2.4實(shí)例:江西省香屯大橋的檢測(cè)、評(píng)定
2.4.1大橋簡(jiǎn)況香屯大橋位于江西省樂平至德興公路上,跨越樂安河,1969年8月竣工。大橋設(shè)計(jì)荷載原為汽-13,拖-60,橋面凈寬為凈-7+2×0.25m。上部構(gòu)造為5孔45m的雙曲拱,矢跨比1/6,橫向6肋5波。下部構(gòu)造為重力式實(shí)體橋墩和加后座的U型橋臺(tái)。
在距大橋20余公里處,建有德興銅礦,該橋成為銅礦與樂平、銅礦與香屯火車站聯(lián)系的必經(jīng)之路,隨著銅礦生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大,因而通過(guò)大橋的交通量日益俱增。據(jù)交通量觀測(cè)站記錄,交通量以每年6%的速度增長(zhǎng),最高峰達(dá)2247輛/晝夜。過(guò)橋車輛總數(shù)中約有60%屬銅礦車輛,其車輛噸位一般較大,有的車長(zhǎng)達(dá)20m,裝有36個(gè)輪胎,觀察人員估計(jì)總重超過(guò)500KN,這種車輛平均每周要通過(guò)大橋4~6次。此外,外省大型集裝箱重車過(guò)橋也有所增加。
2.4.2香屯大橋主要病害狀況
。1)主拱圈裂縫
①主拱圈中波縱向裂縫。大橋橫向中心線正處于第3拱波波頂處,檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)各孔中波波頂均存在縱向裂縫,一般自拱頂開始至L/4附近為止,但第5孔則兩拱腳之間均存在,裂縫寬度最大約0.4mm。
、诶、波連接處裂縫。在各孔拱波與拱肋連接處,大部分都有裂縫,有的較細(xì)、有的十分明顯,且有不少水泥砂漿脫落現(xiàn)象,也有不少處發(fā)生滲水現(xiàn)象。
、酃袄吡芽p。各孔拱肋均有橫向裂縫,而以第1、5孔比較集中,有不少是U形裂縫,這些裂縫多發(fā)生在拱頂前后10m左右范圍內(nèi)。
、軝M系梁裂縫。為數(shù)較少但除第1、4孔外均有發(fā)現(xiàn)。
。2)主拱圈軸線下沉主拱軸線普遍下沉,拱頂下沉5~18cm,L/4點(diǎn)下沉0~9cm,而且上下游下沉量也不一致。
。3)橋面變形及破碎橋面縱向變形已呈波浪形,但峰頂和波底之差雖不很大,但橋面破碎現(xiàn)象甚為嚴(yán)重,且集中在3、4、5孔及兩臺(tái)后座上,在墩頂附近伸縮縫處裂縫尤為發(fā)育,以致破碎露筋。
2.4.3病害原因分析據(jù)調(diào)查,1979年返修橋面時(shí),拱圈上的裂縫并不太多,此后重車日益增加,病害則日見嚴(yán)重,特別是銅礦運(yùn)礦石重車經(jīng)大橋去樂平及爾后經(jīng)大橋去火車站,回來(lái)則為空車,在大橋上經(jīng)常會(huì)車。隨著交通量的增加,橋上會(huì)車日見頻繁,重車則多在一側(cè)車道上行駛,這種經(jīng)常性的重車偏載要對(duì)橋中心線附近拱圈進(jìn)行反復(fù)交替的剪切,而該處拱圈僅有26cm厚,且基本上沒有鋼筋、系梁斷面僅15cm×18cm,抗剪作用甚微,因而每孔主拱圈均產(chǎn)生中波上的縱向裂縫。由于空腹段強(qiáng)大的立墻可起橫向聯(lián)系的作用,而實(shí)腹段拱圈距活載又近,故此裂縫多般在兩L/4點(diǎn)之間。分道行駛的拱橋,一般要求采取構(gòu)造措施來(lái)抵抗錯(cuò)動(dòng)剪力,大橋構(gòu)造在這方面也是不足的。1979年新修的混凝土橋面雖已加鋼筋,但是分離式的構(gòu)造,無(wú)助于抵抗縱移錯(cuò)剪。幸運(yùn)的是本橋立墻剛度較大,縱移作用對(duì)本橋影響尚屬次要。
在肋與板、波整體性受到一定程度的破壞,而橫向整體性又不能很好地保證,重車荷載有增無(wú)減地繼續(xù)作用,勢(shì)必使拱圈在許多局部呈現(xiàn)單個(gè)或少數(shù)構(gòu)件受力集中現(xiàn)象,全斷面受力甚不均勻。如在實(shí)腹段中波縱向縫已經(jīng)形成時(shí),單側(cè)重車荷載則主要地由拱圈的兩個(gè)半單元承受,而在肋波裂縫嚴(yán)重處,拱肋便可能因應(yīng)力超限而開裂。
3.舊橋加固的基礎(chǔ)工作:加固設(shè)計(jì)
3.1加固方案的選擇舊橋的病害原因找準(zhǔn)后,接下來(lái)就是選擇加固方案。國(guó)內(nèi)外已有很多成熟的舊橋加固技術(shù)和方法,但要針對(duì)某座橋的具體特點(diǎn)加以綜合考慮,要重點(diǎn)考慮技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性和體現(xiàn)創(chuàng)造性。一種病害可能采用多種方法都能處理,如何選擇最優(yōu)的方案,這是切實(shí)加固好一座橋梁的最基礎(chǔ)工作。(實(shí)例:略)
3.2加固設(shè)計(jì)加固方案確定后,就是進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì)。要強(qiáng)調(diào)是:由于舊橋加固施工的特殊性,設(shè)計(jì)人員應(yīng)將施工方法、工藝流程或施工順序闡述清楚,并應(yīng)有相應(yīng)的技術(shù)要求和衡量工程質(zhì)量的指標(biāo)。
3.3實(shí)例:江西的走馬崗大橋加固提載與拓寬設(shè)計(jì)
3.3.1大橋概況走馬崗大橋位于江西省修(水)武(寧)公路,該橋建成于1974年。大橋全長(zhǎng)105.7m,上部構(gòu)造為2跨40米等截面懸鏈線空腹式鋼筋混凝土雙曲拱及兩岸各一孔凈跨徑4m的半圓弧拱副孔(設(shè)置在橋臺(tái)上)。橋面凈空為:凈-7+2×0.35m欄桿。根據(jù)同年代類似橋梁推定該橋原設(shè)計(jì)荷載為:汽車-13級(jí),拖車-60;通航等級(jí)為不通航。雙曲主拱的凈矢跨比為fo/Lo=1/10,拱軸系數(shù)(推算)為m=2.514。上部構(gòu)造:每跨主拱圈由4肋3波及2個(gè)懸半波組成,拱肋中距為185cm,主拱圈全寬7.4m.主拱圈截面由基肋、拱波和現(xiàn)澆混凝土填平層組成;其中拱肋寬為25cm、高50cm。每跨拱肋各按等弧長(zhǎng)設(shè)置11道橫隔板聯(lián)接。每跨各設(shè)8個(gè)腹拱,腹拱跨徑為250cm左右。
下部構(gòu)造:橋臺(tái)為明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)配U型橋臺(tái)與重力式橋墩。
3.3.2加固拓寬設(shè)計(jì)要點(diǎn)通過(guò)將空腹式雙曲拱橋的拱式腹拱及拱頂實(shí)腹段等拱上建筑拆除后,重建為連續(xù)板式拱式建筑,從而達(dá)到減輕恒載、調(diào)整主拱圈受力狀態(tài),以及改善橋梁荷載橫向分布性能,提高橋梁承載能力之目的;并在利用和加高腹拱墩的同時(shí),將墩帽外懸加長(zhǎng),達(dá)到拓寬橋面的目的。
4.舊橋加固的關(guān)鍵工作:加固施工
4.1選擇施工單位由于舊橋加固施工不同于建新橋,工程量雖不大,但工序較繁雜,且涉及到諸多隱蔽工程,施工工藝多具特殊性和復(fù)雜性,因此應(yīng)選擇具有相應(yīng)資質(zhì)與類似加固工程施工經(jīng)驗(yàn)的施工單位進(jìn)行施工,并聘請(qǐng)具有舊橋加固工程施工經(jīng)驗(yàn)的工程師進(jìn)行監(jiān)理。這是保證加固目的實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,再好的加固方案和設(shè)計(jì),也要通過(guò)施工單位去做出來(lái)。加固施工質(zhì)量不好,不僅起不到加固補(bǔ)強(qiáng)作用,甚至對(duì)原有橋梁結(jié)構(gòu)造成新的傷害。
4.2設(shè)計(jì)單位要切實(shí)配合建設(shè)工程教育網(wǎng)論壇設(shè)計(jì)人員通過(guò)對(duì)橋梁的檢測(cè)和分析,已了解了橋梁的病害和產(chǎn)生原因,也針對(duì)性地提出處治措施,并繪制了加固設(shè)計(jì)圖,但最終還是要通過(guò)施工單位的加固施工去體現(xiàn)其意圖和達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。因此,設(shè)計(jì)人員要切實(shí)配合好施工全過(guò)程,尤其是施工前的技術(shù)交底,要詳細(xì)講解,以求施工人員明白設(shè)計(jì)意圖和工程質(zhì)量要求。同時(shí),要充分調(diào)動(dòng)施工人員的積極性和創(chuàng)造性,從而補(bǔ)充和完善加固設(shè)計(jì)的不足。最終目的就是共同搞好加固施工,使加固設(shè)計(jì)意圖和目的完全達(dá)到
5.結(jié)束語(yǔ)
舊橋加固技術(shù)是一門新興的學(xué)科,也是始終在完善、補(bǔ)充、發(fā)展的學(xué)科,隨著橋型的改變、新材料、新工藝、新技術(shù)的出現(xiàn),新的、更好的加固方法就會(huì)出現(xiàn)和得到應(yīng)用。所以,舊橋加固是一項(xiàng)非常有意義、有前途、有成效的工作,也可以充分體現(xiàn)技術(shù)人員個(gè)性化:一個(gè)病害可以用很多種方法處理,誰(shuí)優(yōu)?個(gè)人選擇。好壞,實(shí)踐檢驗(yàn)。
最后提點(diǎn)建議:多收集資料,積累經(jīng)驗(yàn),多加交流,共同進(jìn)步與發(fā)展。但要做到:認(rèn)真工作,慎重決策,精心設(shè)計(jì),創(chuàng)造性開展工作。
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