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植筋技术在桥梁加固工程中的应用

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浏览:- 发布日期:2018-01-29 13:47:51【

· 桥梁 江苏交通工程 2001年第2期(总第96期) 植筋加固技术在桥梁加固工程中的应用 丁敬孙大松 (江苏省交通规划设计院210O05) 关键词桥梁内横粱加固植筋加固 1 设计简介 某匝道跨主线桥上部结构采用部分预应力砼连续板,其跨径布置为1 x 15m+2 x 20m+ 1×15m,桥面宽17 Om,翼缘宽3 50m,桥梁全长76.14m,采用睹盖梁的结构型式,满堂支架 就地浇筑(图1)。下部结构采用柱式墩台,钻孔灌注桩基础,柱径1.30m,桩径1.50m。施工 时发现桥梁1#、2#、3#墩顶暗盖梁的正弯矩钢筋数量不足。针对这一情况对该桥的暗盏 梁重新进行了分析计算,根据计算结果进行补强方案设计。 2 计算复查 现箱粱底板宽lO.oIn,横梁与底板同宽,横梁底两座间间距7.70m,横梁纵桥向宽 1.65m,横粱顶面布设了6束2艇肖高强钢网丝束 控制张拉力为每束565.5kN。 经验算,横梁正弯矩区钢筋偏少,不能满足强度要求,横粱需进行加强。考虑到主粱已 浇筑完毕,体内加强横梁难度较大,故补强的立足点是体外补强,植筋加固即通过增加横梁支点的方 法来减少横粱的正弯矩从而达到补强目的。 2.1 计算假定 内横梁与桥面板结构连为一体,桥面系荷载通过内横梁传至墩柱支座,内横梁既是桥面 结构的一部分,植筋加固也是承载桥面系荷载的传力结构,受力较为复杂。为简化计算,将内横梁简 化为一独立构件,考虑桥面板结构的共同作用,将桥面板的顶板和底板按有效分布宽度作为 内横梁的翼缘宽度计人,按I型截面设计(图2)|b=l2a+1.65m计算,a一顶、底板厚度:b一 内横梁计算宽度。


 2.1.1 桥面系荷载传递 计算横梁下缘截面时,桥面系、粱身、护栏等各恒载重量均分至梁肋,通过粱肋传至横 粱,由横粱传给各支承点。恒载的计算长度范围取20m,横梁上的括载如图3所示,按集中 18 维普资讯 http://www.cqvip.com · 桥梁· 力直接作用至横梁。 江苏交通工程 2001年第2期(总第96期) f . , {. .. , } . I · ’ 。 l 2.1.2 固端弯矩M1、N2的确定 横梁支座外侧的翼缘、护栏、铺装等恒载产生的负弯矩计算时仅考虑在如图4所示有效 宽度范围内产生的力的影响,假设活载对横梁上缘截面负弯矩影响作用范围如图5所示。植筋加固 丁 斗 内横梁上缘负弯矩计算时桥面铺装翼缘、护栏荷载扣除上述影响区部分恒载重量后偏 安全的以集中力加于左、右两片梁肋传递给横梁,活载计算同横梁下缘计算。 2.2 计图图式 横梁计算假定为刚性支承连续梁采用桥梁平面静力线性分析程序进行计算 , 单元划分 及计算图式如图6所示。 6 计算结果表明当横梁底再增加两个支座时,拉压应力均能满足设计要求 , 植筋加固内横粱四支点 加固方案可行。 3 工程现状 某匝道桥发现内横梁问题时上部结构主梁混凝土已浇筑完毕,纵向负弯矩钢索已张拉 完成,内横梁预应力钢束尚未张拉,桥墩系梁亦未浇筑。桥梁支架第二孔、第三孔的前半孔 采用贝雷片搭设,其余部分采用土模就地浇筑粱体。梁体翼缘下的支架已经拆除 ,其余支架 l9 维普资讯 http://www.cqvip.com · 桥梁 江苏交通工程 2001年第2期(总第96期) 4 方案选择 针对横梁下的四支点的支承条件及工程实际情况,比选了以下几个方案: 方案一:人字撑方案(图7) 本方案现浇或预制斜压杆,加浇系梁,斜压杆支承于系梁及基桩,压杆钢筋和墩桩、系梁 钢筋相接,系梁加厚增设横向拉力钢筋,需要的话可在系梁部位施加预应力以增加横向连 接。 方案二:工型墩、挖孔桩方案(图8) B 8 由于该桥系梁尚未浇筑,地质条件亦允许进行挖孔桩的施工,考虑采用挖孔桩基础接T 型墩设置双支座的方案。该方案本身对原结构的影响较小,成独立加固体系。T型墩可采 用现浇或预制的方法。 方案三:v型墩挖孔桩方案(图9) 该方案基本同方案二,唯地面以上墩部分采用v型墩双支座构造。v型墩身可采用现 浇或预制方法,墩顶需要时可施加横向预应力。 方案四:墩顶加盖梁方案(图10) 目9 罔1l】 本方案通过墩柱打孔植人钢筋后浇筑盖梁添加支座的施工方法。 维普资讯 http://www.cqvip.com 桥梁 江苏交通工程 2001年第2期(总第96期) 比较上述四个方案,


方案一、二、三,需挖开土模至地面,拆除部分贝雷片重设支点,土模 部分需重新架设支架,梁体部分受力经几次支架转换后较为复杂不易控制,方案一的浇筑系 梁开挖土模.植筋加固支架体系转换困难,方案二、三的挖孔桩实施有较大的难度,方案四在浇筑盖梁 时只需部分挖除土体,有贝雷支架部分连同贝雷一起浇筑,施工相对较易控制,加固成功与 否的关键是如何保证墩顶理植钢筋的可靠性,及如何保证盖梁顶支座顶人后其和箱梁底密 贴性,确保新增支座受力(方案一、二、三同样存在此问题),针对方案四的具体情况,为保证 新增盖梁与墩柱连接可靠在盖梁靠中间位置张拉了两束预应力钢束,见图11。 5 施工 鉴于原暗盖梁强度不足,为确保处理质量,要求在不落架的情况下实施体外补强,按此 要求,在桥墩两侧设置临时托架,先完成满堂支架受力的替换,植筋加固然后拆除墩柱处支架(开挖墩 柱处土体),再进行钢筋、模板、砼以及张拉,植筋加固支座安装等各项工作。待补强完成后,最后张拉 原墩顶横梁内负弯矩钢束。按设计要求施工顺序如下: 桥墩两侧设置临时托架(托架固定在墩柱上)一架设横桥向工字钢支承贝雷桁架一割除 盖粱作业区间内贝雷片(或挖除作业区内土体)一盖梁范围内的墩柱上打洞、剥离部分砼,预 埋钢筋一绑扎盖梁主筋一立模,浇筑盖梁砼一张拉盖梁预应力钢绞线一安装支座,调整就位 一张拉墩顶横梁内负弯矩钢束、压浆。 


5 1 桥墩两侧设置临时托架,完成支架受力替换 临时托架示意图见图11。 根据承重要求,经计算桥墩两侧所架设的 横桥向支承贝雷架的工字钢需每侧设置两根, 并排放置,工字钢型号为I56b。 在正式受力替换前,先对支承架作静载试 验,待其承载力满足设计要求,再行割掉作业 区内贝雷片。为给施工留有相应的作业空间,植筋加固 盖梁两侧各留50cm为作业空间,需将此范围 内贝雷片全部割除。 对于l#墩处,箱梁现浇支架采用原老路 基作为底模,拟先将墩柱处土体用人工开挖 掉,开挖深度为柱顶向下3m,土体开挖后在墩 柱上安装支承架,在支承架上拼装横桥向贝雷支架,完成原墩柱部分牛腿支架的受力替换; 然后将牛腿支架割掉,留出模板、钢筋等施工的作业空间。为确保开挖土体后其边坡的稳定 性,在孔壁安设基坑挡板,用木板、钢筋等制作拼装,以确保安全。 5.2 剥离墩柱部分砼,立柱打洞,预埋钢筋 按设计要求、需将墩柱横桥向及桥内侧表面砼剥离,采用人工凿除。剥离深度分别为 25cm ,5cm o 剥离砼以后,在桥内侧的弧面上准确地定好打洞位置,不可损坏墩柱钢筋。为防止因打 孔太多而发生串孔现象,应严格控制上下层距离和进钻的方向。钻孔采用风钻成孔,正式打 洞前先钻一孔作试验,观察钻孔时钻杆与立柱的垂直度控制措施是否有效,钻孔后予以检 查,待取得成功经验后再进行大批量的钻孔。 21 维普资讯 http://www.cqvip.com · 桥梁 江苏交通工程2001年第2期(总第96期) 钻孔深度不得小于满足埋植钢筋深度4o一。对钻好的孔应逐孔检查深度、孔径,并进 行记录。钻好的孔应进行内部清理,用吹气泵和专用钢丝圆型刷,彻底清出孔内粉尘及碎 渣,然后用专用工具注入经国家建筑工程质量监督检验中心进行质量认可的粘合剂一Hy— l50再植入钢筋,植入时注意钢筋的长短错位(间距∞cm)。植筋加固 固化后进行拉力试验,每根植入钢筋不少于15T的抗拔力量,所有的孔随机抽检5% , 并作试验记录。预埋钢筋与盖粱主筋采用套筒接头。 


5.3 绑扎盖粱钢筋,穿波纹管道 钢筋绑扎前,先在箱梁底部对后增加支座的上承钢板位置作精确放样,采用膨胀螺丝将 钢板栓在底板上,确保钢板与底板的密贴结合。 施工时虽已进入冬季,但所有接头均采用套筒接头,不会受到温度影响,但在骨架拼装 前,应清除钢筋表面的积雪、冰块以及泥污等。 5.4 立模、浇筑砼(略) 5 5 张拉预应力钢柬、压浆、封锚 张拉采用单端同时双向张拉,张拉控制应力 k 长值作为校核(即双控法)。 张拉后及时进行孔道冲洗、压浆、封锚等工作。 5.6 安装支座 支座安装示意如图12所示。 支座安装就位采用图12所示顶紧机构完成, 顶紧机构上下两块钢板厚度均为2onⅡn,中间用四 根小型花栏螺丝(自制)制作而成。其每根螺丝顶 紧力设计为5T,四根共设计5T×4=20T。为保证 支座水平受力,在顶托支座时应随时检校其水平 状况,所需顶紧力矩为3ooN—m。 支座安装完成后,两层钢板阃用环氧砂浆予 以压注,压注前先对其周围焊接薄钢板予以密封, 植筋加固并留有1~2处透气孔,采取可靠措拖以确保其压 注的密实度。 6 静载试验 0.7R=1302Mpa,按应力进行控制,伸 目 2 在该桥加固完成后进行了静载试验,试验时采用三台韩国产日野重车,其配重为55t,上 列车同上时按规范要求采用0 8的折减系数,试验结果表明该桥满足设计要求。 7 结语 对一些设计或施工中存在一些隐患的桥梁可以通过适当的补强方式来弥补其缺陷,以 达到减轻经济损失,取得良好的社会效益的目的。 维普资讯 


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