摘要：為了能夠滿足橋梁結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性，橋梁在經(jīng)過多年運(yùn)行之后，需要進(jìn)行加寬加固處理，以提高整體性能。因此，為了使得橋梁能夠達(dá)到安全運(yùn)行要求，通過結(jié)合相關(guān)人員多年以來的工作實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在闡述橋梁加寬加固設(shè)計(jì)原則的同時(shí)，對橋梁加寬加固的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了分析，而后在依托某工程項(xiàng)目實(shí)資料的背景下，對橋梁加固的工藝要點(diǎn)進(jìn)行了深入探究。
關(guān)鍵詞：橋梁加寬；加固設(shè)計(jì)；施工要點(diǎn)
1設(shè)計(jì)原則
1.1充分利用原有的結(jié)構(gòu)
對于原橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的調(diào)查和分析，了解其完整性的情況，檢測在實(shí)際運(yùn)營中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，綜合了解實(shí)際情況，然后確定具體的處理措施。在現(xiàn)場施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，為了保證工程進(jìn)度，節(jié)約人力、物力等資源，實(shí)現(xiàn)原結(jié)構(gòu)的充分利用，以滿足當(dāng)前的交通運(yùn)行需要，為保障橋梁通行效果起到一定的促進(jìn)作用。
1.2明確新橋梁狀況
為了使得新舊橋梁的對接施工可以順利完成，最重要的一個(gè)方面就是在橋梁工程中，加強(qiáng)受力條件的分析和研究，保證新舊橋梁工程的溫度變形協(xié)調(diào)一致，從而可以確保加寬工程在施工之后，新舊橋梁結(jié)構(gòu)可以有效地對接使用，保證其應(yīng)用效果，確保橋梁加寬施工的質(zhì)量合格，消除一切不利影響，提高運(yùn)行質(zhì)量水平。
1.3受力結(jié)構(gòu)的加固
因?yàn)闃蛄菏┕っ娣e增大，橋梁下部支撐結(jié)構(gòu)需要承受的壓力也在提高，所以要做好橋梁受力支撐結(jié)構(gòu)的調(diào)整和加固處理，并且針對橋梁基礎(chǔ)地基或者其他受力支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，然后根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)展開工藝處理，滿足實(shí)際運(yùn)行要求，提高總體質(zhì)量水平[1]。
2舊橋加寬設(shè)計(jì)方法
原橋結(jié)構(gòu)作為改擴(kuò)建之后的一幅車道運(yùn)行，然后在旁側(cè)另外建設(shè)一幅新的車道橋梁，新建部分的跨徑和原橋是對應(yīng)的。原橋兩側(cè)加寬需要在原橋梁的接長與加寬處理，重點(diǎn)進(jìn)行橋梁加寬部位的設(shè)計(jì)與施工。如果原橋上部結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法再繼續(xù)使用，需要將上部結(jié)構(gòu)混凝土板全部拆除干凈，然后重新進(jìn)行新面板結(jié)構(gòu)的安裝，這種情況下，其一，原橋重新安裝新板之后形成一幅車道，然后在另外一旁新建一幅車道；其二，原橋兩側(cè)各需要新建一孔橋梁結(jié)構(gòu)[2]。
3工程實(shí)例
某橋梁項(xiàng)目的總長度為615m，其上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為簡支裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的結(jié)構(gòu)形式。橋面寬度尺寸為10m，原橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為汽車-20級、掛車-100級。整個(gè)橋梁項(xiàng)目在運(yùn)行中發(fā)生較為嚴(yán)重的病害，其中有些空心板跨中部位發(fā)生橫向裂縫的問題，具體采取如下加固施工方案：對于裂縫位置來說，進(jìn)行粘貼碳纖維布的方式處理，按照當(dāng)前的加寬施工方式，在橋梁的兩側(cè)采取整體對稱加寬施工方式，每一側(cè)需要增加4塊空心板，兩側(cè)加寬8m，新增的橋跨結(jié)構(gòu)跨徑和原橋梁是完全相同的。新增加的預(yù)應(yīng)力空心板橫截面根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，比原橋梁空心板結(jié)構(gòu)厚10m，加寬之后橋梁的總寬度為18m，為雙向四車道的形式，凈寬15m，新舊橋梁結(jié)構(gòu)的空心板連接使用的是企口接縫連接方式。新加寬部分的下部結(jié)構(gòu)則是鉆孔灌注樁形式，經(jīng)過加寬處理之后，該項(xiàng)目為公路二級[3]。
4橋梁加固施工工藝
碳纖維(CFRP)片材的主要優(yōu)勢就是結(jié)構(gòu)輕、強(qiáng)度高、粘貼比較方便，且不會發(fā)生銹蝕的問題，經(jīng)過試驗(yàn)測定分析，碳纖維布的抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到普通鋼材的10倍以上，同時(shí)CFRP應(yīng)用到抗彎、抗折、抗震等多種條件下有著非常高的優(yōu)勢，這種材料應(yīng)用到混凝土橋板結(jié)構(gòu)的加固施工、鋼筋腐蝕嚴(yán)重的橋梁修復(fù)施工，效果都非常好，碳纖維片材還可以應(yīng)用混凝土墩柱抗剪、抗壓補(bǔ)強(qiáng)、抗震延性補(bǔ)強(qiáng)等方面，及時(shí)地進(jìn)行地震后修復(fù)處理，碳纖維材料的表面粘貼工藝是應(yīng)用粘貼劑將碳纖維布直接粘貼到裂縫的部位上，讓橋梁結(jié)構(gòu)形成整體結(jié)構(gòu)。粘貼前使用砂紙進(jìn)行表面打磨處理，然使用清水沖洗處理，干燥后進(jìn)行粘貼，滿足強(qiáng)度要求。
5橋梁加寬設(shè)計(jì)及其施工工藝
橋梁加寬設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是新舊蓋梁、空心板、橋面鋪裝設(shè)計(jì)，明確相關(guān)的施工工藝，提高橋梁加寬結(jié)構(gòu)質(zhì)量水平。
5.1新舊蓋梁連接設(shè)計(jì)及其施工工藝
因?yàn)楸敬螛蛄汗こ讨屑訉捲O(shè)計(jì)新舊蓋梁頂部標(biāo)高存在著一定的差異，新舊蓋梁連接無法達(dá)到剛性連接的標(biāo)準(zhǔn)�；诖耍谛屡f蓋梁之間設(shè)置后澆帶結(jié)構(gòu)，并且使用預(yù)壓工藝的方式，可以有效避免新舊蓋梁出現(xiàn)開裂的情況，提高連接的性能和效果。首先，將原有橋梁蓋梁混凝土清理干凈，直到清理至外側(cè)支墊石的位置上。同時(shí)，在清理的過程中，如果發(fā)現(xiàn)缺陷比較大的區(qū)域，則需要先對缺陷區(qū)域進(jìn)行修復(fù)，恢復(fù)其剛度[4]。其次，對于橋梁蓋梁部位清理來說，上排的鋼筋緊貼，拆除下部分，鋼筋保護(hù)層厚度較小的情況下，需要在原有混凝土結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行豎向開槽處理，然后再進(jìn)行下彎作業(yè)，下排鋼筋上完部位進(jìn)行調(diào)直處理。再次，新橋蓋梁混凝土在澆筑施工環(huán)節(jié)，舊橋蓋梁外側(cè)支墊石外緣到新建設(shè)橋梁支墊石外源部位需要設(shè)置后澆帶的裝置，可以防止因?yàn)闃蛄撼两刀鴮?dǎo)致新舊蓋梁產(chǎn)生附加內(nèi)力。最后，在橋空心安裝以及橋面鋪裝施工結(jié)束后，需要使用自密實(shí)混凝土，經(jīng)過澆筑后澆帶的方式，讓新舊蓋梁連接，具體如圖1所示。
5.2新舊空心板連接設(shè)計(jì)與施工工藝
在該項(xiàng)目工程中，對于新舊空心板橫向連接主要是采取新舊頂?shù)卓招陌鍍?nèi)植筋以及彈性混凝土進(jìn)行連接的，相關(guān)工藝方式如下。舊橋邊板將原橋面結(jié)構(gòu)的插筋保留和新橋面的預(yù)留鋼筋通過焊接方式連接形成整體；原插筋結(jié)構(gòu)損壞嚴(yán)重的情況下，植入直徑為14mm的HRB335鋼筋，然后和新橋頂面預(yù)留鋼筋進(jìn)行焊接方式連接；就橋邊板頂部預(yù)留或者植入的鋼筋間距和原橋梁頂面相同。舊橋邊板兩側(cè)需要植入直徑為14mm的HRB335鋼筋，然后逐步延伸到縫底的位置上、新板側(cè)部需要設(shè)置直徑為14mm的HRB335鋼筋，和預(yù)埋鋼筋進(jìn)行連接，然后逐步延伸到縫底，最后和舊橋結(jié)構(gòu)鋼筋焊接連接。需要注意的是，在具體操作中為了滿足工況需求，針對涉及的相關(guān)應(yīng)力參數(shù)要詳細(xì)計(jì)算，保證連接剛度滿足承載需求。新舊橋板橫向連接鉸縫與新增設(shè)的部分橋面鋪裝使用彈性混凝土材料進(jìn)行施工，其力學(xué)性能見表1。
5.3新舊橋面鋪裝設(shè)計(jì)與施工工藝
新舊橋板連接橫向0.8m范圍內(nèi)，混凝土板鋪設(shè)層厚度在10cm以上，且鋪設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)結(jié)構(gòu)。橋面鋪裝施工材料是彈性混凝土，保證和新舊橋梁橫向鉸縫中所應(yīng)用的彈性混凝土同時(shí)澆筑施工。5.4空心板加寬預(yù)壓施工工藝在具體施工的過程中，為了能夠切實(shí)地將新舊橋梁基礎(chǔ)不均對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的作用力抵消，減少車輛荷載對連接處造成的拉應(yīng)力影響，可以在橋面上進(jìn)行預(yù)壓操作。在預(yù)壓應(yīng)力作用之下，新舊橋梁結(jié)構(gòu)在受到壓力下，橋梁基礎(chǔ)會出現(xiàn)向上回彈的效果，此類加寬處就會出現(xiàn)一個(gè)向上的作用力，這對提升連接效果有積極作用，預(yù)壓施工工藝如下。首先，新舊結(jié)構(gòu)蓋梁與空心板之間在設(shè)置后澆帶的過程中，新舊空心板鉸縫兩側(cè)預(yù)留40cm的寬度，進(jìn)行橋面水泥混凝土后澆帶施工。其次，新加寬結(jié)構(gòu)在混凝土橋面鋪設(shè)時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)寬度的要求，每一側(cè)的橋墩在1.5m范圍內(nèi)堆載13t左右的沙袋，在鄰近橋臺跨中位置1.2～1.5m范圍內(nèi)，設(shè)置6.5t的砂袋。再次，連續(xù)保持堆載性作用，保證各個(gè)結(jié)構(gòu)部位的性能和質(zhì)量合格。最后，在施工的環(huán)節(jié)中，待空心板以及蓋梁連接位置鋪裝的混凝土層強(qiáng)度滿足規(guī)范要求以后，需要撤除砂袋堆載，此時(shí)加寬加固工序完成。
6結(jié)語
本文橋梁經(jīng)過加寬施工后，運(yùn)營幾年時(shí)間，新舊空心板連接部位并未出現(xiàn)裂縫的問題，說明這種加固工藝和方法具備可行性，能夠滿足橋梁的運(yùn)行要求，在同類型的橋梁中可以推廣使用，為促進(jìn)我國橋梁事業(yè)發(fā)展起到積極的作用。
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