湖北楚天联发路桥养护有限公司

专注独柱墩加固数十载 一心攻克独柱墩加固问题

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公司简介

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湖北楚天联发路桥养护有限公司成立于2014年。经过五年的发展,公司已形成了公路养护技术研究新材料、新设备、新工艺的研发、设计施工等公路养护全产业链。业务含盖公路小修保养和大中修工程、公路桥梁维修和加固、公路路基路面改造、公路绿化施工和维护、公路养护新技术新材料新设备新工艺的研发和推广等业务。

公司坚持“创新引领发展”的理念。公司已与相关专业院校结战研发同盟,形成了完善的问题导向发现、理论支撑研究、材料设备研发、现场工艺实现的理论与实践有机融合的体系。

公司具有的刚性路面非开挖式综合处治、构造物饰面、机器人检测斜拉索、公路桥梁支座更换、桥梁梁体同步顶升、钢箱梁顶推等技术在全国处领先水平。公司已取得11项专利。

公司坚持“实力支撑发展”的理念。公司配备了学历互补、专业互补、经历互补的施工团队,项目现场实行了分工明确、责任到人的管理体系,实现了质量、安全全过程有效管控。公司根据项目需要配备功能匹配、性能领先的检测和施工设备,通过检测数据、施工工艺保障项目的质量、安全、进度。

公司坚持“诚信保障发展”的理念。具有完备的售后服务体系,无论规模大小、距离远近,缺陷责任期内均会定期现场观察、走访客户,施工缺陷和质量责任均会无条件修复,客户的任何意见和要求均会耐心解释和满足。 

先进的养护技术、科学的组织方案、精湛的施工技术、先进的匹配设备、严谨的工匠作风、优良的售后服务伴随着湖北楚天联发路桥养护有限公司发展的征途,打造"中国公路养护施工第一品牌"是湖北楚天联发路桥养护有限公司奋斗的目标。

目前我司已经完成了连霍高速独柱墩加固等项目,我司拥有先进的加固技术和专业的施工队伍,欢迎有独柱墩加固及独柱墩抗倾覆项目的朋友们前来咨询合作!

【独柱墩加固】 加固设计的思路

作为一种单柱单支点结构,独柱墩的主要目的是用于支撑包括梁等在内的上部结构。尤其是相比于其他结构形式,独柱墩本身需要花费的费用相对较少,视觉上具有较好的通透性,加之外观比较美观并且能够有效支撑上部结构,使得在各高速公路建设当中经常可以看见独柱墩的“身影”。但由于独柱墩桥梁结构支座存在倾覆以及脱空的危险,因此处于安全的角度需要对独柱墩进行加固施工。

独柱墩加固施工方案的设计思路

为保障高速公路独柱墩桥梁的安全,本着安全第一、经济合理、影响交通时间短的原则,考虑桥梁的功能性要求、施工可实施性、检测养护要求和景观要求,结合桥梁的具体结构形式,进行多方案技术经济比较,对桥梁评估后,实行一桥一方案。主要思路为:①将独柱墩单支撑体系改为横向多支撑体系(多柱墩或独柱墩双支座)、墩梁固结体系等;②可对过渡墩或桥台进行改造,如墩台拼宽、端横梁改造、增加限位挡块等。同时,加固设计应注意避免由于结构改变造成的新生问题,确保桥梁的安全。

【独柱墩加固】独柱墩常用加固方案

【独柱墩加固】独柱墩常用加固方案0

1.横梁加长增设支座施工方案

考虑到工程的自身特性,在确定加固方案时选用了增设拉压支座的方案。即通过接长桥墩处的盖梁并将横梁进行加宽处理,将拉压支座设置在加宽的横梁位置处,拉压支座的上下锚固组件则预埋在新浇注部分的混凝土内。另外,使用球形钢支座作为新增的拉压支座,该种类型的拉压支座不仅与桥型相符合,同时在横桥向也可以进行自由滑动。使用此种加固方法能够保障桥梁上部结构具有更好的抗倾覆性能。而考虑到新增钢支座具有较大的竖向刚度,因此在汽车荷载作用下可以承担大部分的主梁扭矩,使得原本支座脱空的可能性得到进一步降低。

2. 新增桩柱式桥墩施工方案

独柱墩直接增加墩柱数量,如:独柱墩改为三柱式墩,该方案是利用原独柱墩承台,在独柱墩的横桥向两侧各增加一根桩柱墩,新增墩柱顶端安装支座。原独柱墩是单柱单桩无承台结构,则需要按下部结构承载力承载能力验算考虑增加基础和承台,并于原结构连成整体。施工时采用回旋钻或人工挖孔施工成桩,不得采用冲孔施工;施工期间(尤其是新增桩基成孔阶段)应密切监测原柱顶的水平、坚直位移,必要时采用桥面限制偏载、对原柱设置斜撑等设施,同时,本项目新增桩不同新建项目,均位于运营桥下,施工条件复杂,须保证一次成桩到位。该方案效果良好,施工和后期维修方便,但费用较大,并且由桥下空间受限时无法采用,加固后桥梁美观受到一定影响。

3.增设盖梁施工方案

根据建设条件和主要材料,通常分增设预应力混凝土盖梁、钢盖梁两种方案:一是预应力混凝土盖梁是通过在墩顶增设混凝土盖梁,将中墩单支承改为多支承,通过植筋和界面处理保证新增混凝土盖梁与原墩柱(墩帽)的连接,结合受力需要设置了预应力钢束,该方案施工时要注意植筋质量和,新增盖梁混凝土与墩柱的连接质量。二是增设钢盖梁是采用工厂化预制加工的钢盖梁,现场进行拼装,用高强锚栓进行固定,并在钢盖梁与混凝土立柱结合面压注环氧树脂胶,该方案对钢构件的预制精度提出较高要求,应充分考虑钢构件在基准温度下各节段顶、底、腹板的长度,各分块制作长度等,同时,务必确保钢构件的焊接质量。此二种方案均有一定的施工难度,但不占桥下空间,加固完成后外观美观。

4.上部横梁加宽施工方案

上部横梁加宽施工方案要求原桥墩台及基础在提高承载能力方面尚有潜力,它可以较好为有效提高桥梁结构整体体和刚度。该方案对新旧混凝土的联结提高较高要求,对结合面的处理、植筋等关键工序务必把关,新梁混凝土收缩徐变会影响新旧梁的联结,若处理不当,将影响加固效果。上部横梁加宽后,有利于桥梁荷载下横向分配。

【独柱墩桥梁加固】独柱墩桥梁加固之新增盖梁施工

独柱墩具有造型美观、节约空间的特点,被广泛运用于高速公路及城市道路的桥梁工程中。但由于独柱墩的结构受力缺陷,如截面下缘有曲线、墩顶较窄、支座布置横向小等,当出现较大偏心荷载时,易出现桥梁倾覆性破坏。随着国民经济的发展,交通量迅猛增长,加上大货车普遍超载,独柱墩桥梁的安全隐患越发引人关注。楚天联发小编将在本文整理总工介绍关于新增盖梁施工的施工工艺,感兴趣的小伙伴可以认真研习!

新增盖梁施工流程为场地平整、硬化—搭设施工支架—墩柱原结构刻槽位和植筋位放样—探测、钻砼孔—原结构刻槽、凿毛—结合面处理及植筋清理—植筋—绑扎(焊接)钢筋—立模板—浇筑砼—养生—张拉预应力—封锚。模板安装见图1,新增盖 梁效果见图2。

模板安装

图1模板安装

新增盖梁效果

图2新增盖梁效果

(1)施工准备。主要包括场地平整和硬化、原结构施工放样、探测和钻砼孔、原结构刻槽和凿毛、结合面处理及植筋清理、剪力槽和凿毛表面检查。

(2)植筋。植筋胶按生产厂家的使用说明、种类要求配置。将搅拌头插人孔的底部进行注胶,注人孔内约2/3即可,注胶一次完成。然后人工将钢筋缓慢旋转植人,植筋到位后抹干净溢出的锚固胶。

(3)绑扎(焊接)钢筋。按设计要求对各型号钢筋进行下料弯曲并编号,加工完成后在施工支架上逐根安装,并与原结构墩柱上的植筋绑扎(焊接)形成整体。绑扎(焊接)由中间向两端、由内向外进行。

(4)模板安装。先装底模,后装侧模。底模用木方支承在搭设的架子上用顶托调平,木方间距不大于20cm;侧模以木方作为加劲肋,使用钢管和对拉螺杆拉紧,对拉螺杆布设间距约50cm。安装过程中经常用水平尺、吊锤检查模板的平直度和垂直度,并确保模板与钢筋之间留足砼保护层厚度要求空间,保护层厚度不得少于7cm。模板之间拼装及模板与原桥墩的连接处用海绵胶布连接,防止漏浆。模板安装完成后,在模板内侧表面涂刷一层脱模剂,方便后续拆模。

(5)砼浇筑。采用C40商品砼。严格按配合比进行上料、加水,根据搅拌机的性能和拌和物的和易性确定搅拌时间,并对砼的生产进行全面监督。每次砼开盘时,按规范要求取样进行试验,并对每车砼进行目测检验,不合格砼严禁运至施工现场。

(6)振捣。采用泵车辅以人工浇筑盖梁砼,采用插人式振动棒振实,保证砼密实、表面无蜂窝和麻面等现象。

(7)养护。砼强度不低于70%设计强度后拆模,用水进行养护,直至达到设计强度。

(8)张拉预应力。待盖梁砼强度达到90%设计强度,且其龄期不少于7d时进行钢束张拉。采用低回缩二次张拉预应力锚固系统进行张拉,张拉端和锚固端均采用二次张拉锚具。张拉程序为0→0.1σcon→σcon(持荷2min)锚固;第一次张拉完成2〜16h内进行第二次张拉,张拉程序为0→0.5σcon→σcon(持荷2mm)旋紧支承螺母,锚固。第二次张拉时,用H形支承角支承千斤顶,用连接器与张拉杆相连,将锚环整体拉起,张拉至设计张拉力,并拧紧外圈支承螺母,消除第一次张拉钢绞线产生的锚具回缩值。

(9)封锚。预应力钢绞线张拉完后,用切割机切割多余钢筋,严禁撞击锚头。张拉灌浆后及时恢复槽口钢筋并封锚。

【柱子包钢加固】柱子包钢加固设计

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柱子包钢加固设计工艺

1.采用柱子包钢加固外包法时,角钢或钢板粘结于原柱,使原柱的横向变形受到角钢的约束。同时,混凝土的横向变形又对型钢产生侧向挤压,使外包角钢处于压弯状态,导致角钢抗压承载力的降低。此外,如同外包混凝土加固一样,后加的角钢亦存在应力滞后现象,影响角钢作用的充分发挥。因此,在湿式外包钢加固设计时,型钢的设计强度应予折减。

2.采用柱子包钢加固湿式外包法的正截面承载力可以按整截面计算。但对外包型钢的强度设计值应乘以折减系数。混凝土结构加固规范规定,受压边角钢的折减系数为0.9。

3.由于湿式外包钢加固中的后浇层混凝土较薄,和角钢、缀板的存在,使后浇层与原柱间的粘结受到削弱。在极限状态下,后浇层极有可能先剥落。因此,在加固设计计算中略去了后浇层混凝土的作用。经外包柱子包钢加固后,混凝土柱不仅提高了承载力,又由于柱的核芯混凝土受到型钢套箍和缀板的约束,柱子的延性也得到较大的提高。

4.经外包柱子包钢加固后,混凝土柱不仅提高了承载力,又由于柱的核芯混凝土受到型钢套箍和缀板的约束,柱子的延性也得到较大的提高。

【桥梁桥墩抗震加固】桥梁桥墩抗震加固措施

地震是群灾之首,它的突发性和不可预测性严重威胁人民的生命财产安全,也是制约经济建设和社会发展的重要因素之一。

对于桥梁而言,地震所带来的破坏无论是数量上还是程度上都远远超过其他任何一种自然灾害。因此,关于地震对桥梁的破坏研究迫在眉睫,所以对于桥梁桥墩抗震加固的措施也变得十分重要!

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从过去的破坏性地震桥梁震害调查中我们发现,桥梁的倒塌主要受独墩柱的破坏而致。在梁式桥的抗侧力体系中,桥墩是关键构件,其抗震性能直接影响整个桥梁结构的抗震性能。所以,我们要如何进行桥梁桥墩抗震加固?

研究表明,桥梁桥墩遭受破坏的原因包括:抗弯或抗剪强度不足、弯曲延性不足以及纵向钢筋的搭接或锚固性能不足等。因此,对现有桥梁进行桥梁桥墩抗震加固,应针对性地采取相应的加固措施。

 

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桥梁桥墩抗震加固之增大截面法是一种常用的静力补强加固方法,当其用于桥梁桥墩抗震加固时,宜以提高钢筋混凝土墩柱的抗剪强度和弯曲延性为主要目的。增大截面法通常适用的截面形式有圆形、矩形等,加固方式可分为全截面加固和部分截面加固两种。

 

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桥梁桥墩抗震加固之外包钢管加固法主要用于提高钢筋混凝土墩柱的抗剪强度和弯曲延性。这种加固技术最初是针对圆柱式桥墩提出的,系采用两块半圆形的钢管外包原有桥墩,钢管内径宜比桥墩直径大25mm-40mm,并在现场沿竖向接缝焊接成钢套,钢套的下端宜与顶面留有50mm的间隙,以防止桥墩在地震作用下弯曲时因钢管受压而增加截面的弯曲强度,从而避免增大基础的地震内力。

 

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桥梁桥墩抗震加固之粘贴纤维复合材料加固法同样可用于提高混凝土墩柱的抗剪强度、弯曲延性以及用于改善纵向钢筋搭接或锚固性能的不足。其与外包钢管加固法的原理相同。为避免增大基础的地震内力,粘贴的纤维复合材料下方宜与承台顶面留有50mm的间隙。此外,对矩形截面桥墩,为提高约束效果,宜将原截面四个折角修整为圆弧形,并将截面扩大为椭圆形后,再粘贴纤维复合材料。

 

在组织加固施工中,要注重对桥梁桥墩的施工管理,特别是在桥梁桥墩病害的分析认定上,要做到及时发现及时根治。此外,以上三种方法在桥梁桥墩抗震加固上有着极大的优势,应分情况选用哪种加固方法,并通过提高桥墩加固质量确保改造工程满足加固要求。

 


【桥梁独柱墩抗倾覆加固技术】桥梁独柱墩抗倾覆加固技术应用研究介绍

独柱墩连续梁桥在公路及城市道路立交设施中应用非常广泛。但由于独柱墩在横桥向采用单支点支撑,在汽车偏载作用下,对结构的横向抗倾覆稳定非常不利。目前我国的桥梁设计工作者关注的重点多集中于桥梁的抗弯、抗剪承载能力方面,对桥梁结构的整体稳定性关注不足,此类桥梁横向稳定性不足的问题多被忽略,再加上规范对结构整体横向稳定性验算规定的缺失,以及严重超载、超限车辆的通行,导致了各地多起桥梁倾覆事故的发生,造成巨大的经济损失和恶劣的社会影响。

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北京四元桥匝道花瓶墩柱加固实景

 “桥梁独柱墩抗倾覆加固技术研究与应用”项目研究通过对北京市及全国各地独柱支承梁式桥使用情况及典型病害、倾覆事故的深入调研,总结概括了各类独柱支承梁式桥倾覆破坏的本质特征,并通过对典型模型及实际案例的倾覆稳定性分析研究,制定了适用于验算桥梁独柱墩抗倾覆加固技术稳定的方法和标准;研究了在独柱桥梁新设计中需要注意的设计和计算分析要点;对防止桥梁独柱墩抗倾覆加固技术进行了深入研究,并将研究成果应用于桥梁独柱墩抗倾覆加固实际工程。该项目研究旨在从规划设计、施工验收、日常养护及安全运营各个阶段均能实现有效控制,以确保桥梁安全。

课题主要研究内容包括:1)独柱支承桥梁调查与倾覆事故调研。2)计算分析及标准制订。3)编制《北京市独柱支承梁式桥倾覆稳定性设计指南》。4)桥梁独柱墩抗倾覆加固技术及措施研究。5)加固工程应用实例验证。

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北京四元桥匝道调高支座实景

桥梁独柱墩抗倾覆加固技术及创新点

目前国内类似的研究项目,其研究成果未揭示独柱支承梁式桥的倾覆本质特征,也未提出可行的计算方法及计算标准,国外规范也无此类研究项目及成果。该项目研究成果提出的独独柱墩桥梁倾覆验算方法、控制标准及具有警示功能的抗倾覆措施均属于原创性研究成果,填补了国内在现行规范、独柱支承梁式桥抗倾覆验算及抗倾覆措施方面的空白,达到了国内领先、国际先进的水平。

该项目的关键技术和创新点如下。

1)在大量调查及分析研究基础上,提出了独柱支承梁式桥在汽车活载作用下倾覆稳定控制原则和指标,填补了现行规范的空白。

独柱支承体系差异化稳定安全系数:中墩固结独柱支承梁式桥控制为结构构件强度;中墩铰接直线独柱支承梁式桥以边支座脱空控制,安全系数不小于1.5;中墩铰接曲线独柱支承梁式桥以中墩转角达到0.03rad控制,安全系数不小于2.5。此部分研究成果提供给公路规范编制组,用于现行规范的修编工作,填补了规范空白。

2)完成《北京市独柱支承梁式桥倾覆稳定性设计指南》,填补了国内空白。

该《指南》编制目的:保证独柱支承梁式桥的倾覆稳定性能,避免出现桥梁倾覆事故,为现役桥梁的改造加固、新建桥梁的设计提供依据,达到从规划设计、施工验收、日常养护及安全运营各个阶段均能实现有效控制。《指南》根据独柱支承梁式桥受力特点及倾覆破坏特征,提出了一般设计要点和标准,明确了倾覆稳定性验算方法及标准,针对抗倾覆要求提出一系列构造措施,以及此类桥梁施工和使用中的相关要求。此部分研究内容为桥梁独柱墩抗倾覆加固技术、新建桥梁的抗倾覆安全方面提供了设计依据,为桥梁使用运营阶段的抗倾覆安全提供了技术保障,填补了国内空白。

3)该项目研究所提出的抗倾覆加固方法,在多个实际工程中得到验证。

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北京南沙窝桥匝道抗倾覆新增小盖梁加固实景

 为增加桥梁抗倾覆安全储备,保证桥梁运营安全,避免交通、经济和社会损失,项目研究提出已建桥梁独柱墩抗倾覆加固技术和措施,并在多个实际工程中得到验证。

已建桥梁桥梁独柱墩抗倾覆加固技术包括通过调高支座对独柱支承梁桥作抗倾覆加固、加装抗倾覆拉力装置等。

应用调高支座结合墩顶新增小盖梁或墩柱扩大截面的方式对现役桥梁进行抗倾覆加固施工,在调高支座安装、调高施工以及后期运营中开展了持续有效的第三方监控,积累了大量的第一手资料。调高支座用于抗倾覆加固,在原独柱墩顶部位置横桥方向新增设2个调高支座,以达到提高桥梁抗倾覆性能的目的,新增支座的支撑面由柱顶的小盖梁或柱身加大截面来提供。

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北京桥万泉河桥匝道抗倾覆新增小盖梁加固实景

 4)独柱墩抗倾覆专利装置的研发与应用。

该项目研发了具有预警功能的抗倾覆拉力装置,可有效提高桥梁独柱墩抗倾覆加固技术能力,并能方便桥梁管理单位对运营车辆的管理,避免桥梁倾覆事故的发生。此专利装置已在多个现役桥梁抗倾覆加固实际工程中得到成功应用。

在分析研究现役桥梁病害状况的基础上,为解决现役独柱支撑连续梁桥因日益加重的交通荷载而导致桥梁边墩支座脱空,直至引发桥梁倾覆的隐患,研发并申请了国家发明专利---“一种桥梁抗倾覆加固拉力装置及其施工方法”。此专利装置可为支座提供压力储备,增加抗扭力矩,避免边墩支座脱空,有效解决了横桥向产生较大变形影响行车及产生更大病害的问题。

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北京马家楼桥墩柱加宽新增支座加固实景

 

项目成果的经济效益

近年来,该课题研究成果已在北京市四元桥、南沙窝桥、苏州桥、万泉河桥、马家楼桥等城市立交的多座独柱支承连梁式匝道桥抗倾覆加固工程中得到了成功应用,取得了良好的经济效益。

桥梁倾覆破坏为瞬时行为,类似于结构“脆性”破坏,防范困难,倾覆破坏事故一旦发生,将造成重大的经济损失和社会危害。该项目研究成果的应用,可在不增加过多工程投资的情况下,保证桥梁独柱墩抗倾覆安全性能。

在进行新建桥梁设计时,参照规范修编条款和《北京市独柱支承梁式桥倾覆稳定性设计指南》中设计要点和标准,进一步明确倾覆稳定性验算方法及标准,可保障桥梁的抗倾覆安全性能,避免了桥梁后期运营管理中的加固和维修,可产生远期经济效益。

《指南》在明确倾覆稳定性验算方法及标准的同时,针对抗倾覆要求提出了一系列构造措施。其中,采用调高支座进行抗倾覆加固,对桥面交通不产生影响,避免了交通拥堵,经济及社会综合效益显著。调高支座用作抗倾覆加固支座,仅需利用其自备的液压顶升装置进行加压支顶及测力,无需采用专用千斤顶进行同步顶升作业,可显著降低加固工程造价。调高支座通过柱顶新增小盖梁或墩柱扩大截面的方式提供支承面,相比在原墩柱横向两侧各新增2个墩柱的加固方案,节约了工程投资,经济效益显著。

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北京马家楼桥抗倾覆加固拉力装置安装实景

项目成果的社会效益

桥梁是是关系到国计民生的重要交通工程构筑物,独柱支承梁式桥一旦发生倾覆,将直接导致桥梁坍塌重大恶性事故的发生,不仅会造成巨大的直接经济损失,也会导致人员伤亡、交通中断等严重后果,造成恶劣的社会影响。桥梁独柱墩抗倾覆加固技术研究和应用,可有效避免桥梁倾覆事故的发生,具有重大的社会效益。

【独柱墩连续梁桥抗倾覆加固】独柱墩连续梁桥抗倾覆加固分析及治理设计

独柱墩连续梁桥以其外形简洁美观、占用桥下空间小、便于下部结构布局等特点,广泛应用于城市立交桥以及高速公路匝道桥中。但由于独柱墩在横桥向采用单支点支撑,在汽车偏心荷载作用下,独柱墩连续梁桥抗倾覆加固的横向抗倾覆稳定非常不利。而我国大部分桥梁工设计者比较着重于结构的持久状况承载能力极限状态和正常使用极限状态的验算,而对桥梁的抗倾覆稳定性关注较小。本文以某高速公路匝道桥中典型的独柱墩式连续梁桥为例,研究独柱墩连续梁桥抗倾覆加固结构倾覆的本质特征,并提出了相应的独柱墩连续梁桥抗倾覆加固处理措施,可供新桥梁的设计以及已有桥梁加固治理设计提供参考。

1 倾覆匝道桥的工程概况

该匝道上部结构采用桥跨布置为 6 × 20 m 等截面钢筋混凝土连续箱梁桥,桥宽 8. 0 m,单箱单室结构,箱梁高 1. 3 m,箱梁底宽 4. 0 m,平面位于直线内。0#桥台和 6#桥墩 ( 双柱墩) 采用双支座,中心间距为 2. 8 m,中间 1# 5#墩均为独柱单支座,中墩支座为 GYZ650x120,圆墩柱直径为 1. 2 m,其截面特性如下:

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2 独柱墩连续梁桥抗倾覆加固结构验算及其倾覆破坏特征研究

( 1) 计算模型及倾覆时验算荷载鉴于该匝道桥主要研究汽车活荷载在偏载作用下,桥梁倾覆时的支座支反力情况和主梁结构力学分析。本桥采用梁格法中的脊梁模式进行计算,全桥共 85 个单元,86 个节点,具体模型如图 1 所示。根据某匝道桥发生倾覆时的反馈信息,采用自定义的荷载如下: 采用车辆荷载 3 辆挂车 125 t 编队作为验算荷载,按照挂车距离外侧护栏边缘 1 m进行横向布置,纵向布置间距为 5 m,单列布置在该自定义荷载作用下,在桥台支座脱空后,匝道桥梁板在最不利荷载作用下的瞬间破坏状态力学结果如图 2 5 所示。在自定义荷载作用下的桥台处主梁梁端转角为 0. 154 rad,主梁中墩最大支反力为 5102. 1kN,边墩最大支反力为 4634. 9kN,由于桥台部分支座脱空后,其结构受力体系发生了明显的变化,主梁边跨中跨处的最大弯矩往 1 号墩位置移动,弯矩值也瞬间急剧变大为 17833kN,此外,主梁在 1 号墩墩顶处的负弯矩变成了正弯矩,而中墩处的主梁弯矩相应的变小。

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根据图示,在自定义荷载作用下,0#桥台和 6 #墩左侧支座均出现负反力。考虑该支座脱空后,主要计算结果如下: ( 1) 梁端转角为 0. 154 rad( 8. 8 ) ,转角正切值 ( 0. 16) 大于支座的摩擦系数 ( 中墩为 0. 2,边墩为 0. 06) ; 梁体转角大于《公路桥梁板式橡胶支座》 ( JT /T 4 93) 中允许转角的正切值,支座处于偏压、脱空状态。完全脱空支座处上翘 431 mm( 2) 多处支座反力超过了 其承载能力。

( 3) 部分梁段的弯矩组合值已经超过截面抗弯承载能力。

由力学结果可知,中墩铰接直线独柱支承梁式桥在偏心荷载作用下,随着主梁扭转效应的增加,边支座出现脱空,导致主梁支承体系发生变化,随着荷载的进一步增加,结构转化为机动体系,无法再次达到平衡状态,从而发生倾覆破坏。中墩铰接直线独柱支承梁式桥在整个倾覆过程中主梁旋转轴基本不变,边支座脱空后经过很短的历程即发生整体倾覆破坏。中墩铰接曲线独柱支承梁式桥在偏心荷载作用下,随着主梁扭转效应的增加,边支座首先出现脱空,结构主梁支承体系发生变化; 随着荷载的进一步增加,结构旋转轴发生变化,从而形成新的平衡状态,当荷载增量导致不能再次达到平衡状态,或因中墩支座破坏导致结构构件出现强度破 坏时,桥梁发生整体倾覆。

为了控制桥台 ( 边墩) 处支座脱空,引起结构支撑体系发生变化,采用以下两种方式有效的避免结构破坏极独柱墩连续梁桥倾覆: ( 1) 桥面宽度一定时,尽量的增大支承间距,避免边支座脱空以防主梁结构发生变化 ( 2) 支承间距一定时,可通过增加中墩支座个数,以防旋转轴发生变化。

3 加固治理设计

基于本桥在自定义荷载作用下存在安全隐患,为了保证结构安全,施工方便可行,应采取有效手段解决独柱结构主梁发生倾覆的安全隐患。结合独柱墩连续梁桥抗倾覆加固特征研究结果,独柱墩连续梁桥抗倾覆加固可采用以下两种治理方案设计: ( 1) 在桥台 ( 边墩) 处横隔板横桥向两侧拼宽,横桥向两侧增加支座,加大支承间距; ( 2) 在中墩柱处横桥向两侧拼宽,靠近腹板处增设支座,以分担活载偏载作用,确保主梁在极端荷载作用下结构的旋转轴不发生变化,避免发生倾覆。

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根据上述两种方案的任何一种方案,对独柱墩连续梁桥抗倾覆加固后的结构受力进行分析,在自定义倾覆性验算荷载作用下,桥台 ( 边墩) 处支座未出现脱空现状,结构体系未发生变化,梁板结构受力未发生畸变,主梁和支座的承载能力验算均满足规范的要求,主梁不会发生倾覆。

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独柱墩连续梁桥倾覆破坏为瞬时行为,其破坏程度及其社会影响较大,本文以发生倾覆的超载荷载桥梁为背景,通过对该类桥梁进行结构力学分析,剖析了其梁桥发生倾覆稳定的机理,独柱墩连续梁桥抗倾覆加固具体研究结论如下:

( 1) 通过瞬间破坏状态下的力学计算表明,桥台支座脱空,引起独柱墩桥梁支撑体系发生变化,引起倾覆,因此桥梁设计者可通过控制桥台( 边墩) 处支座是否出现负反力作为必要条件,以验证独柱墩桥梁是否会发生倾覆稳定。

( 2) 独柱墩式连续梁桥在后期维护中可按本文提出的桥台处横隔板拼宽增设支座方案和中墩两侧拼宽增设支座方案进行加固治理设计,力学清晰明了,施工简便可靠。

【独柱墩桥梁维修加固技术】独柱墩桥梁维修加固技术施工工艺

【独柱墩桥梁维修加固技术】独柱墩桥梁维修加固技术施工工艺0

针对独柱墩桥梁,在简单介绍独柱墩桥梁维修加固基本原则的基础上,提出一种切实有效的独柱墩桥梁维修加固技术,以此为实际的桥梁维修加固作业提供可靠的参考依据,保证维修加固的有效性。

独柱墩是目前最常见的桥梁下部结构形式,具有稳定可靠、结构简单等优势,但经过长时间的使用,桥梁容易产生老化或损坏,对正常使用和安全都造成一定程度的影响。对此,就需要根据桥梁实际情况,采取行之有效的独柱墩桥梁维修加固技术。

1. 独柱墩桥梁维修加固技术基本原则

1.1墩柱加固改造

经调查计算和分析可知,现行规范针对特殊情况中的验算与荷载取值存在问题,和实际的交通运输情况相脱节,货车超载可以得到200%以上,并且普遍习惯在夜间行驶,使桥梁设计过程中允许向其中一侧偏压,而偏载存在限度,根据现行标准,每一侧可以承受约 1500000kN,但实际偏载远超过设计值,现有抗倾覆能力无法满足实际要求。对此,独柱墩桥梁维修加固技术主要目的在于保证抗倾覆能力,确保桥梁行车安全。具体的加固方式为增加的墩柱表面截面积,对墩柱进行加固以前,应先对墩台表面情况进行检查,如果存在裂缝与剥落情况,应先对其实施修补,然后作针对性的抗倾覆加固。在现有支座的两侧分别增设新支座,保证外侧支座之间的距离达到5m以上,因此提高独柱墩抗倾覆系数,避免在偏载情况下产生倾覆事故。

1.2上部结构与桥面铺装的裂缝修补和防水

桥面铺装层产生连续裂缝的主要原因为:地质结构层为滩涂或冲积平原,且桩基按照摩擦桩进行设计,由于摩阻力不足导致墩身产生下沉,出现反射裂缝;在施工图设计方面有很大的缺陷,采用预制式小型箱梁结构,简支但无法实现连续,受叠加后的应力持续作用后,体系中的内力将发生紊乱,加之收缩徐变作用,梁体挠度产生反复变化,最终导致梁端进入疲劳抵抗状态,在结构层连续缝部位产生反射式破坏。

墩柱和梁体上的裂缝可能因为拆模时间较早或养护不到位产生裂缝。当用修补胶或注浆料修补裂缝时,可采用压力灌注、表面封闭或自动低压渗注等方法。如果铺装层表面产生开裂及网裂,当裂缝较轻时,未对下层结构造成影响,则只对已开裂部位实施修补即可。在破坏范围的外侧延伸60cm左右实施修补,并对防水层进行检查,确认是否保持完好,如果防水层保持完好,则对铺装层进行重新铺筑即可。

1.3独柱墩桥梁维修加固上部结构部分破损及其修补

结构上局部位置产生破损的原因可能是受到雨水长时间冲刷,在修补时应先对破损的部分进行凿除,然后再用相同的材料将其修复至原状。根据外露的钢筋实际锈蚀情况,将破损的混凝土完全剔除,并均匀涂抹一层阻锈剂,然后用专门的砂浆进行修补,再按照原有的结构外形实施修复。

2. 独柱墩桥梁维修加固技术及方法

2.1独柱墩桥梁加固改造

以某桥梁工程为例进行分析,其独柱墩加固方式为在现有支座外侧额外增设2个新支座,将支座之间的距离从3m增加到5m。采用具有减震功能的支座,能对高度进行精确调节,调节范围为0-20mm,新支座无需承担反力,只承担偏载反力。将墩柱的表面和拱圈及其上部修补好以后,实施独柱墩桥梁维修加固技术改造。

2.1.1准备工作。利用挖掘机对承台周围一定范围内的土进行挖除,然后利用人工对这一范围之内的土进行开挖,以免大型机械设备对承台结构造成损伤。

2.1.2搭设支架。以墩柱实际高度及地面实际情况为依据,选择合适的支架材料及其搭设施工方式,支架搭设必须保持稳定和牢固,在搭好支架后,需要在墩顶处铺设模板,以此形成稳定且封闭的施工平台。

2.1.3凿毛处理。在确定墩柱整体平面尺寸后,为保证新、旧两部分混凝土相互结合的紧密性,即保证整体性,需要对承台和墩柱的表面实施凿毛处理,其深度要达到6mm以上,以露出内部新茬为基准控制,然后将凿毛后产生的浮渣清理干净。凿毛处理一般按照从

上到下的顺序连续进行,保证凿毛的连续性及有效性,为后续修补创造良好条件。

2.1.4界面剂的涂刷。本工程将水泥基混凝土作为界面剂,在涂刷之前应先对基面进行冲洗润湿,然后在基面达到饱和之后,清除多余的积水,连续涂刷两次界面剂。

2.1.5植筋。待施工测量放样完成后,准确标出植筋具体位置,然后开始响应的植筋操作。操作顺序为:对原结构进行清理并准备好各项原材料;标出植筋具体位置;钻设孔洞;清孔;注入胶结材料;植入钢筋;固化;质量检查。

2.1.6拉拔试验。对于较为重要的结构或构件,需要按照总数3%进行抽样检验,但数量不能少于5个。而对于一般的结构或构件,需要按照总数的1%进行抽样检验,但数量不能少于3个。拉拔试验中使用的设备需要满足以下要求:加载能力不小于设计荷载+20%,并且可以稳定且连续的运行;测量误差不超过±2%;液压系统可短时间保持恒定荷载,降荷值不超过5%;夹持器需要和力线及锚固线轴线保持对中;试验所用拉拔设备必须定期进行送

检。如果读数存在误差和异常,要将其拆开检查,将关键零部件换新后,再予以重新试验,到结果正常为主。加荷的方法有连续加载与分级加载两种,具体要根据实际情况选择,但需要满足以下要求:当采用连续加载方法时,需要以恒定的速度在不超过3min的时间段内完成加载,同时持荷2min;当采用分级加载方法时,需要将荷载分成10级,每一级加到指定荷载后都持荷1min进行检验。

2.1.7模板支设与混凝土浇筑。墩柱主要采用钢模板,对其进行支设以前,需要在承台的顶部准确放出其四角线,由墩柱不断向外扩展20-50cm,在墩柱的表面用墨线弹出具体轮廓,对模板进行安装时,必须根据轮廓实施,在进行校核的过程中,应使用钢尺对模板和外扩线之间的距离进行测量。模板应和旧桥墩紧密相连,防止养生时振动造成不利影响。在墩柱顶部下方40cm范围内,完成对支座的安装后,开始浇筑自密实混凝土,无需再进行振捣。

2.2支座安装

在完成以上几个重点环节,并检查确认合格后,即可开始对支座进行安装,在实际的安装过程中,需要充分注意以下要点。

2.2.1在对梁底部的楔形钢板进行安装,其四角的厚度应以箱梁横、纵坡为依据确定,确保完成安装后钢板的底部表面保持水平,利用环氧树脂或植入螺栓,对梁底和钢板进行锚固。

2.2.2制作可调节螺杆,这一螺杆主要由两部分组成,在连接部位套上正扣和反扣装置,然后利用螺母使其成为一体,通过对螺母的旋转即可对螺杆长度进行调节。

2.2.3对螺杆和钢板进行焊接固定。

2.2.4在钢筋笼上进行钢板的焊接,具体位置与尺寸都必须满足设计要求。

2.2.5对带有预制钢箍的支座与垫石进行吊装,准确调整其所在位置,和中心线对齐。

2.2.6对旋转螺母进行调节,使梁底的楔形钢板和支座顶紧,钢板和钢箍之间采用焊接的方式相连。

3.结束语 实践表明,通过对独柱墩桥梁维修加固技术和独柱墩抗倾覆支座的安装有效提高了桥梁抗倾覆的能力,为桥梁实际运行的稳定性与安全性提供了极大的保障。针对桥梁结构各类病害问题,需要采取不同的方式及时修补,这是保证桥梁寿命的关键所在,也是提高其通行与承载能力 的重要举措,必须引起相关人员的高度重视。

 


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