帽,使水泥浆密实。为了防止水泥浆外流,可在槽钢顶面二侧,用环氧树脂粘贴泡沫板,并高出槽钢顶面1.5厘米。

    3.2.5 待24小时环氧树脂水泥浆固结后,清除泡沫板,检查环氧树脂水泥浆是否密实,如有气孔,压入环氧树脂进行补实,直至密实为止。

    3.2.6 对板底的裂缝压人环氧树脂进行封密处理。

    3.2.7 清理槽钢,然面进行油漆,保养。

    4 结论

    竹溪桥上部结构的维修加固完工近二年了,通过这段时间的交通运车考验,消灭了桥梁病害,承载力明显提高,并且加固费用仅14万元,如将上部结构全部更换需化费约30万元,二者相比,节省了一半费用。这说明竹溪桥的维修和加固是成功的。

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