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某连续组合梁桥横梁加固技术的探讨

发布于:2015-07-17 22:33:17 来自:道路桥梁/桥梁工程 [复制转发]
1· 工程概况

某波形钢腹板三跨( 22m + 36m + 22m) 连续梁桥,双向6 车道,桥面宽28. 0m,设计荷载公路-I 级。主梁采用一箱五室直腹板变高截面钢-混凝土组合箱梁,箱梁顶宽28. 0m,底板宽23. 7m,悬臂长2. 5m。梁高按二次抛物线变化,墩顶梁高2. 6m,跨中梁高1. 7m; 顶板厚270mm,底板厚250mm( 见图1) 。箱梁腹板采用波形钢腹板,钢板厚度10mm,钢材种类Q345d。

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主梁预应力束采用体内束、体外束混合配筋方式,混凝土顶、底板布设体内预应力束,箱梁内布设折线形体外预应力束,体外预应力束通过横隔梁和横隔板实现转向。边跨端横隔梁厚1. 5m,每个边跨设2 道横隔板; 墩顶中横隔梁厚2. 0m,中跨设3 道横隔板。

每个桥墩( 台) 设2 个盆式橡胶支座,预应力混凝土横梁主跨12. 0m,两端悬挑5. 855m,横梁高2. 6m,宽2. 0m,横梁与钢腹板连接处设置宽0. 8m过渡区,如图2,3所示。采用满堂支架法现浇施工,一次落架。

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有限元计算发现,横隔梁存在支座范围负承载能力不足,梁体顶面混凝土裂缝宽度超限等问题,主要原因在于横梁跨径和悬挑长度过大,导致支座部位产生过大负弯矩。

当时主梁、横梁混凝土浇筑完成,尚未拆除支架,顶底板体内束、箱内体外束也未进行张拉。根据横梁的受力特点、桥墩尺寸和施工进度,拟定了增加桥梁调高支座、增加预应力钢束以及增加调高支座同时增加预应力钢束3 个加固方案,经过加固方案计算和加固分析[1-2],采用增加桥梁调高支座同时增加预应力钢束的方法进行横梁加固。

2· 横梁加固方案

利用钢腹板与横隔梁之间宽0. 8m 的过渡段混凝土,按《公路桥梁加固施工技术规范》JTG/TJ23—2008 [3]进行植筋浇筑混凝土,增加横梁宽度,布置预应力束孔道,增设体内预应力束,横梁宽度由2. 0m 增加为2. 80m。沿横梁高度方向设置4 道预应力束N1,N2,钢束均选用16s15. 2,长度均为27 570mm,其中N1距梁顶面700mm,N2距梁顶面1 100mm,横隔梁左右两侧对称布置,共8 束预应力束锚固于主梁边腹板混凝土上。同时,拆除桥墩上原有盆式橡胶支座,根据桥墩墩身尺寸,在桥墩左右两侧各增加一个盆式橡胶调高支座,同时废除原有支座,如图4 所示。

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3 ·横梁加固施工

根据横梁加固方案,分别进行桥梁调高支座更换、横梁植筋和横向钢束张拉施工,施工顺序如图5所示。

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3. 1 调高支座更换

调高支座的调高方案主要有垫板调高、螺旋调高、楔块调高、液压调高等4 种方式。本次横梁加固采用液压调高支座。液压调高是用高压注射设备向密闭的支座钢盆内注入填充液态弹性材料,使支座上板和梁底抬高从而达到调高目的[4-5]。施工前需要制定专门的桥梁上部结构顶升方案,选取的千斤顶顶升吨位和行程充足。操作过程中必须保证各个顶升千斤顶的同步顶升,同时进行全桥观测,确保顶升过程混凝土不出现裂缝。调高支座更换要保证各支座与梁底密贴,并均匀受力。液压调高步骤如下。

1) 在支座工作状态下,根据标高调整的要求,确定桥下各支座预计调高量,该调高量必须在支座设计液压调高预留量范围之内。

2) 安装调高专用设备和其他辅助设施,连接各管路,确保接头无泄漏,启动调高设备,观察各部是否正常运转。根据支座调高量以及要求的固化时间计算所需填充聚氨酯各单料质量,按相关规定比例配料。

3) 待各管路排出空气后,安装与支座连接的接头,向支座空腔内注射聚氨酯进行支座调高。调高过程中,使用高度测量装置即时测量调高高度。

4) 达到预定调高高度后,关闭外部单向阀后再关闭调高设备,清洗调高设备中残留的填充聚氨酯( 见图6) 。

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根据调高高度要求,可在底盆设置多个注射通道,实现多次调高。

3. 2 钻孔、混凝土凿毛


1) 在横梁外侧开直径250mm 孔,孔深180mm,再在里面开直径120mm 的预应力管道孔。

2) 中腹板过渡段均开直径120mm 的预应力管道孔。

3) 开孔后将钢锚垫板( 外径250mm,内径120mm,厚30mm 的钢板) 用环氧砂浆黏结在直径250mm、孔深180mm 的孔底。

4) 横梁原混凝土表面凿毛,除去表面砂浆,露出骨料。凿毛的程度通过目测,要求达到50% 以上的粗骨料清晰可见[6-7]。

5) 用高压水枪清洗混凝土表面与钻孔。

3. 3 普通钢筋植筋

1) 采用Φ25 的HRB334 级钢筋,植入深度250mm,间距300mm × 300mm,植筋孔注入环氧树脂,施工过程要满足《公路桥梁加固施工技术规范》要求。

2) 桥面铺装在横梁中心两侧各2m 范围,横桥用100mm × 100mm Φ10 钢筋网片加强。

3) 用高压水枪清洗混凝土表面。

3. 4 浇筑混凝土

1) 在横梁混凝土浇筑前24h,向旧混凝土浇水保证界面湿润,但要求混凝土界面上不存水、不滴水。

2) 加固用C50 混凝土满足相关规范要求,最大骨料直径≤10mm。

3) 混凝土浇筑过程中加强振捣。

4) 横梁两侧混凝土浇筑一次完成,达到混凝土设计强度后,张拉预应力钢束。

横梁加固用混凝土要求低收缩、低泌水、低塑性沉陷,避免新旧混凝土结合面出现细小收缩裂缝,确保混凝土逆向浇筑新旧混凝土结合良好。

3. 5 张拉横向预应力钢束


1) 预应力束选用符合《预应力混凝土用钢绞线》GB /T5224—2003 规定的16Φs15. 2 标准型钢绞线。其标准抗拉强度fpk = 1 860MPa,张拉控制应力σcon = 0.75fpk = 1 395MPa。锚具为OVM 锚具,锚具满足整体换束及调整张拉力的要求,锚具其他性能应满足《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB /T14370—2007 的要求。

2) 锚具所用钢管均采用符合《输送流体用无缝钢管》GB8163—2008 规定的无缝钢管。预应力孔道采用塑料波纹管成孔,预应力管道采用真空辅助灌浆工艺,以保证灌浆饱和不留空隙。

3) 预应力束张拉采用拉力、变形双控,钢束张拉中出现异常应立即停止张拉,直至找到原因,方可继续张拉。

4) 预应力钢束张拉锚固后,孔道应在48h 内完成压浆,防止钢束锈蚀。

4 ·结语

针对横梁部分区段承载力不足、裂缝宽度过大的问题,制定了增设预应力钢束和桥梁调高支座加固方案。横梁加固施工完成、主梁落架后,经过全桥检测,横梁受力状况良好,未发现横梁裂缝,加固效果良好,解决了横梁原有问题。


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这个家伙什么也没有留下。。。

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