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芝峰一桥加固工程实践

来源:233网校 2008-11-28 09:28:00
    3.2原因分析
    3.2.1主拱圈裂缝产生的原因
    该桥在卸拱后,主拱内力重新调整,同时作用两台背的高填土所产生的土侧压力共同起主拱圈裂缝的产生和分离(张开),并逐步延伸至桥台前墙中部(未垂直贯通)。
    (1)经查,建宁台地基土质不均匀,该台后半部分地基土质为强风化泥质页岩,前半部分(主要是前墙基础位置)为粉质亚粘土;江西台地基土质为粉质亚粘土。由于建宁台地基土质明显不均匀,加之河床冲刷、桥台基础局部被淘空等影响,造成建宁台前墙的破坏。桥台地基土质不均匀,引起建宁台基底应力分布的不均匀,不均匀的基底应力分布引起基底应力重分布和应力集中,以及桥台的不均匀沉降。
    (2)桥台高14m,台内填料为亚粘土,透水性差,且桥台侧墙未设置泄水孔,台内高填土产生的土压力的水平分力、土压力的垂直分力对桥台产生的附加应力、台内填土遇水膨胀产生的侧胀力等,加剧了桥台裂缝的发展,并由此向上延伸产生主拱圈两侧裂缝以及建宁台前墙局部自下而上顺桥向外倾变形。
    (3)桥台前墙设计厚度不足(比标准图小60 cm),满足不了因基础下沉和土侧压力引起的剪切应力要求。
    3.2.2全桥破坏的主要原因
    从江西台前墙垂直裂缝自上而下未贯通的情况来看,均匀的粉质亚粘土基本满足经扩大处理后该桥基础承载力的要求;根据建宁台与江西台垂直裂缝发育的程度(是否贯通以及不同的宽度),建宁台本身的垂直裂缝发育情况(自下而上、下宽上窄,下部墙体伴有外倾),以及主拱圈裂缝发育情况(顺桥面自建宁台至江西台发展,前者宽后者窄)等情况表明:建宁台破坏是主动的,是加剧主拱圈裂缝发展的主要原因,即建宁台台内填土产生的土压力的影响,建宁台地基土质不均匀以及其基础长期受严重冲刷的影响是造成全桥破坏的最主要原因。
    3.3加固方案
    根据上述原因分析和桥梁的技术状况及交通状况,以"确保安全,注意美观,减少影响"为原则,采取|考试-大|桥内套拱、下设仰拱框架支撑为主,辅以桥台注浆加固地基,设置锚杆联结新旧拱圈,注浆封缝和填充两拱间隙,骑马钉箍缝等综合加固方案进行整治。
    3.3.1内套拱及下仰拱框架支撑
    (1)在桥内增设门型套拱,与仰拱联结成一体形成闭合框架,以约束垂直变形及顺桥向水平变形,仰拱既是上套拱基础,又是两台基础之间的异形支撑桥梁,以约束建宁台前墙外倾变形。
    (2)门型套拱为40 cm厚C25钢筋砼,套拱净跨9.2m,与桥同宽,矢跨比与原桥一致为1/2.布设ф16间距为20 cm×20 cm的单层钢筋网。
    (3)仰拱为30 cm厚C25钢筋砼,仰拱净跨9.2m,矢跨比为1/12.钢筋布置与上套拱相同,并在端头2m范围内进行加强,上套拱与仰拱搭按1m.仰拱底部下设20 cm砂垫层,垫层的深度与第一层基础底齐平,宽度10.2m,上铺30 cm厚浆砌片石层,宽度9.6m;仰拱两端下三角部分用C20砼填充。
    3.3.2桥台基底注浆
    针对建宁台地基土质不均匀所产生的不均匀沉降,对建宁台前半部进行基底注浆加固,以"人工造土"提高地基土的承载力。注浆压力不低于5MPa,水泥浆水灰比为1:0.4.首先在桥台外围1.5m处先注浆,深度3~5m,分里外两层,间隔50 cm交错进行,孔间距为50 cm,形成一道栏栅。待水泥浆达一定强度后(7d后),再对桥台基底土层进行注浆,二次注浆压力有明显提高时即可停止注浆。
    3.3.3封缝和和套拱与旧桥的联结。
    (1)沿桥台与拱圈的裂缝垂直方向每间隔50 cm采用Ф25骑马钉箍缝,并用1:2的水泥砂浆将裂缝表面封住,每隔20 cm留压浆孔,待封浆固结后,用水灰比1:0.8,沿裂缝方向以0.4~0.6 MPa的压力对裂缝进行压浆填充修补。压浆时,压浆孔的邻孔为排气孔,待排气孔冒浆后即可封住此两孔,然衙进行第三号孔的压浆,第四号孔为排气孔,依此类推,逐次注浆。
    (2)为保证套拱与旧桥的联结在桥台与拱圈全范围内设置长73 cm、ф22锚杆。锚干孔间距为100cm按梅花型布置,锚杆嵌入旧桥体35cm,外露38cm,露出部分的端头与套拱钢筋网焊接。孔眼直径比锚杆大2cm,用40号膨胀水泥砂浆锚固。砂浆比例:水泥:砂:SH外掺剂=1:1.835:0.2,每m3水泥用量704kg.
    (3)为保证新旧拱圈的结合紧密,在拱顶埋设ф60钢筋作为注浆预留孔,并注以水泥砂浆填充两拱间隙。
    4 建议
    总结该桥设计、施工和二次病害整治的经验,提出以下几点建议:
    (1)桥梁设计中套用标准图,应特别注意其适用条件,超出适用条件范围的要做|考试-大|特殊设计,图纸中要说明适用条件详细内容,以指导施工。
    (2)按图施工是原则,但施工人员应注意读图审图,了解设计者全部意图,并且尽可能在实施前发现其中错误,以把好设计的最后一道关。在施工中若发现与设计不符的情况应严肃对待,及时组织专家会诊,作出合理的变更。正确的设计,经严谨的施工方可成就优质的产品。
    (3)在桥梁病害整治上,应注意充分了解病害,发生发展情况,并对其进行全面、系统的分析。找准原因,对症下药,才能从根本上解决问题。
    (4)认真做好桥梁养护的经常性检查和定期检查,发现病桥倾进行特殊检查,分析病害发生的原因;对存在安全隐患的桥梁应及时进行加固设计与施工,恢复其技术状况,保证桥梁和行车的安全。同时应对加固效果进行跟踪观测,以便总结病危桥加固设计与施工经验。
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