摘要:本文就石拱橋的常見病害及產生的原因進行了分析,探討了石拱橋常用的加固方法,并以實際工程為背景,具體的介紹了加固方法的應用。
關鍵詞:石拱橋;病害分析;加固方法
Abstract: this paper common disease of the bridge and the analysis of the causes of, probes into the stone bridge reinforcement method commonly used, and for practical engineering in the background, introduces the strengthening of the specific application of this method.
Keywords: stone bridge; Disease analysis; Reinforcement method
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
1引言
隨著國民經濟的發展,橋梁的交通量不斷增大,由于設計荷載標準偏低、施工質量和使用養護不當等原因,許多石拱橋出現了不同程度的病害,危及行車的安全與暢通。因此有必要對石拱橋的常見病害及成因進行分析,以便采取合理的加固措施,恢復或提高其承載能力,保證其正常運營。
2石拱橋常見病害
2.1上部結構常見病害
上部結構是橋梁承受荷載并將荷載傳遞到基礎的主體結構,其病害主要發生在主拱圈、腹拱圈、橋面、側墻及拱上建筑等部位[1]。
1)主拱圈開裂
主要有主拱圈橫向開裂與縱向開裂。橫向開裂其主要原因包括主拱圈厚度太薄;材料強度不夠;墩臺基礎等產生位移;拱圈受力不對稱;施工質量差等。縱向開裂的主要原因包括橋墩臺基礎產生不均勻沉降;拱上填筑和活載對拱墻產生橫向推力等。
2)腹拱圈開裂
腹拱開裂的主要原因有由于主拱圈變形而產生的拱上構造的外加應力;腹拱曲率過小;鉸縫處理不當;拱與拱上建筑的聯合作用顯著影響拱上建筑的內力;拱上建筑剛度較大等。
3)橋面破壞
橋面是拱橋主要的傳力構件,為橋梁提供行車平面。橋面破壞的主要原因包括橋面伸縮縫構造過于簡單,不能滿足橋面變形的需要;超重車輛的影響;橋面排水設施損壞等。
4)側墻病害
側墻的病害主要有側墻鼓脹外傾和豎向開裂,成因主要包括:橋面承受的荷載過大,汽車對橋面的沖擊作用太強;拱上建筑填料不密實;側墻的砌筑灰料強度太低;施工質量差等。
2.2下部結構常見病害
下部結構常見的病害主要是橋墩臺的破壞。橋梁墩臺的主要病害包括裂縫、剝落、結構變形或位移等。
3加固方法分析
3.1套拱、襯砌加固石拱橋[2]
當拱圈出現縱橫向開裂、橋臺裂縫,造成承載力下降時,一般采用在拱腹下和橋臺前墻澆筑一層30cm~50cm厚的鋼筋混凝土來修復,并通過錨桿使新鋼筋混凝土層與原拱圈及橋臺結合共同受力,阻止原拱圈及橋臺繼續變形、開裂。
3.2塞縫灌漿法
按一定的比例配置水泥砂漿、水泥漿、環氧樹脂砂漿等,然后通過噴漿機按一定壓力灌入結構物縫隙內,來填塞裂縫并提高結構的整體強度。灌漿加固法,可以和其他加固技術結合使用達到恢復、提高結構承載能力的目的。
3.3下部結構加固法
下部結構常用的加固方法包括擴大基礎加固法、補加鉆孔樁或打入鋼筋混凝土預制樁并擴大承臺、墩臺拓寬法、鋼筋混凝土套箍或護套加固法等。
4 工程實例
4.1 工程概況
某石拱橋橋處于XJ08恩普線K34+558樁號處,為1-20米石拱橋。全橋總長32米,橋凈寬7+2×0.75米,矢高5米,凈跨20米,矢跨比為1/4,原橋設計荷載汽-15,掛-80級。
4.2 檢測結果及加固方案
經現場調查,發現該橋拱軸線變形,橋臺滲水,拱圈部分有多處縱向裂紋。為滿足糯扎渡工程普洱換流站大件運輸需要,對該橋采用內襯套拱、基礎延伸處理方法,橋臺及拱上填料采用注漿處理;為保證內襯套拱與原有拱橋的有效粘結,套拱與原有拱橋之間采用錨筋連接并預埋注漿管,待混凝土終凝后,再多次注漿。原橋加固示意圖如圖1所示。
4.3 加固施工工藝
1)勾縫、灌漿加固拱圈、橋臺砌體
為了增強拱圈的受力整體性及防止砂漿裂縫的擴展,采用壓力灌漿加固技術處治拱圈裂縫。具體的施工工序為:
a) 注漿前,對橋墩(臺)裂縫進行處理,使用鋼扒釘跨縫扣緊兩邊砌體,扒釘腳應嵌入片石孔中,并用砂漿填充釘孔;
b) 灌漿咀平均間距約為2米,在裂縫處騎縫設置,非裂縫處設在片石縫處,當墩臺砌筑成層狀時,應每層均設置灌漿咀,埋設壓漿咀應用水泥砂漿粘牢;
c) 凡砌體勾縫開裂處,應將灰漿鑿除,然后用水泥砂漿封閉裂縫;
d) 準確配制灌漿配料,使其具有可灌性,保證有足夠的粘結強度;
e) 拱圈及橋臺灌漿其順序為先墩臺后拱圈。
2)臺背、拱上填料注漿
本設計注漿機理為壓力注漿,即在注漿壓力下,漿液在不擾動和破壞地層結構的條件下滲入巖土縫隙,達到橋臺加固的目的。
3)植筋
種植錨固件的膠粘劑,必須采用專門配制的改性環氧樹脂膠粘劑或改性乙烯基酯類膠粘劑,其填料必須在工廠制膠時添加,嚴禁在施工現場摻入,其安全性能須符合規范要求。
植筋的質量評定方法的基本要求包括:鋼筋及植筋膠的各項技術要求符合國家現行標準規定和設計要求;植筋深度要與所用的植筋膠的深度要求相匹配或符合設計要求。實測項目如表1所示。
表1 植筋實測項目
序號 |
檢查項目 |
規定值或允許偏差 |
檢查方法和頻率 |
權值 |
1 |
孔徑尺寸偏差(mm) |
比錨筋大 2-4mm |
尺量,按部位抽查總數的10%,不足10 個的至少檢查1 處 |
1 |
2 |
孔深偏差(mm) |
大于設計 |
尺量,按部位檢查總數的 10% |
2 |
3 |
注膠飽滿度 |
飽滿 |
目測,按部位檢查總數的 10% |
2 |
5結語
本文分析了石拱橋的常見病害及產生的原因,探討了石拱橋常用的加固方法,結合工程實例可知加固方法可綜合運用,根據實際情況方案擇優處理。對于舊、危橋進行合理的加固改造,不僅能提高其承載能力,保證交通正常運行,還可以給社會帶來很大的經濟效益。
參考文獻:
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