CN111877191A - 双曲拱桥增大截面的加固方法 - Google Patents

双曲拱桥增大截面的加固方法 Download PDF

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CN111877191A CN202010838728.7A CN202010838728A CN111877191A CN 111877191 A CN111877191 A CN 111877191A CN 202010838728 A CN202010838728 A CN 202010838728A CN 111877191 A CN111877191 A CN 111877191A
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Abstract

本发明公开了双曲拱桥增大截面的加固方法,该加固方法具体包括以下步骤:S1:对双曲拱桥基础结构承载力复核,在旧有双曲拱桥上增大截面加固,实施前须对原桥基础结构承载能力进行复核,确保基础承载力满足改造后要求;基础结构可通过水下基础检查、现场挖探、动力触探手段,采集基础土层力学性质,进而探测土的质量,评价地基土承载力,对基础结构参数进行恢复并验算;本发明既能有效的保留旧有双曲拱桥,又能使桥梁结构承载能力满足提载或维持原设计荷载作用的设计要求,减小建设工程量和难度。

Description

双曲拱桥增大截面的加固方法
技术领域
本发明涉及桥梁加固施工技术领域,具体涉及双曲拱桥增大截面的加固方法。
背景技术
双曲拱桥作为我国独创的一种桥型,是我国劳动人民的智慧结晶,它有着节约材料用量、施工过程简单、建造费用低等显著优点,适用于我国当时的经济条件及技术水平,因此得到了广泛的应用,短时间内遍及全国。上世纪六十年代中期,双曲拱桥建设之初,我国经济还比较落后,交通量比较小,当时设计水平和设计荷载标准偏低、构件预制安装施工质量较当前使用要求差距较大,加上结构本身整体性较差、横向联系能力不足以及钢筋用量过小等一系列因素,在长期大交通量、重荷载作用下,很多双曲拱桥均产生了一系列病害,甚至成为危桥,难以在当下日益增长的交通量下长期运营,对双曲拱桥的改造变得迫在眉睫。
为增强双曲拱桥主拱圈承载能力和刚度,提出双曲拱桥主拱肋增大截面的加固方法,即在主拱肋底面、两侧面增大截面,原横系梁底面增大截面且增设横梁。针对设计荷载标准低需提载双曲拱桥的加固改造,可采用这种加固方法。该方法可明显提高结构承载力和整体性,且不需拆除拱上建筑,减小施工难度,也可保留双曲拱桥这一特色建筑。
发明内容
本发明的目的在于提供双曲拱桥增大截面的加固方法,既能有效的保留旧有双曲拱桥,又能使桥梁结构承载能力满足提载或维持原设计荷载作用的设计要求,减小建设工程量和难度。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
双曲拱桥增大截面的加固方法,该加固方法具体包括以下步骤:
S1:对双曲拱桥基础结构承载力复核,在旧有双曲拱桥上增大截面加固,实施前须对原桥基础结构承载能力进行复核,确保基础承载力满足改造后要求;基础结构可通过水下基础检查、现场挖探、动力触探手段,采集基础土层力学性质,进而探测土的质量,评价地基土承载力,对基础结构参数进行恢复并验算;
S2:对双曲拱桥施工场地进行平整,平整后搭设主体施工吊架,搭设施工吊架,为施工作业提供操作平台;吊架采用钢丝绳作为吊绳、纵横钢管及槽钢作为支架面板;
S3:主拱支架搭设、验收,助攻支架的搭设为了方便主拱肋加固施工作业,支架主体架设完成后,支架两侧设置临边护栏并挂设相关安全密网,主拱支架搭设完毕后,需要对支架进行验收,未验收通过者,不得使用;
S4:拱座基础加固施工,对拱座旁废弃物及垃圾清理,拱座基础凿毛、植筋、砼浇筑;
S5:拱背外包增大施工,拱背采用植筋增大截面加固,拱背加厚段侧边采用厚木模板,正面为开放式;
S6:主拱肋、横梁外包加固施工;在搭建的施工吊架上对主拱肋、横梁外包加固施工,人工凿毛及植筋,桥面钻孔至小波拱顶板底面,孔内套PVC管进行混凝土直卸浇筑;
S7:腹拱侧墙外包增大施工,在拱面上或桥台面上搭设脚手架作为作业平台,桥面钻孔并采用PVC管、溜槽进行混凝土浇筑;
S8:腹拱内衬施工,在拱面上或桥台面上搭设腹拱内衬支撑支架,桥面钻孔并采用PVC管、溜槽进行混凝土浇筑;
S9:施工验收,并将施工设施拆除,修整施工场地。
作为发明进一步的方案,S3中主拱支架采用φ48x3.5mm钢管作为纵、横向底管,纵向底管间间距为200cm,横向底管间间距为80cm,支架面板为20x150cm 钢槽钢过道板,吊绳采用φ12钢丝绳,吊点布置为80x200cm。
作为发明进一步的方案,S4拱座基础加固施工包括桥台拱座旁杂物及垃圾应在外包截面施工前清理,拱座基础外包加固与拱背加厚施工完成后,对主拱拱肋、横梁进行加固施工,拱座基础模板采用标准钢模,面板采用6mm厚钢板,背肋采用75×6mm钢带按10×10cm网格加工。
作为发明进一步的方案,S6中主拱肋采用外包钢筋混凝土增大截面,主拱肋外包加大与横梁外包施工,模板均采用悬吊方式。
作为发明进一步的方案,所述增大截面的加固方法包括以下步骤:
S61:混凝土表面处理;加强新旧混凝土结合面的粘结紧密性,对旧结构凿毛及刻槽,并对结构层表面凿毛成凹凸差不小于6mm的粗糙面,使原结构坚实层外露;
S62:植筋;钻孔必须避开普通钢筋,根据钢筋位置调整钻孔位置,植筋钻孔向下倾斜,以便灌注植筋胶;
S63:绑扎钢筋;
S64:浇筑混凝土;混凝土浇灌时振捣密实,确保混凝土浇筑强度;
S65:养护:对硷浇筑完成后进行养护,减少表面温度裂缝的发生。
作为发明进一步的方案,所述S62中的植筋加工方法具体包括以下步骤:
S621:植筋准备,检查被植筋的混凝土面完好性,用钢筋探测仪测出植筋处混凝土内的钢筋位置,核对、标记植筋部位,以便钻孔时避让钢筋;
S622:钻孔,按上述标记钻孔位置,进行钻孔,根据植入钢筋的规格选定孔径;
S623:清理孔洞,钻孔成批量后,逐个清除孔内杂质,利用高压水枪清孔,用毛刷刷三遍,确保孔壁无杂物;
S624:钢筋处理,检查钢筋是否顺直,用钢丝刷除去锈渍,乙醇或丙醇清洗干净;
S625:配胶和注胶,配置好植筋胶后,将搅拌头插入孔的底部开始注胶,注入孔深2/3的高度,每次扣动胶枪后,停顿5-6秒钟,再扣动下一次胶枪;
S626:插筋,插入处理好的钢筋,将其旋转插入孔底,使胶与钢筋全面粘结,并防止孔内植筋胶外溢;
S627:养生,自然养护,养生时间大于24小时。
作为发明进一步的方案,拱肋与横梁加固模板采用1.8cm厚胶合板,沿纵桥向3m/块进行拼接;待胶合板布设完毕后,沿纵桥向于其下布置10cmx10cm方木,方木在拱肋纵桥向的间距为20cm。
作为发明进一步的方案,主拱肋及横梁加固混凝土为C40自密实微膨胀砼,浇筑方式为:在桥面钻孔后,套PVC管,接溜槽运砼至浇筑区域。
作为发明进一步的方案,S7中桥腹拱侧墙外包增大施工的植筋外包增大 10cm,采用1.8cm厚胶合板及搭设满堂支架进行施工。
作为发明进一步的方案,S8中腹拱内衬施工的内衬加厚20cm,采用1.8cm 厚胶合板及搭设满堂支架进行施工。
本发明的有益效果:对双曲拱桥基础结构承载力复核,在旧有双曲拱桥上增大截面加固,实施前须对原桥基础结构承载能力进行复核,确保基础承载力满足改造后要求;基础结构可通过水下基础检查、现场挖探、动力触探手段,采集基础土层力学性质,进而探测土的质量,评价地基土承载力,对基础结构参数进行恢复并验算,有效确保对桥梁加固能提高桥梁的强度而不影响桥梁的承载使用效果;
主拱支架搭设、验收,助攻支架的搭设为了方便主拱肋加固施工作业,支架主体架设完成后,支架两侧设置临边护栏并挂设相关安全密网,有效提高对工作人员的保护效果,主拱支架搭设完毕后,需要对支架进行验收,未验收通过者,不得使用,通过设置验收关卡确保支架的整体稳定性;
混凝土在拌合站集中拌合、砼罐车运输,采用护栏侧边挂设溜槽运砼入模。砼浇注前检查模板各部位尺寸、钢筋、预埋件位置等是否正确,接缝是否严密,支撑、拉杆是否稳固;混凝土浇筑过程中应采用振动棒或小锤适当的沿着模板边轻轻锤击,以保证相关混凝土的质量及性能满足要求;
本发明双曲拱桥增大截面的加固方法既能有效的保留旧有双曲拱桥,又能使桥梁结构承载能力满足提载或维持原设计荷载作用的设计要求,减小建设工程量和难度。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
双曲拱桥增大截面的加固方法,该加固方法具体包括以下步骤:
S1:对双曲拱桥基础结构承载力复核,在旧有双曲拱桥上增大截面加固,实施前须对原桥基础结构承载能力进行复核,确保基础承载力满足改造后要求;基础结构可通过水下基础检查、现场挖探、动力触探手段,采集基础土层力学性质,进而探测土的质量,评价地基土承载力,对基础结构参数进行恢复并验算;
S2:对双曲拱桥施工场地进行平整,平整后搭设主体施工吊架,搭设施工吊架,为施工作业提供操作平台;吊架采用钢丝绳作为吊绳、纵横钢管及槽钢作为支架面板;
S3:主拱支架搭设、验收,助攻支架的搭设为了方便主拱肋加固施工作业,支架主体架设完成后,支架两侧设置临边护栏并挂设相关安全密网,有效提高对工作人员的保护效果,主拱支架搭设完毕后,需要对支架进行验收,未验收通过者,不得使用,通过设置验收关卡确保支架的整体稳定性;
S4:拱座基础加固施工,对拱座旁废弃物及垃圾清理,拱座基础凿毛、植筋、砼浇筑;
S5:拱背外包增大施工,拱背采用植筋增大截面加固,拱背加厚段侧边采用厚木模板,正面为开放式;
S6:主拱肋、横梁外包加固施工;在搭建的施工吊架上对主拱肋、横梁外包加固施工,人工凿毛及植筋,桥面钻孔至小波拱顶板底面,孔内套PVC管进行混凝土直卸浇筑;
S7:腹拱侧墙外包增大施工,在拱面上或桥台面上搭设脚手架作为作业平台,桥面钻孔并采用PVC管、溜槽进行混凝土浇筑;
S8:腹拱内衬施工,在拱面上或桥台面上搭设腹拱内衬支撑支架,桥面钻孔并采用PVC管、溜槽进行混凝土浇筑;
S9:施工验收,并将施工设施拆除,修整施工场地。
S3中主拱支架采用φ48x3.5mm钢管作为纵、横向底管,纵向底管间间距为 200cm,横向底管间间距为80cm,支架面板为20x150cm钢槽钢过道板,吊绳采用φ12钢丝绳,吊点布置为80x200cm。
S4拱座基础加固施工包括桥台拱座旁杂物及垃圾应在外包截面施工前清理,拱座基础外包加固与拱背加厚施工完成后,对主拱拱肋、横梁进行加固施工,拱座基础模板采用标准钢模,面板采用6mm厚钢板,背肋采用75×6mm钢带按10×10cm网格加工。
对拱座基础、拱背采用植筋增大截面加固,植筋及相关钢筋安装完成,需及时报检,经监理工程师确认合格后,方可进行下一道工序的施工。
拱座基础模板采用标准钢模,面板采用6mm厚钢板,背肋采用75×6mm钢带按10×10cm网格加工。拱背加厚段侧边采用1.8cm厚木模板,正面为开放式。模板安装要求接缝严密,表面始终保持清洁,安装完后涂模剂。
混凝土在拌合站集中拌合、砼罐车运输,采用护栏侧边挂设溜槽运砼入模。砼浇注前检查模板各部位尺寸、钢筋、预埋件位置等是否正确,接缝是否严密,支撑、拉杆是否稳固。混凝土浇筑过程中应采用振动棒或小锤适当的沿着模板边轻轻锤击,以保证相关混凝土的质量及性能满足要求。
S6中主拱肋采用外包钢筋混凝土增大截面,主拱肋外包加大与横梁外包施工,模板均采用悬吊方式。
主拱肋采用外包钢筋混凝土增大截面,两侧外包厚度为15cm,底部加高 25cm;在拱肋跨中附近,原横系梁间各增设一道横系梁,对原横系梁进行裂缝处理后采用两侧15cm,底部与拱肋增大截面齐平的外包混凝土加大截面。
主拱肋外包加大与横梁外包施工,模板均采用悬吊方式。吊筋螺杆距离拱肋上缘为10cm,螺杆间间距为10cm(沿拱肋、横梁高度方向),沿拱肋、横梁 (横桥向)长度方向,螺杆间距为50cm。模板吊筋与加固植筋采用焊接加强。
所述增大截面的加固方法包括以下步骤:
S61:混凝土表面处理;加强新旧混凝土结合面的粘结紧密性,对旧结构凿毛及刻槽,并对结构层表面凿毛成凹凸差不小于6mm的粗糙面,使原结构坚实层外露;浇筑新混凝土前,应清除干净混凝土表面的附着物油污,污垢,灰尘等。
S62:植筋;钻孔必须避开普通钢筋,根据钢筋位置调整钻孔位置,植筋钻孔向下倾斜,以便灌注植筋胶;
S63:绑扎钢筋;钢筋须严格按照设计要求布置,架立筋和面层钢筋锚筋相冲突时,可适当微挪钢筋架立筋和面层钢筋。
S64:浇筑混凝土;混凝土浇灌时振捣密实,确保混凝土浇筑强度;由于混凝土加厚厚度较小,施工时采用附加措施保证混凝土振捣密实。新混凝土强度达到100%设计强度后拆模。
S65:养护:对硷浇筑完成后进行养护,减少表面温度裂缝的发生。
作为发明进一步的方案,所述S62中的植筋加工方法具体包括以下步骤:
S621:植筋准备,检查被植筋的混凝土面完好性,用钢筋探测仪测出植筋处混凝土内的钢筋位置,核对、标记植筋部位,以便钻孔时避让钢筋,如设计植筋位置有钢筋,可以对植筋位置做适当调整;
S622:钻孔,按上述标记钻孔位置,进行钻孔,根据植入钢筋的规格选定孔径;孔的深度必须等于设计值,植筋深度取用钢筋直径的10d实际操作,根据孔径和对应深度要求钻孔,经检查满足要求后方可终孔;钻孔直径及钻孔深度、垂直度和位置的允许偏差应满足下表的要求,直径允许偏差为+2mm,-1mm。
表1植筋允许偏差值表
Figure RE-GDA0002669863270000091
S623:清理孔洞,钻孔成批量后,逐个清除孔内杂质,利用高压水枪清孔,用毛刷刷三遍,确保孔壁无杂物;
S624:钢筋处理,检查钢筋是否顺直,用钢丝刷除去锈渍,乙醇或丙醇清洗干净;
S625:配胶和注胶,配置好植筋胶后,将搅拌头插入孔的底部开始注胶,注入孔深2/3的高度,每次扣动胶枪后,停顿5-6秒钟,再扣动下一次胶枪;注胶要一次完成,首先将植筋胶直接放入胶枪中,将搅拌头旋到胶的头部,扣动胶枪直到胶流出为止,第一次打出的胶不用,待胶流出成均匀灰色方可使用,因为胶枪为自动加压,避免胶继续流出,造成浪费。更换新的胶时,按下胶枪后面的舌头,拉出拉杆,将胶枪取出;
S626:插筋,插入处理好的钢筋,将其旋转插入孔底,使胶与钢筋全面粘结,并防止孔内植筋胶外溢;按照植筋固化时间表的规定时间进行操作,使得植筋胶均匀附着在钢筋的表面及缝隙中,插好、固定后的钢筋不可再扰动,待植筋胶养生期结束后再进行钢筋焊接、绑扎及其它各项工作。插筋、养护期间,桥上应避免震动的影响;
S627:养生,自然养护,养生时间大于24小时,温度低于5℃,改用耐低温改性结构胶。
植筋的操作要求
(1)植筋孔按设计要求布孔定位后,施工时尽量避免伤及原有钢筋,钻孔时遇到钢筋,应适当移位钻孔,并对原中途停止钻孔进行修补。植筋前应检查有无裂缝,在裂缝处不宜植筋。
(2)植筋孔位置和直径除应满足设计要求外,还必须满足下列基本要求:净边距>钢筋保护层厚度,并且必须植入原构造箍筋内侧。
(3)植筋采用HRB400级带肋钢筋,应符合相关国家标准要求,并要求采取机械切断,端面不允许采用氧割。
(4)钢筋植入深度按设计文件执行,植入深度应扣除混凝土表面剥落层及出现裂缝层。
(5)植筋施工应控制时机,应在混凝土浇注施工之前较短时间内进行,避免植入钢筋长期暴露空气引起锈蚀,如必须较早植入,则要采取除锈、防锈措施。
锚孔内胶剂应饱满,不得有未固结现象。严禁采用将胶茹剂直接涂抹在钢筋上植入孔中的植筋方式。
植入钢筋不得有松动,表面不应有损伤,钢筋不得弯曲90°以上。施工中钻出的废孔,应采用高于构件混凝土一个强度等级的水泥砂浆、聚合物水泥砂浆或锚固胶剂进行填实,必要时应插人钢筋。
(6)施工中避免对混凝土工作面产生过大震动。在胶固化期内禁止扰动钢筋和孔位附近有明水。
(7)另外,对植筋的焊接施工应采取以下措施:
植筋的焊点离胶面距离不小于10cm。
采取降温措施,如焊接施工时用冰水浸透棉纱布包裹植筋胶面根部钢筋。
严禁对一根植筋连续焊接,应采用循环焊接施工,即对一批焊接钢筋逐点、逐根焊接。
拱肋与横梁加固模板采用1.8cm厚胶合板,沿纵桥向3m/块进行拼接;待胶合板布设完毕后,沿纵桥向于其下布置10cmx10cm方木,方木在拱肋纵桥向的间距为20cm。
主拱肋及横梁加固混凝土为C40自密实微膨胀砼,浇筑方式为:在桥面钻孔后,套PVC管,接溜槽运砼至浇筑区域。
S7中桥腹拱侧墙外包增大施工的植筋外包增大10cm,采用1.8cm厚胶合板及搭设满堂支架进行施工。
S8中腹拱内衬施工的内衬加厚20cm,采用1.8cm厚胶合板及搭设满堂支架进行施工。
混凝土在拌合站集中拌合、砼罐车运输,因腹拱区域靠近桥面,采用桥面钻孔后套PVC管接溜槽运砼入模。砼浇注前检查模板各部位尺寸、钢筋、预埋件位置等是否正确,接缝是否严密,支撑、拉杆是否稳固。
砼运输车运送至施工现场,试验室人员测定砼工作性能,因运输线路长,搅拌车到现场时,先搅拌2~3分钟。砼振捣时严禁碰撞钢筋和模板,浇注砼时要留足够数量的砼试件。
使用插入式振动器时,应快插慢拔,移动间距不应超过振动器作用半径(R) 的1.5倍。与侧模应保持5—10cm的距离,插入下层混凝土5—10cm。混凝土每处振动时间不少于10s,振动适宜时间约为20—30s,对每一振动部位,必须振动到该部位混凝土密实为止,密实的标志是混凝土停止下沉,不再冒出气泡,表面平坦,泛桨。
砼的运输时间和距离应尽量缩短,以迅速、不间断为原则,防止在运输中产生离析。灌注前砼坍落度的损失不宜超过2cm。如有离析或坍落度损失过大现象就要进行再次搅拌。在砼运输过程中应避免倒换运输工具或漏浆,尽量减少颠簸和日晒,在下雨或日晒较强时应加覆盖。混凝土浇筑过程中,随时检查模板支撑是否松动变形,预留孔、预埋件是否移位,发现问题及时采取补救措施。
侧模一般可在砼抗压强度达到2.5MPa时进行,拆模前应确认砼强度符合要求后方可拆模。拆模后应及时用土工布或塑料布覆盖洒水养生,要求养生时间不小于7天。
施工过程中常见问题的处理方法:
1)、砼外表气泡多且密集
主要原因:
A、锤击时间不够,部分自密实混凝土未完全密实。B、掺减水剂砼搅拌时间不够,不足2分钟。C、砼塌落度大、水泥浆稀、含水量重,贴模板面的砼气泡含量多,未排除完。
防治措施:
A、砼拌和均匀,搅拌时间不少于2分钟;B、塌落度不宜过大;C、加强小锤锤击模板转角、拼缝等部位;
2)、砼表面有钢筋显隐
主要原因:
A、钢筋骨架有局部变形;B、箍筋净保护层厚度不足紧;C、浇筑砼的卸料斗、串筒或导管安装,其全部或部分支附在模板上未分开;
防治措施:
A、箍筋与主筋必须绑扎牢固,不留空隙.B、加密保护层垫块,并使钢筋骨架顶端与模板之间有撑有拉,固定坚牢。C.砼浇筑作业的砼卸料斗或泵送导管等器具必须与模板分离,而且作业过程中避免碰撞钢筋。
3)、砼表面显见模板缝痕或缝口处不规则色斑、砂线
主要原因:
模板缝口加工精度不够,难于保证拼装(上下对接或竖向合缝)质量。造成模板拼装后不平顺、有缝隙。浇筑砼时,如缝里渗水,但水泥未淌出则形成色斑;如有水泥淌出则形成砂线。当渗水、漏浆的严重程度不同,则色斑范围、深浅不一。
防治措施;
A、提高模板加工质量,尤其缝口加工精良;B、拼装合缝严密、平顺、不漏水、漏浆。C、振捣砼时,锤击小锤离开模板缝口20厘米。D、砼浇到顶端时,须将浮浆(含粗集料少的稀浆砼)清除干净,彻底更换。
4)、混凝土出现开裂现象
混凝土裂缝控制主要通过优化混凝土配合比、缩短与立柱混凝土浇筑龄期时间差、减少混凝土水化热及加强混凝土振捣、养生等措施进行控制。
注意混凝土施工必须做好相关养护工作,混凝土终凝后,在混凝土表面喷洒水养护,保持长时间的湿润。
主拱肋模板与主拱施工支架计算书
根据从上到下的计算过程,先验算主拱肋外包加固模板受力,再验算下面的施工平台支架、吊绳受力等情况。相关受力验算按照极限应力法,取1.2倍恒载+1.4倍活载验算。
动载包括:
1.施工人员及设备、施工材料等荷载:模板计算时取2.5kN/㎡,其他取1.5 kN/㎡。
2.砼振捣荷载:取2kN/㎡。
一.主拱肋外包增大模板验算
主拱肋外包增大模板采用18mm厚的胶合板,横肋采用10x10cm方木,方木间距为20cm(沿拱肋纵桥向)。根据《公路桥涵施工技术规范》实施手册(JTG/T F50-2011),胶合板物理力学性能按《混凝土用胶合板》(GB/T 17656-2008) 进行取值。
1.荷载组合与计算
根据《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50—2011),底模计算的荷载组合为:
(1)底模自重:
模板自重取1kN/㎡,荷载分项系数取1.2。
(2)新浇筑混凝土自重:
新浇筑混凝土容重取25kN/m3,新增主拱圈增大截面高度为0.78m,沿纵、桥向取1m,横桥向取0.6m宽砼作计算,即荷载为0.78x0.6x25=11.7kN/㎡,荷载分布系数取1.2。
(3)振捣混凝土时产生的振动荷载:
荷载取2kN/㎡,荷载分项系数取1.4。
即底模荷载组合为:
1.2*(1+11.7)+1.4*2=18.04kN/㎡
2.胶合板验算:
(1)强度验算
18mm胶合板截面特性(取1m板长进行计算)为:
I=48.6cm^4 W=54cm^3 E=3500MPa [d]=24MPa
模板下横肋间距为20cm,模板按跨径L=20cm三等跨连续梁进行计算。
Mmax=0.1q1^2=0.1x18.04x0.2^2=0.07kN·m
d=M/g*W=0.07x10^3/54=1.3MPa<24MPa
因而,强度满足要求。
(2)刚度验算
fmax=(0.677xq1^4)/100EI=(0.677x18.04x200^4)/100x3500x48.6x10^4 =0.11mm
[f]=200/400=0.5mm>0.11mm
即:刚度满足要求。
3.方木验算
横肋选用10x10cm方木,方木间间距为20cm。
10x10cm方木选用杉木,其截面特性为:
I=833.33cm^4 W=166.67cm^3 E=9000MPa [d]=11MPa [t]=2.4MPa
单条方木荷载为18.04x0.2=3.61kN/m
将方木简化为L=1m的等跨连续梁,取3跨进行分析:
Mmax=0.1q1^2=0.1x3.61x1^2=0.361kN·m
d=M/g*W=0.361x10^3/166.67=2.17MPa<11MPa
即:强度满足要求。
Q=1.1q1=1.1x3.61x1=3.97kN
t=3xQ/2xA=(3x3.97x10^3)/2x100x100=0.60MPa<[t]=2.4MPa
fmax=(0.677xq1^4)/100EI=(0.677x3.61x1000^4)/100x9000x833.33x10^4 =0.33mm
[f]=1000/400=2.5mm>0.33mm
因而,刚度满足要求。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。此外,“第一”、“第二”仅由于描述目的,且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接连接,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.双曲拱桥增大截面的加固方法,其特征在于,该加固方法具体包括以下步骤:
S1:对双曲拱桥基础结构承载力复核,在旧有双曲拱桥上增大截面加固,实施前须对原桥基础结构承载能力进行复核,确保基础承载力满足改造后要求;基础结构可通过水下基础检查、现场挖探、动力触探手段,采集基础土层力学性质,进而探测土的质量,评价地基土承载力,对基础结构参数进行恢复并验算;
S2:对双曲拱桥施工场地进行平整,平整后搭设主体施工吊架,搭设施工吊架,为施工作业提供操作平台;吊架采用钢丝绳作为吊绳、纵横钢管及槽钢作为支架面板;
S3:主拱支架搭设、验收,助攻支架的搭设为了方便主拱肋加固施工作业,支架主体架设完成后,支架两侧设置临边护栏并挂设相关安全密网,主拱支架搭设完毕后,需要对支架进行验收,未验收通过者,不得使用;
S4:拱座基础加固施工,对拱座旁废弃物及垃圾清理,拱座基础凿毛、植筋、砼浇筑;
S5:拱背外包增大施工,拱背采用植筋增大截面加固,拱背加厚段侧边采用厚木模板,正面为开放式;
S6:主拱肋、横梁外包加固施工;在搭建的施工吊架上对主拱肋、横梁外包加固施工,人工凿毛及植筋,桥面钻孔至小波拱顶板底面,孔内套PVC管进行混凝土直卸浇筑;
S7:腹拱侧墙外包增大施工,在拱面上或桥台面上搭设脚手架作为作业平台,桥面钻孔并采用PVC管、溜槽进行混凝土浇筑;
S8:腹拱内衬施工,在拱面上或桥台面上搭设腹拱内衬支撑支架,桥面钻孔并采用PVC管、溜槽进行混凝土浇筑;
S9:施工验收,并将施工设施拆除,修整施工场地。
2.根据权利要求1所述的双曲拱桥增大截面的加固方法,其特征在于,S3中主拱支架采用φ48x3.5mm钢管作为纵、横向底管,纵向底管间间距为200cm,横向底管间间距为80cm,支架面板为20x150cm钢槽钢过道板,吊绳采用φ12钢丝绳,吊点布置为80x200cm。
3.根据权利要求1所述的双曲拱桥增大截面的加固方法,其特征在于,S4拱座基础加固施工包括桥台拱座旁杂物及垃圾应在外包截面施工前清理,拱座基础外包加固与拱背加厚施工完成后,对主拱拱肋、横梁进行加固施工,拱座基础模板采用标准钢模,面板采用6mm厚钢板,背肋采用75×6mm钢带按10×10cm网格加工。
4.根据权利要求1所述的双曲拱桥增大截面的加固方法,其特征在于,S6中主拱肋采用外包钢筋混凝土增大截面,主拱肋外包加大与横梁外包施工,模板均采用悬吊方式。
5.根据权利要求4所述的双曲拱桥增大截面的加固方法,其特征在于,所述增大截面的加固方法包括以下步骤:
S61:混凝土表面处理;加强新旧混凝土结合面的粘结紧密性,对旧结构凿毛及刻槽,并对结构层表面凿毛成凹凸差不小于6mm的粗糙面,使原结构坚实层外露;
S62:植筋;钻孔必须避开普通钢筋,根据钢筋位置调整钻孔位置,植筋钻孔向下倾斜,以便灌注植筋胶;
S63:绑扎钢筋;
S64:浇筑混凝土;混凝土浇灌时振捣密实,确保混凝土浇筑强度;
S65:养护:对硷浇筑完成后进行养护,减少表面温度裂缝的发生。
6.根据权利要求5所述的双曲拱桥增大截面的加固方法,其特征在于,所述S62中的植筋加工方法具体包括以下步骤:
S621:植筋准备,检查被植筋的混凝土面完好性,用钢筋探测仪测出植筋处混凝土内的钢筋位置,核对、标记植筋部位,以便钻孔时避让钢筋;
S622:钻孔,按上述标记钻孔位置,进行钻孔,根据植入钢筋的规格选定孔径;
S623:清理孔洞,钻孔成批量后,逐个清除孔内杂质,利用高压水枪清孔,用毛刷刷三遍,确保孔壁无杂物;
S624:钢筋处理,检查钢筋是否顺直,用钢丝刷除去锈渍,乙醇或丙醇清洗干净;
S625:配胶和注胶,配置好植筋胶后,将搅拌头插入孔的底部开始注胶,注入孔深2/3的高度,每次扣动胶枪后,停顿5-6秒钟,再扣动下一次胶枪;
S626:插筋,插入处理好的钢筋,将其旋转插入孔底,使胶与钢筋全面粘结,并防止孔内植筋胶外溢;
S627:养生,自然养护,养生时间大于24小时。
7.根据权利要求4所述的双曲拱桥增大截面的加固方法,其特征在于,拱肋与横梁加固模板采用1.8cm厚胶合板,沿纵桥向3m/块进行拼接;待胶合板布设完毕后,沿纵桥向于其下布置10cmx10cm方木,方木在拱肋纵桥向的间距为20cm。
8.根据权利要求4所述的双曲拱桥增大截面的加固方法,其特征在于,主拱肋及横梁加固混凝土为C40自密实微膨胀砼,浇筑方式为:在桥面钻孔后,套PVC管,接溜槽运砼至浇筑区域。
9.根据权利要求1所述的双曲拱桥增大截面的加固方法,其特征在于,S7中桥腹拱侧墙外包增大施工的植筋外包增大10cm,采用1.8cm厚胶合板及搭设满堂支架进行施工。
10.根据权利要求1所述的双曲拱桥增大截面的加固方法,其特征在于,S8中腹拱内衬施工的内衬加厚20cm,采用1.8cm厚胶合板及搭设满堂支架进行施工。
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