一、工程概况
本项目为永登(徐家磨)至古浪高速公路徐家磨至屯沟湾段,起点位于永登县红城镇徐家磨。通过交通量预测,本路段将于2012年前后达到饱和,其公路服务水平逐渐下降,已不能满足经济发展的需求,提高道路等级和通行能力十分必要。由于现有公路技术标准低、路况差、抗自然灾害能力弱、交通适应性低,不能满足国道主干线公路“快速、安全、经济、舒适”的要求,已成为制约国道主干线的交通瓶颈,与其功能不相匹配,必须进行改扩建
在桥涵改扩建方面,通过对路段桥梁现状的调查、评估和结构验算,深化拼宽方案,减轻基础不均匀沉降影响。对既有桥梁构造尺寸不满足规范要求的予以补强加固,保证拼宽后桥梁整体的安全性和耐久性。
本合同段共有桥涵构造物164座,其中中桥4座,立交6座,小桥5座,桥式通道26座,涵洞118座。
典型桥梁概貌
二、技术标准
1.公路等级:原徐古公路:汽车专用二级公路
改建后公路:高速公路
2.计算行车速度:80 Km/h
3.设计荷载:原有公路:汽车-超20级,挂车-120
建成后:公路Ⅰ级
三、结构现状
3.1 预应力/钢筋混凝土空心板
1、空心板跨中底板出现横向裂缝,裂缝宽度一般为0.05~0.15mm,最大裂缝宽度达0.20mm。
2、部分板底出现纵向裂缝,裂缝宽度0.1~0.2mm;裂缝从梁端头向跨中发展,少量裂缝贯穿全跨。
3、少量空心板板底局部存在空洞、麻面、混凝土剥落、钢筋外露现象。
4、部分板间存在铰缝渗水现象,有白色粉末状钙化物析出。
3.2 下部结构
1、个别桥梁桥墩盖梁局部开裂,桥墩有环向开裂,裂缝宽度小于0.2mm。
2、个别桥涵桥台/涵台前墙有不规则横、竖向开裂,部分盖板通道(涵洞)涵台局部存在较多横、竖向裂缝,且裂缝宽度最大可达0.5mm。
3.3 桥面铺装
1、全线大部分桥梁桥面铺装有开裂现象。
2、桥面连续处破损、开裂严重。
3.4 桥梁支座
少数桥梁部分支座脱空、滑动,不能完全与梁体接触,使空心板形成三点受力。
3.5 桥梁伸缩缝
1、部分桥梁伸缩缝橡胶条断裂、混凝土破碎。
2、大量伸缩缝间填充灰土垃圾,已经抵死失去伸缩功能,影响结构受力。
3.6 桥梁排水设施
个别桥梁没有设置泄水管或泄水管设置不当,少数泄水孔堵塞、破损严重。
3.7 桥梁护栏
1、少数桥梁混凝土墙式护栏局部存在混凝土缺损。
2、部分桥梁波型梁护栏被车辆撞坏,局部损毁、缺失。
四、补强设计要点
4.1 预应力/钢筋混凝土板病害分析及处理措施
1、根据现场检测情况和桥涵结构验算报告,推断钢筋混凝土板跨中底板横向裂缝的产生为受力裂缝,裂缝发展受长期超载的影响严重,本次改造桥面又加铺4cm沥青混凝土,综合考虑后(与粘贴钢板进行技术经济比较)采取换板处理,钢筋混凝土板采用通用图。
2、预应力空心板本次改造在原桥面加铺4cm左右厚沥青混凝土,设计采用板底粘贴钢板(与粘贴碳纤维及体外预应力进行技术经济比较)。
4.2 裂缝处理
由于裂缝的存在,使得潮湿空气进入结构内部,引起结构内部钢筋的锈蚀,最终导致结构的承载能力降低,影响到结构的正常使用,因此,对桥梁裂缝进行相应的处理非常必要。本设计根据裂缝宽度大小分两种情况对裂缝进行处理,处理方法如下所述:
1、宽度<0.15mm的裂缝进行表面封闭,封闭材料采用环氧砂浆。
2、宽度≥0.15mm时的裂缝应首先骑缝开设V槽,然后将V槽封闭并进行灌浆处理。
4.3 混凝土缺陷及外露钢筋处理
对于主梁及下部结构存在的蜂窝、麻面、混凝土剥落、掉块、缺损、凹陷等缺陷,首先将缺陷部位表层的松散混凝土全部凿除,露出新鲜混凝土,然后利用人工除锈的方法对缺陷部位的外露钢筋除锈,并将混凝土表面清理干净,最后利用改性环氧混凝土(或改性环氧砂浆)对缺陷部位进行修补,修补材料的强度不小于原构建混凝土的强度等级。
4.4 横坡变坡、加高处理
本合同段桥梁的桥面横坡均由墩台帽调整,在墩台帽顶设支承垫石调整标高。
1、旧桥为单向横坡,不需要调整梁顶标高的桥梁有::沙沟中桥,庄浪河一号大桥,庄浪河二号大桥,清水河分离立交。
2、旧桥为单向横坡,需要通过在墩台帽顶设支承垫石调整。
3、旧桥为双向横坡,需要通过在墩台帽顶设支承垫石和三角垫层调整梁顶标高。
4、旧桥为双向横坡,只需要通过在墩台帽顶设支承垫石调整梁顶标高。
垫石施工时要将原桥墩台帽顶垫石部位混凝土凿毛,桥台设置三角垫层的台帽,三角垫层下台帽需凿掉5cm混凝土,露出台帽顶层钢筋。
桥台背墙通过接长处理,接长时凿除部分原背墙(拆除背墙时注意保留原背墙钢筋),接长背墙与原背墙钢筋焊接接长。
因本项目是旧桥处理,设计总支撑高度及背墙加高高度与实际有出入,施工时要以垫石顶标高和背墙顶标高控制,保证桥面平顺过渡。
4.5 桥面铺装处理
铲除原桥面铺装及调平层,在主梁上种植钢筋,浇筑10cm调平层,改变原桥梁桥面横坡。并在混凝土调平层顶部增设桥面防水层,最后再铺设9cm沥青混凝土桥面铺装。
原台后搭板上直接铺设路面结构层,不做特别处理。
4.6 空心板铰缝处理
1、对于调离粱片的桥梁,更换相应破坏铰缝;
2、对于单板受力板,更换铰缝;
3、对于漏水严重铰缝予以更换;
4、对于完好铰缝予以保留。
最终工程量以实际发生量为准。
4.7 支座处理
对于脱空、安装位置不正或没有完全参与受力,但本身质量尚好的支座,通过对支座垫石及梁底调平三角垫层(或调平钢板)进行修复、改造(或增设)加高等措施,使支座处于水平受力状态并完全参与受力,对于将主梁移位的粱片全部更换支座。
由于改造横坡的梁板底部钢板为反向横坡,通过楔形钢板或者梁板间错台调整横坡(各桥视原桥调坡方式而定),楔形钢板和原钢板采用环氧胶连接,钢板连接前要打磨除锈。
4.8 挡块、防震锚栓防震处理
由于桥梁横坡的改变,一侧空心板抬高较多,故对挡块加高,防震性加固遵循以下原则:
1、挡块处理
(1)抬高较多一侧桥墩受位置及尺寸限制,采用拆除部分挡块(拆除挡块时保留原挡块钢筋),在挡块中间种植钢筋,新旧挡块钢筋焊接。
(2)抬高较多一侧桥台挡块均拆除重建,桥台挡块通过种植钢筋处理。
(3)如果不抬高侧墩台挡块完好不予处理,如果损坏予以拆除重建。
2、防震锚栓处理
(1)变坡或抬高较大的桥梁防震锚栓加焊钢筋抬高处理。
(2)更换上部板的桥梁、通道,抬高较小侧种植防震锚栓,抬高较大侧在三角垫层内预埋防震锚栓。
4.9 伸缩缝处理
由于设计路线比目前桥面标高均有所抬高,故桥梁伸缩缝全部更换处理。
4.10 护栏、排水设施的处理
本次改造拆除原护栏及排水设施,重新设置护栏及排水设施,泄水管间距5m,并保证在距离伸缩缝端头布置一套泄水管。泄水管图纸参照通用图,设计图中已计入套数。
4.11 护坡、锥坡处理
1、对存在轻微开裂的锥坡护坡,采用水泥浆灌缝;
2、对存在塌陷,大面积破损的锥坡,应按原锥坡重新砌筑。