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      增大截面法在石拱橋加固工程中的應(yīng)用

      2018-03-25 10:11:50耿汶肼
      關(guān)鍵詞:植筋牛腿拱圈

      耿汶肼

      重慶科技學(xué)院 重慶 401331

      正文:

      1.橋梁概況

      該石拱橋全長65.00m橋梁與河道橋梁與河道水流中心線正交,平面上處于直線段上。

      主拱圈凈跨徑7.94m,凈失高1.47m,跨徑布置為6×7.94m,主拱圈厚0.50m。腹拱圈凈跨徑1.25m,凈失高0.35m,腹拱圈厚0.37m。下部結(jié)構(gòu)為重力式圬工橋臺(tái)、橋墩為圬工砌體,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘橋臺(tái)及橋墩基礎(chǔ)均應(yīng)為擴(kuò)大基礎(chǔ);橋面采用水泥路面,護(hù)欄采用條石護(hù)欄,高0.66m,寬0.3m;勘察期間水位615.97m,正常蓄水位617.50m。

      2.橋梁病害

      該橋主要病害如下:

      (1)無人行道,橋面欄桿不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求,橋面鋪裝局部破損,橋臺(tái)處有雜草滋生。

      (2)主拱圈局部空洞;主拱圈砌縫開裂。

      (3)橋臺(tái)側(cè)墻與路基結(jié)合部分部分垮塌;橋墩部分砌縫開裂。

      3 處治措施

      由于處治按公路-Ⅱ級(jí),兩側(cè)各增加1m人行道,人群3.0kN/m2荷載進(jìn)行設(shè)計(jì),因此主拱圈承載力無法滿足該荷載要求。主要處治措施如下:

      ①主拱圈采用增大截面法進(jìn)行加固,加固層厚度25cm。

      ②拆除部分帽石新增人行道挑梁并設(shè)置人行道。

      ③破除現(xiàn)有橋面鋪裝,設(shè)置30cm厚車行道板并鋪設(shè)瀝青。

      ④封閉目前發(fā)現(xiàn)的空洞裂縫。

      ⑤修復(fù)橋臺(tái)處發(fā)現(xiàn)的局部垮塌處。

      4 拱圈增大截面法施工工藝

      1、搭設(shè)施工平臺(tái)

      由于水位較高,不適宜搭設(shè)滿堂支架施工,所以在進(jìn)行拱圈加固時(shí)先利用型鋼搭設(shè)施工平臺(tái)。

      在每墩安裝五個(gè)牛腿以便于架設(shè)型鋼,每跨兩墩之間布設(shè)2根橫橋向30a型鋼、7根順橋向40a型鋼。將2根30a型鋼按橫橋向方向置于牛腿上,用壓板及螺栓進(jìn)行固定。將7根40a型鋼同樣通過壓板及螺栓固定于30a型鋼之上。

      施工流程:安裝牛腿→搭設(shè)型鋼→搭設(shè)施工通道→搭設(shè)支架→支架預(yù)壓

      安裝牛腿之前對(duì)橋墩與牛腿貼合處進(jìn)行表面處理,將界面打磨平整光滑;在牛腿底座涂抹粘鋼膠,使其與橋墩表面充分接觸,再進(jìn)行錨固。

      由于后期現(xiàn)澆混凝土的重量會(huì)施加到施工平臺(tái)上,故平臺(tái)搭設(shè)完成后應(yīng)進(jìn)行預(yù)壓:采用預(yù)壓水袋進(jìn)行預(yù)壓加載,預(yù)壓荷載為平臺(tái)承受的混凝土結(jié)構(gòu)恒載、模板重量及腳手架重量之和的1.2倍,以消除支架的非彈性變形,按預(yù)壓?jiǎn)卧M(jìn)行3級(jí)加載,預(yù)壓加載值按60%、80%、100%。當(dāng)縱向加載時(shí),宜從砼結(jié)構(gòu)跨中開始向支點(diǎn)處進(jìn)行對(duì)稱布置;當(dāng)橫向加載時(shí),應(yīng)從砼結(jié)構(gòu)中心向兩側(cè)進(jìn)行對(duì)稱布置。每級(jí)加載完成后,停止下級(jí)加載,間隔1h對(duì)支架沉降量進(jìn)行監(jiān)測(cè),當(dāng)支架監(jiān)測(cè)點(diǎn)1h沉降量平均值小于2mm時(shí),可進(jìn)行下一級(jí)加載。全部加載完成后各監(jiān)測(cè)點(diǎn)最初2h的沉降量平均值小于5mm時(shí),進(jìn)行支架荷載預(yù)壓一次性卸載;完善支架預(yù)壓報(bào)告。

      在施工平臺(tái)預(yù)壓結(jié)束后,可在其上搭設(shè)腳手架進(jìn)行施工。

      2、主拱圈增大截面

      在原主拱圈拱腹上植筋后鋪設(shè)鋼筋,現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行加固,需采取必要措施保證拱頂混凝土澆筑密實(shí)。在進(jìn)行拱圈新增混凝土之前應(yīng)對(duì)拱圈原有的灰縫和空洞進(jìn)行修補(bǔ)。

      (1)施工流程:

      原拱圈表面處理→鉆孔、植筋→鋼筋布設(shè)、焊接→立模、澆注混凝土→養(yǎng)生、拆模

      (2)操作要點(diǎn):

      1)為保證新舊混凝土之間結(jié)合良好,應(yīng)對(duì)原拱圈砌體表面處理:清除破碎部位砌體;鑿除界面應(yīng)去除疏松的表面層;表面鑿毛;用鋼刷刷去浮塵后用高壓水沖洗干凈;

      2)鉆孔、植筋:采用鑿眼機(jī)鑿眼,黏結(jié)錨固筋,埋設(shè)前沖洗掉鉆孔中的石屑浮塵,待干燥后用膠黏劑埋設(shè)牢固。在植筋施工前,要對(duì)所用鋼筋及植筋膠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn),以確定鋼筋及植筋膠是否符合設(shè)計(jì)要求,植筋后抽檢率不得小于植筋數(shù)量的3%。

      3)錨筋鋼筋抗拔力計(jì)算值為66.3kN。

      4)拱圈支模和現(xiàn)澆混凝土:

      ①新增拱圈鋼筋全部焊接綁扎后支模,模板分三次安裝(分別為拱腳至L/8,L/8至3/8L,3/8;L至拱頂),側(cè)模應(yīng)預(yù)設(shè)混凝土澆注口及振搗口。

      ②支模時(shí)應(yīng)先定位拱架位置,安放拱架并固定,放置模板,調(diào)整模板標(biāo)高,最后調(diào)整拱架位置。

      ③澆注時(shí)可通過側(cè)模上的澆注口澆注混凝土并振搗密實(shí),應(yīng)注意對(duì)稱施工。拱腹合攏段混凝土澆注施工應(yīng)選擇在溫度20℃左右進(jìn)行。

      ④拱頂處混凝土澆筑應(yīng)于橋面鉆孔間距布置三個(gè)澆筑孔,以利于混凝土的振搗密實(shí)。

      ⑤由于現(xiàn)澆混凝土較薄,施工空間狹小,務(wù)必采用有效措施確?;炷翝仓|(zhì)量,建議采用內(nèi)插式振搗器及外掛式振搗器同時(shí)振搗混凝土。

      5)養(yǎng)生、拆模:在混凝土澆筑完成后7天以上且其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可拆除模板,應(yīng)不小于28天養(yǎng)護(hù),拆模后無蜂窩麻面現(xiàn)象。

      6)拱頂區(qū)段混凝土澆筑過程中,由于空間較小,操作不便,應(yīng)配制高流動(dòng)性混凝土,同時(shí)混凝土中加入膨脹劑,以利于拱頂區(qū)段混凝土與原主拱圈結(jié)合,澆筑前混凝土應(yīng)先進(jìn)行配合比試驗(yàn)。

      7)施工時(shí)縱、橫向?qū)ΨQ進(jìn)行澆筑。

      5 結(jié)語

      該橋使用增大截面法對(duì)拱圈加固施工完成后,進(jìn)行了荷載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示加固后該石拱橋的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度滿足設(shè)計(jì)荷載(公路-Ⅱ級(jí))等級(jí)的要求。表明該次使用增大截面法對(duì)石拱橋拱圈加固達(dá)到預(yù)定效果。

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