■鄭祥順 ■上饒市市政工程管理處,江西 上饒 334000
業(yè)內(nèi)人士都十分清楚,在桁架拱橋、斜腿剛架拱橋以及雙曲拱橋基礎(chǔ)上,發(fā)展處來了鋼筋混凝土剛架肋拱橋,在具體施工過程中,需要使用主拱腿、腹孔弦桿、實腹段、還有橫系梁和斜撐梁組成橋梁的裸肋,然后利用現(xiàn)澆混凝土的施工工藝,把裸肋和橋面連接成一個整體,由于該設(shè)計不僅外形美觀,而且節(jié)省材料,整個橋體非常輕,因此在橋梁建設(shè)中經(jīng)常被使用。
由于該橋梁使用多年,再加上車流量比較大,因此對整體橋面的破壞程度非常大,在橋面的瀝青面,產(chǎn)生了非常嚴重的橫向和縱向的裂痕,而且還有很大一部分有嚴重的龜裂問題,經(jīng)過現(xiàn)場測算,裂縫都在0.5 到0.3 毫米范圍,大多數(shù)都是橫向裂縫,不僅如此,尤其是以腹拱圈拱頂附近較為嚴重。
由于當(dāng)時設(shè)計中沒有考慮到社會發(fā)展這么快,因此橋面非常窄,同時也就導(dǎo)致欄桿被車輛撞壞,以及被行人跨越彎折嚴重,在此種情況下對過往車輛和行人埋下了非常大的安全隱患,因此必須對其進行改建。
在現(xiàn)場核查中發(fā)現(xiàn),腹拱圈的拱頂位置有一個非常大的裂縫存在,同時還伴有滲水和結(jié)晶問題,有一少部分腹拱圈拱波縱橋向開裂,與此同時有些墩身呈現(xiàn)豎向的開裂形式,由于有的腹拱墩沒有設(shè)計變形縫,致使兩側(cè)腹拱圈發(fā)生嚴重變形,墩頂位置的側(cè)墻也由于載荷加大而在豎向發(fā)生裂縫。
增設(shè)邊肋拱梁改造方法是最簡單的拓寬改造方式,同時該技術(shù)和上部結(jié)構(gòu)改造能同時使用。在原有設(shè)施基礎(chǔ)上,拆除原來橋面二側(cè)的欄桿和人行道板,將橋面人行道向橋面二邊延伸,這樣橋面就被擴寬,原有設(shè)計單位將新增加的鋼砼肋拱梁位置安排在原拱的內(nèi)側(cè),橋梁上部拓寬橋面的蓋梁很粗壯,這樣拓寬后橋梁各構(gòu)件荷載分布不能滿足橋梁整體拓寬的需要,因此在對設(shè)計圖紙審查中提出:新增鋼砼肋拱梁應(yīng)該設(shè)在原有肋拱梁的外側(cè),減少上部蓋梁的懸臂長度,不僅可以減少上部蓋梁的懸臂彎矩及規(guī)格尺寸,同時便于對城市橋梁進行外觀改造,美化城市環(huán)境.
新增加的鋼砼肋拱梁和原肋拱梁利用鉸接來連接,這個新梁不承受原肋拱梁傳遞的剪力,因此也不參加荷載橫向分配,而是僅僅承受自身的恒載,還有人行道恒載及人群荷載。這種設(shè)計不僅增加了橋臺兩側(cè)的寬度,同時還有效減少了橋面蓋梁的懸臂長度,減少橋面蓋梁的彎距,然后對上部的蓋梁進行加固和提載,由于使用了少量的鋼材,同時不需要加寬橋墩,節(jié)省工程造價,同時也滿足了各項技術(shù)的要求(原主橋拓寬斷面圖如圖1 所示)。
為保障橋面拓寬提載,還要確保橋梁整體力學(xué)結(jié)構(gòu)和橋梁的穩(wěn)定性,就要對在主肋拱梁下緣支座進行加固,進行現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土底座的施工(整體式施工后,拓寬蓋梁立面圖如圖2 所示),把主肋拱梁的抗扭和承載能力提高上來,這樣能夠加強主肋拱梁拱腳截面的抗負彎矩力。而針對于腹拱圈,為了把腹拱圈的整體承載力和剛度提高上來,也要澆筑整體的鋼筋混凝土底座。由于原來腹拱墩是雖然使用鋼筋混凝土澆筑而成,但不能滿足橋梁拓寬提載能力,所以還要在原來腹拱墩四周外包的鋼筋混凝土。
圖1 主橋拓寬圖
圖2 拓寬后蓋梁立面圖
由于主肋拱梁跨度達到42 米,主肋拱梁頂?shù)胶哟哺叨瘸^12 米,且水比較深。經(jīng)過綜合比選,主肋拱梁采用懸掛支架模板法施工。
利用大橋原來的主肋拱梁作為懸掛支架模板的承載體。將20 號工字鋼作為懸臂鋼梁固定在原來的主肋拱梁上,然后在20 號工字鋼懸臂鋼梁上掛主肋拱梁的模板及工作平臺,簡便安全,節(jié)約工程造價。
由于大橋在進行拓寬提載施工時,要保留中間部分機動車道作為人行道,不能進行全封閉施工,橋面以下加固腹拱圈、腹拱墩、蓋梁的混凝土采用高標號、高流動性的自密實混凝土進行灌注施工,要求一次性完成每個構(gòu)件自密實混凝土灌注。
由于現(xiàn)有的大橋?qū)挾纫呀?jīng)滿足不了其功能作用,因此在原有基礎(chǔ)上進程拓寬處理,先把原來的人行道拆除,然后在橋面板下分別加固101 根橫向的蓋梁及202 根腹拱墩。
對蓋梁和腹拱墩新老砼結(jié)合面的處理,其實質(zhì)就是要把表面之間的縫隙處理掉,設(shè)計使用表面鑿毛法。由于施工空間有限,采用人工使用電動工具鑿毛工作效率不高。經(jīng)過實驗,我們采用超高壓水槍沖鑿的方法對原來混凝土表面進行鑿毛,鑿毛的深度在20 到30 毫米,保證混凝土表面粗糙度。然后在原來的混凝土梁柱表面進行植筋,植筋的抗拉拔強度要求超過鋼筋的屈服強度。充分保證新老鋼筋混凝土在荷載作用下的整體性,植筋的彎鉤可以對新增加的鋼筋進行箍固的作用。
縱向橋面板采用分段預(yù)制,安裝在延長加固的預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁上面,以形成一孔整體式橋面板。由于是城市橋梁,對改造后橋的外觀要求比較高,對大橋整體外觀進行改造,特別是對橋面做翻新處理,機動車道重新鋪設(shè)瀝青混凝土。人行道板采用是花崗板鋪設(shè)而成。為了提高整體橋梁的實用性,增加橋梁附屬設(shè)施的穩(wěn)定性,在花崗巖路緣石和鋼筋混凝土人行道梁之間,采用植筋的方式進行連接固定,提高了橋梁的使用壽命。
為滿足城市橋梁美觀亮化要求,在橋面人行道鋼欄桿內(nèi)要安裝亮化燈,在保證用電安全的同時,還能確保燈具隱藏美觀,避免其他原因造成路燈損害,同時也方便維修人員對其維修。
上饒市勝利大橋拓寬提載工程施工完成后,經(jīng)過江西省交通工程質(zhì)量檢測中心全面檢測,完全滿足城市橋梁A 級標準要求。
隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展,上述的情況會經(jīng)常發(fā)生,以有橋梁的功能已經(jīng)不能滿足社會的發(fā)展,因此對橋梁改造拓寬技術(shù)的研究是十分有必要的,在原有橋梁基礎(chǔ)上進程有目的的改造,不僅能節(jié)約大量的橋梁建設(shè)資金,而且充分的體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想,把橋梁的利用率和使用率最大化,提高我國整體橋梁的改造技術(shù)。
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