论文部分内容阅读
摘 要:随着我国经济的持续发展,城市车流量不断增多,不少早期建设的桥梁都出现了不能满足城市交通需求的现象,可以预见,在未来一段时间内,对于旧桥的改造和加宽工作势在必行。但是对于旧桥的加宽工程却存在着许多技术难题,需要在实践中深入摸索才能最终解决。本文主要对旧桥加宽工程中的设计方法进行了探讨。
关键词:旧桥改造桥梁加宽旧桥加宽工程设计
中图分类号:U445.6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(a)-0103-01
1 容易对加宽工程质量造成影响的因素
1.1 混凝土的收缩和徐变
(1)混凝土的收缩指的是由于混凝土内的游离水蒸发而使其体积缩小的一种理化现象,它主要受气候和时间的影响,与载荷无关。
(2)混凝土的徐变指的是混凝土的应变在持续载荷的作用下随时间而增长的一种现象。混凝土的徐变和应变会随着持续荷载时间的增长而增长,但是增长的速度却会随着时间的增加而降低。
由此可知,如果对旧桥进行加宽,那么新旧部分连接处的新混凝土的纵向收缩就会受到来自旧桥的限制,进而使旧桥产生附加内力,这就要求设计人员在对工程进行规划时要充分考虑旧桥和新构件和承载能力。
1.2 基础沉降
一般来说,如果桥梁的地基持力层位于土层之上,那么桥梁的沉降就必然会发生,并且还会持续很长一段时间;但如果持力层位于岩层之上,则可以有效避免沉降的发生。因此,如果条件允许,应将旧桥加宽部部分的地基直接打到岩层上,从而避免对加宽后桥梁的上部结构造成不利影响。如果条件不允许,则应采用粉喷桩或碎石桩对地基进行处理。
2 桥梁加宽工程设计
2.1 对于桥面的加宽
在进行铺装之前,要先将护栏及距其20cm范围内的桥面凿除并按照有关规范的要求焊接新旧部分的连接钢筋。在铺装过程中,要先铺设桥面混凝土,再浇筑防撞护栏。需要注意的是,在进行钢筋纤维混凝土的浇筑前,要预先对空心板进行清理,以便使其与钢筋纤维混凝土更加紧密的结合在一起,从而增加整体受力。
2.2 对于上部梁板的加宽
2.2.1 空心板的拼接
由于旧的空心板已经不能满足现代交通的要求,因此在加寬工程中应对其进行更换和加固。根据有关规范的要求,新板的宽度应与旧板一致,并通过粘贴钢板实现新旧间的刚性连接。
2.2.2 梁桥的加宽
在桥梁加宽的设计中,应注意加强新旧部分之间的T梁和箱梁的横向联系,具体方法为:在旧桥的T梁外侧浇筑新的横隔梁,再将其与箱梁的跨中横隔梁以及端横隔梁连接在一起,从而形成新的横向联系。有关研究表明,新的横向联系的形成使得加宽部分承担了相当一部分的载荷,有效降低了旧桥边梁、次边梁以及中梁的横向分布系数,使得桥梁的工作性能和整体承载力得到很大幅度的提高。
2.3 对于下部构造的加宽
2.3.1 盖梁的连接
避免桥梁出现纵向裂缝是旧桥加宽设计中的重点和难点,因此列出两种方案进行比选。
(1)刚性连接
根据有关理论,旧桥的墩台帽经由单悬臂结构的连接后会转变为连续梁,这不仅要求其具有足够的正弯矩钢筋,还要确保墩台的基础部分不会发生沉降,否则就会造成墩台的盖梁部分出现裂缝。此方法受客观条件的限制较多,故不予采纳。
(2)不进行新旧桥盖梁的连接
这种方式受力简单,不仅不会改变旧桥盖梁的受力形式,也不必改变其钢筋的布置。如果新桥出现沉降,则可以通过调整上部梁板的方式满足新旧部分的顺接要求。具体做法为:在进行盖梁施工时,先将旧桥墩台端部及外侧耳墙凿除,使盖梁与空心板处于同一水平面。然后再进行新盖梁的浇筑,使其与旧盖梁顺接。需要注意的是,新旧部分间要留有1cm的空隙,并且要在凿除面涂抹防水涂料,从而避免暴露在外的钢筋发生锈蚀。
2.3.2 基桩
旧桥加宽工程中另一个较难解决的问题就是旧结构的不均匀沉降,由于目前还无法对即将发生的沉降量进行准确的计算和分析,因此在设计时应在参照旧桥桩长的基础上对新建部分的下部基桩进行适当的增粗和加长。
需要注意的是,在施工过程中要进行必要的堆载预压程序,也就是在新的上部梁板安装结束后不立即进行新旧结构间的连接,而是要对新建桥梁进行为期2~3个月的预压,等大部分结构的沉降结束后在进行对上部结构的刚性连接。
3 对于各类桥梁加宽形式的分析
3.1 各部分均不连接
在此类连接形式中,新旧桥体是完全分离的,桥面也通过简易伸缩缝断开,使新旧结构免于混凝土收缩徐变以及基础沉降的影响。由于新旧部分是各自受力,因此大幅降低了加宽工程的难度,并且因为该形式的铺装和维修具有较高的独立性,使得工程可以在不影响道路交通的情况下进行。由于伸缩缝会对行车的舒适度以及过往车辆的轮胎造成一定的影响,因此必须将其设置于车行道的双黄线位置,这也决定了该形式会受到桥梁上的行车道布设位置的限制。
3.2 桥面连接
在此类连接形式中,新旧桥体的桥面铺装是一体的,而上下结构却是分离的,这就使其免于混凝土收缩徐变以及基础沉降的影响。该方式的最大优点就是桥面比较平顺,缺点就是过往车辆会使新旧结构间产生较大的挠度差,进而造成连接处铺装层的损坏,不仅影响道路的美观和行车的安全,还会增加维修的难度。
3.3 上下结构连接
此类连接形式属于刚性连接,新旧桥梁的上下结构通过植筋、浇筑横隔梁的方式形成一个统一的整体。采用这种连接方式的桥梁,桥面更加平顺,行车舒适度和安全性也更高。但该方式会受到混凝土收缩徐变以及基础沉降的影响,因此在设计和施工过程中要加以注意。
3.4 上部结构连接,下部结构不连接
在此类连接形式中,由于新旧桥梁的上部结构连接成一个整体,因此大幅减小了变形差,使桥面更加平顺、行车更加安全。同时,由于新旧桥梁的下部结构由于没有连接在一起,因此需要各自单独受力,如果无法将其基础设置在岩层上的话就要对地基进行处理,从而降低沉降所带来的不利影响。
4 结语
在旧桥的加宽工程中,不同的连接方式会使得桥梁结构受到不同的收缩徐变和沉降的影响,因此在设计和施工过程中,有关人员应加强对施工地地质情况的考察,并根据实际情况选择最为合理的连接方式,做到因地制宜,从而使改造后桥梁的稳定性和安全性得到更多的保障。
参考文献
[1] 周建庭.大中型桥梁加固新技术[M].北京:人民交通出版社,2010.5.
[2] 邹毅松,王银辉.连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,2009.4.
[3] 武春山,张德成.桥梁养护与加固技术[M].北京:人民交通出版社,2010.6.
[4] 黄平明,陈万春.桥梁养护与加固[M].北京:人民交通出版社,2009.1.
关键词:旧桥改造桥梁加宽旧桥加宽工程设计
中图分类号:U445.6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(a)-0103-01
1 容易对加宽工程质量造成影响的因素
1.1 混凝土的收缩和徐变
(1)混凝土的收缩指的是由于混凝土内的游离水蒸发而使其体积缩小的一种理化现象,它主要受气候和时间的影响,与载荷无关。
(2)混凝土的徐变指的是混凝土的应变在持续载荷的作用下随时间而增长的一种现象。混凝土的徐变和应变会随着持续荷载时间的增长而增长,但是增长的速度却会随着时间的增加而降低。
由此可知,如果对旧桥进行加宽,那么新旧部分连接处的新混凝土的纵向收缩就会受到来自旧桥的限制,进而使旧桥产生附加内力,这就要求设计人员在对工程进行规划时要充分考虑旧桥和新构件和承载能力。
1.2 基础沉降
一般来说,如果桥梁的地基持力层位于土层之上,那么桥梁的沉降就必然会发生,并且还会持续很长一段时间;但如果持力层位于岩层之上,则可以有效避免沉降的发生。因此,如果条件允许,应将旧桥加宽部部分的地基直接打到岩层上,从而避免对加宽后桥梁的上部结构造成不利影响。如果条件不允许,则应采用粉喷桩或碎石桩对地基进行处理。
2 桥梁加宽工程设计
2.1 对于桥面的加宽
在进行铺装之前,要先将护栏及距其20cm范围内的桥面凿除并按照有关规范的要求焊接新旧部分的连接钢筋。在铺装过程中,要先铺设桥面混凝土,再浇筑防撞护栏。需要注意的是,在进行钢筋纤维混凝土的浇筑前,要预先对空心板进行清理,以便使其与钢筋纤维混凝土更加紧密的结合在一起,从而增加整体受力。
2.2 对于上部梁板的加宽
2.2.1 空心板的拼接
由于旧的空心板已经不能满足现代交通的要求,因此在加寬工程中应对其进行更换和加固。根据有关规范的要求,新板的宽度应与旧板一致,并通过粘贴钢板实现新旧间的刚性连接。
2.2.2 梁桥的加宽
在桥梁加宽的设计中,应注意加强新旧部分之间的T梁和箱梁的横向联系,具体方法为:在旧桥的T梁外侧浇筑新的横隔梁,再将其与箱梁的跨中横隔梁以及端横隔梁连接在一起,从而形成新的横向联系。有关研究表明,新的横向联系的形成使得加宽部分承担了相当一部分的载荷,有效降低了旧桥边梁、次边梁以及中梁的横向分布系数,使得桥梁的工作性能和整体承载力得到很大幅度的提高。
2.3 对于下部构造的加宽
2.3.1 盖梁的连接
避免桥梁出现纵向裂缝是旧桥加宽设计中的重点和难点,因此列出两种方案进行比选。
(1)刚性连接
根据有关理论,旧桥的墩台帽经由单悬臂结构的连接后会转变为连续梁,这不仅要求其具有足够的正弯矩钢筋,还要确保墩台的基础部分不会发生沉降,否则就会造成墩台的盖梁部分出现裂缝。此方法受客观条件的限制较多,故不予采纳。
(2)不进行新旧桥盖梁的连接
这种方式受力简单,不仅不会改变旧桥盖梁的受力形式,也不必改变其钢筋的布置。如果新桥出现沉降,则可以通过调整上部梁板的方式满足新旧部分的顺接要求。具体做法为:在进行盖梁施工时,先将旧桥墩台端部及外侧耳墙凿除,使盖梁与空心板处于同一水平面。然后再进行新盖梁的浇筑,使其与旧盖梁顺接。需要注意的是,新旧部分间要留有1cm的空隙,并且要在凿除面涂抹防水涂料,从而避免暴露在外的钢筋发生锈蚀。
2.3.2 基桩
旧桥加宽工程中另一个较难解决的问题就是旧结构的不均匀沉降,由于目前还无法对即将发生的沉降量进行准确的计算和分析,因此在设计时应在参照旧桥桩长的基础上对新建部分的下部基桩进行适当的增粗和加长。
需要注意的是,在施工过程中要进行必要的堆载预压程序,也就是在新的上部梁板安装结束后不立即进行新旧结构间的连接,而是要对新建桥梁进行为期2~3个月的预压,等大部分结构的沉降结束后在进行对上部结构的刚性连接。
3 对于各类桥梁加宽形式的分析
3.1 各部分均不连接
在此类连接形式中,新旧桥体是完全分离的,桥面也通过简易伸缩缝断开,使新旧结构免于混凝土收缩徐变以及基础沉降的影响。由于新旧部分是各自受力,因此大幅降低了加宽工程的难度,并且因为该形式的铺装和维修具有较高的独立性,使得工程可以在不影响道路交通的情况下进行。由于伸缩缝会对行车的舒适度以及过往车辆的轮胎造成一定的影响,因此必须将其设置于车行道的双黄线位置,这也决定了该形式会受到桥梁上的行车道布设位置的限制。
3.2 桥面连接
在此类连接形式中,新旧桥体的桥面铺装是一体的,而上下结构却是分离的,这就使其免于混凝土收缩徐变以及基础沉降的影响。该方式的最大优点就是桥面比较平顺,缺点就是过往车辆会使新旧结构间产生较大的挠度差,进而造成连接处铺装层的损坏,不仅影响道路的美观和行车的安全,还会增加维修的难度。
3.3 上下结构连接
此类连接形式属于刚性连接,新旧桥梁的上下结构通过植筋、浇筑横隔梁的方式形成一个统一的整体。采用这种连接方式的桥梁,桥面更加平顺,行车舒适度和安全性也更高。但该方式会受到混凝土收缩徐变以及基础沉降的影响,因此在设计和施工过程中要加以注意。
3.4 上部结构连接,下部结构不连接
在此类连接形式中,由于新旧桥梁的上部结构连接成一个整体,因此大幅减小了变形差,使桥面更加平顺、行车更加安全。同时,由于新旧桥梁的下部结构由于没有连接在一起,因此需要各自单独受力,如果无法将其基础设置在岩层上的话就要对地基进行处理,从而降低沉降所带来的不利影响。
4 结语
在旧桥的加宽工程中,不同的连接方式会使得桥梁结构受到不同的收缩徐变和沉降的影响,因此在设计和施工过程中,有关人员应加强对施工地地质情况的考察,并根据实际情况选择最为合理的连接方式,做到因地制宜,从而使改造后桥梁的稳定性和安全性得到更多的保障。
参考文献
[1] 周建庭.大中型桥梁加固新技术[M].北京:人民交通出版社,2010.5.
[2] 邹毅松,王银辉.连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,2009.4.
[3] 武春山,张德成.桥梁养护与加固技术[M].北京:人民交通出版社,2010.6.
[4] 黄平明,陈万春.桥梁养护与加固[M].北京:人民交通出版社,2009.1.