城區(qū)舊橋拓寬加固的設(shè)計(jì)方法研究
城區(qū)舊橋拓寬是城市化進(jìn)程中經(jīng)常碰到的問(wèn)題。伴隨著汽車的大眾化,城市交通壓力越來(lái)越大,舊橋越來(lái)越成為了城市交通的瓶頸。另外一方面,舊橋的設(shè)計(jì)不夠科學(xué),承載力不夠大,使用年限久遠(yuǎn)等因素都使得拓寬橋面,設(shè)計(jì)科學(xué)、適用、經(jīng)濟(jì)合理的道路橋面具有重大意義。
1舊橋拓寬改建方法
梁橋加寬方式有多種,主要根據(jù)不同的橋梁結(jié)構(gòu)形式來(lái)決定其連接方式??傮w上看,城市橋梁中,上部結(jié)構(gòu)基本為空心板、T梁、箱梁的橋梁等連接方式。而從結(jié)構(gòu)特性上,一半又分為鉸接和剛接兩種方式。
1.1城市舊橋加寬需要解決的問(wèn)題
以下問(wèn)題必須考慮:(一)混凝土的收縮和徐變。在應(yīng)力不變的情況下,混凝土應(yīng)變隨時(shí)間增加而增長(zhǎng)的現(xiàn)象,為混凝土徐變?;炷猎诳諝庵薪Y(jié)硬時(shí),體積會(huì)減少,這種現(xiàn)象稱為混凝土收縮。顯然新舊橋接在一起時(shí),由于兩者的收縮和徐變不一致,新橋的混凝土發(fā)生收縮、徐變,會(huì)對(duì)舊橋產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力。[1]因此,在縱縫連接時(shí),合適的連接時(shí)間非常重要。而且,對(duì)于不同類型的橋梁上部結(jié)構(gòu),還需要通過(guò)實(shí)際試驗(yàn)和計(jì)算分析,保證預(yù)制板存放的最佳時(shí)機(jī)。一般而言,新橋空心板、T梁、連續(xù)箱梁等常規(guī)結(jié)構(gòu)均采用結(jié)構(gòu)整體連接方式,可以適當(dāng)延長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力張拉前的混凝土養(yǎng)護(hù)齡期和存梁時(shí)間,成橋后一般需要經(jīng)過(guò)合理的時(shí)間后,再進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接。(二)基礎(chǔ)的不均勻沉降。和混凝土的收縮類似,舊橋的基礎(chǔ)沉降基本定性,如何考慮和計(jì)算新橋的沉降量,保證其定型之后兩者再同一高度,是很重要的問(wèn)題。施工時(shí),既要考慮到樁底沉渣,還要考慮到天然基礎(chǔ)等,并進(jìn)行計(jì)算分析,確定基礎(chǔ)最終沉降量的大小,采取相應(yīng)的技術(shù)措施。
1.2舊橋加寬后承載力和車速等問(wèn)題的設(shè)計(jì)
城區(qū)舊橋加寬的很多原因在于其流量太小,形成交通瓶頸。一旦加寬,往往意味著流量增大,車速增快。這就必須考慮提升舊橋的承載能力,使得新舊橋能夠保持一致。舊橋在整體加寬改造時(shí),其承載能力是反映橋梁使用現(xiàn)狀的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。對(duì)承載能力的提高,可以從增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性入手,并遵從以下設(shè)計(jì)方法:采用合理的舊橋加固方式,對(duì)舊橋進(jìn)行加固時(shí)為了保證新舊橋的承載能力基本一致,否則新舊橋加寬后,其雙車道或多車道的功能,會(huì)因?yàn)榕f橋的承載能力而打折扣;橋梁的橫向剛度對(duì)改善結(jié)構(gòu)受力影響顯著,即橫向剛度越大,原結(jié)構(gòu)承載能力提高也越大,因此在新橋施工過(guò)程中,應(yīng)注意增大橫梁剛度,以期最大程度地提高舊橋承載能力;一般而言,新橋會(huì)因?yàn)檫吜?、次邊梁及中梁等因素,分?dān)一部分舊橋的承載力,但是必須對(duì)舊橋?qū)嵤M向整體加寬改造,使得兩者更協(xié)調(diào)。
對(duì)于車速,新橋可以按要求進(jìn)行設(shè)計(jì),而舊橋會(huì)受到汽車荷載等級(jí)、汽車荷載沖擊力、離心力、汽車荷載引起的土側(cè)壓力、制動(dòng)力等的影響。對(duì)于城市中的橋梁,其汽車載荷應(yīng)充分考慮到經(jīng)濟(jì)實(shí)用性,不同年代,不同等級(jí)的公路,以及可能過(guò)往的車輛都是車載符合參考的依據(jù);汽車荷載沖擊力,其標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù)群。一般而言,提高汽車速度,提高舊橋承載力必然引起汽車荷載沖擊力、離心力、汽車荷載引起的土側(cè)壓力、制動(dòng)力的增加。[2]因此,舊橋整體加寬時(shí),必須考慮提高車速的影響,如果經(jīng)過(guò)檢測(cè)和理論計(jì)算分析,舊橋不能滿足汽車荷載沖擊力、離心力等增加的要求,則必須采取相應(yīng)的加固措施。
2舊橋加固技術(shù)方法
2.1舊橋加固方法的選取原則
橋梁加固的方法有多種。對(duì)于具體的、不同的工程如何選用,應(yīng)依照以下的原則:(一)經(jīng)濟(jì)適用性原則,采用加固方案應(yīng)考慮耗費(fèi)少、功效快、不中斷交通、技術(shù)上可行、有較好耐久性等方面的要求。(二)安全美觀性原則,補(bǔ)強(qiáng)加固是通過(guò)加大或修復(fù)橋梁構(gòu)件來(lái)提高局部或整座橋梁承載能力的措施。
2.2舊橋加固過(guò)程
舊橋的加固必須遵循科學(xué)的設(shè)計(jì)方法和步驟:(一)舊橋的評(píng)價(jià)鑒定。要保證新舊梁橋最大程度的溫和,需細(xì)致做以下工作:了解橋梁結(jié)構(gòu)的尺寸、截面、鋼筋的直徑及布置;了解構(gòu)件的材料性能,混凝土的強(qiáng)度;了解該橋過(guò)往車輛類型、噸位、實(shí)載率以及交通量,并考慮城市改造后,其交通量的變化。(二)確定加固方法?;A(chǔ)工作是對(duì)經(jīng)濟(jì)效益和地下結(jié)構(gòu)做出判斷。其次的工作室確定加固的方法,不同的橋梁,有不同的加固方法,以等截面懸鏈線鋼筋混凝土雙曲拱橋?yàn)槔浼庸踢^(guò)程就可以分為[3]: ①拱上建筑和橋面加,如可以拆除有腹拱圈、側(cè)墻并挖除所有拱腔填料,以減少拱上恒載的作用,提高橋的承載力;②橋臺(tái)加固,可以在兩岸橋臺(tái)上分別拆除部分側(cè)墻,并現(xiàn)澆橫挑梁與整體式鋼筋混凝土橋面;③主拱圈加固維修,如在跨拱肋下緣粘貼碳纖維布,以增強(qiáng)拱肋的抗彎能力等;④橋墩、橋臺(tái)加固,如對(duì)對(duì)橋墩墩身外側(cè)設(shè)置一層鋼筋網(wǎng),并澆筑一定厚度的厚混凝土,以提高橋墩的強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力,或在橋臺(tái)兩側(cè)側(cè)墻設(shè)置一層鋼筋網(wǎng),并澆筑厚混凝土,以改善側(cè)墻的受力性能等。
3結(jié)束語(yǔ)
舊橋加固和拓寬,根本上是為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但是在加固和拓寬之前,必須有充分的調(diào)研,在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)優(yōu)化分析之后,進(jìn)行詳細(xì)的分析設(shè)計(jì),如地理?xiàng)l件,舊橋的相關(guān)因素,并根據(jù)這些而設(shè)計(jì)不同的拓寬和加固方法,保證新舊橋的安全穩(wěn)定使用。
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標(biāo)簽:加固、舊橋拓寬、研究、設(shè)計(jì)
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