曲泽尕峡旧桥加固设计总结.docx
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1、精选资料北京华景公司路桥部2009.5国道214线设计技术总结曲泽尕峡旧桥加固设计徐宝林中国公路工程咨询集团目录1.概述12.现场调查及检测22.1.曲泽尕峡1号桥现状22.2.曲泽尕峡2号桥现状32.3.曲泽尕峡3号桥现状33.桥梁病害及原因分析43.1.桥梁病害43.2.病害原因分析54.承载力评定及加固方案设计54.1.承载力评定54.1.1.承载力评定方法54.1.2.参数的取用64.1.3.结构承载力评定104.2.加固方案设计114.1.1.结构加固的方法概述124.1.2.方案选定124.1.3.加固后结构计算结论155.施工工艺及其他165.1.施工工艺165.1.1.粘贴钢板
2、的施工工艺165.1.2.植筋的施工工艺175.2.其它186.一些体会18可修改编辑曲泽尕峡旧桥加固设计1. 概述曲泽尕峡位于国道214线K1075+685K1076+906,峡谷两侧岸坎陡立,峡谷两岸之间只有730m宽,义涌曲从峡谷中流过。为保证路基安全,旧路沿水流方向设置纵向桥3座,水由桥下通过。2. 现场调查及检测曲泽尕峡一共有3座纵向桥,经现场调查,该3座桥情况分布如下:2.1.曲泽尕峡1号桥现状原有K1077+505.0曲泽尕峡1号中桥为6跨(8+8+19.4+8+8)钢筋混凝土矩形板桥,桥长52.6m,1-2及5-6孔下部结构为柱式墩桩基础,桥面净宽为8m,两侧设有栏杆0.3m;
3、第3-4孔为纵向桥,下部为于桥两侧顺水流方向设置兼承挡墙功能的重力式桥墩、扩大基础,桥面净宽为7m;第3跨及第5跨为过渡跨,桥面净宽由8m渐变为7m;桥台为重力式桥台,扩大基础;0号桥台左侧有泉水从下方冒出,对桥台安全有一定影响;本桥上部结构使用良好,但桥面伸缩装置已损坏、漏水;受桥面渗水及冻融的影响,在支承部位出现泛白,有老化迹象;下部桥墩冲刷较为严重,部分基桩已被冲出;第3孔挡墙部分浆砌块石砂浆已脱落,部分外漏;桥侧护栏已部分损毁,桥头跳车现象明显。第3孔纵向挡墙,基础冲刷桥梁总体情况桥面伸缩缝损坏渗水、桥墩及支承处混凝土泛白曲泽尕峡1号中桥现状2.2.曲泽尕峡2号桥现状原有K1078+6
4、95曲泽尕峡大桥为14-8m钢筋混凝土矩形板桥,桥长113m,桥面净宽为7m,两侧设有栏杆;下部结构为柱式墩、桩基础,重力式桥台、扩大基础;本桥上部结构使用良好,但桥面伸缩装置已损坏,渗水;受桥面渗水及冻融的影响,在支承部位出现泛白,有老化迹象;下部桥墩冲刷较为严重,部分桩基已被冲出;桥侧护栏已部分损毁,桥头跳车现象明显。渗水、桥墩及支承处混凝土泛白桥梁总体情况护栏损坏冲刷严重、桩基外漏曲泽尕峡大桥现状2.3.曲泽尕峡3号桥现状原有K1078+820曲泽尕峡2号中桥为9-8m钢筋混凝土矩形板桥,桥长73m,桥面净宽为7m,两侧各设有栏杆;下部结构为柱式墩、桩基础,重力式桥台、扩大基础。本桥上部
5、结构使用良好,但桥面伸缩装置已损坏,桥梁伸缩缝处渗水;受桥面渗水及冻融的影响,在支承部位出现泛白,有老化迹象;下部桥墩冲刷较为严重,部分桩基已被冲出,1号桥墩右侧桩基已外漏出1m、混凝大面积剥落、钢筋外露已锈蚀,存在安全隐患;桥上部护栏已部分损毁,桥头跳车现象明显。支承处混凝土泛白桥梁总体情况伸缩缝失去作用冲蚀严重、钢筋外漏曲泽尕峡2号中桥现状附:正规的加固设计应该对旧桥进行详细检测,内容应该包括:动静载实验、混凝土强度等;但这次情况特殊,没能进行荷载试验及相关检测。3. 桥梁病害及原因分析3.1.桥梁病害对K1076+745.0曲泽尕峡大桥及K1076+870.0曲泽尕峡中桥调查时发现,大桥
6、存在如下病害:(1) 桥梁的桥面铺装沥青表处层、混凝土现浇层出现破损、剥落。(2) 栏杆混凝土出现破损、剥落、露筋,部分栏杆完全损毁。(3) 桥面伸缩装置破损,已完全失去功效。(4) 桥头跳车。(5) 支撑处上部梁板混凝土泛白。(6) 桥梁基桩受冲刷严重,桩基外露。K1076+745.0曲泽尕峡大桥1-12号桥墩桩基外露0.50.8m,13号桥墩完好,还有部分墩柱(桩)因施工控制不规范偏位较大;K1076+870.0曲泽尕峡中桥1号桥墩左侧墩柱钢筋外露、锈蚀严重,2-9号桥墩桩基外露0.40.6m。3.2.病害原因分析(1) 桥面毁坏主要原因:桥面铺装为2cm沥青表处偏薄、施工质量不过关及冻融
7、破坏。(2) 栏杆损毁主要原因:混凝土强度偏低、交通事故(3) 桥面伸缩装置破损主要原因:未正确安装伸缩装置(4) 桥头跳车主要原因:桥头路基为柔性体系,而桥梁则为刚性体系;处置措施为:将桥头路基压实度提高到96%,以减小跳车。(5) 支撑处上部梁板混凝土泛白主要原因:桥面排水不畅(6) 桩基及其钢筋外露主要原因:桥下冲刷造成河床降低严重,致使桩基外露;水流冲刷及流冰侵蚀,造成外露桩基混凝土强度降低及钢筋锈蚀,诱发混凝土膨胀,从而使桩头破坏严重。4. 承载力评定及加固方案设计4.1.承载力评定4.1.1.承载力评定方法目前桥梁承载力的评估,多采用以下三种方法:调查比较法,即由实际交通测定桥梁动
8、态的方法;分析计算法;荷载试验法,即对桥梁施加试验荷载,测定其主要部位反映的方法。根据调查得到的资料情况,本次采用分析计算法评定曲泽尕峡3座纵向桥的承载力。分析计算法是从调查结果入手,利用计算理论及经验系数分析计算而评估旧桥承载力的一种方法。分析计算方法一般分为经验系数折算和理论计算两种方法。整理调查得到的相关资料,曲泽尕峡的3座纵向桥可以利用经验系数折算法评估其承载力。经验系数折算法是以原有设计荷载等级为基础,同时考虑桥梁损坏程度、材料老化程度、桥面行驶条件、实际交通情况、桥梁建造使用期限等因素,折算求出桥梁安全承载力的方法。一般情况下,桥梁承载力可通过下式求得:Vd=bRdcRcc;sRs
9、sZ1(1-e)Vd结构抗力采用值;Rd结构抗力函数;b结构工作条件系数;Rc混凝土强度设计采用值;c在混凝土强度设计值基础上的混凝土安全系数;Rs预应力或或非预应力钢筋强度设计采用值;s在钢筋强度设计值基础上的混凝土安全系数;Z1基于桥梁检测结果的承载力检算系数;e承载力恶化系数;c配筋混凝土结构的截面折减系数;s钢筋的截面折减系数;4.1.2.参数的取用(1).检算系数Z1公路桥梁养护技术规范的桥梁结构构件技术状况评定标准将结构构件分为良好状态、较好状态、较差状态、差的状态、危险状态共六种状况。钢筋混凝土桥梁的承载力检算系数Z1结构或构件技术状况评定值D受弯构件轴心受压轴心受拉偏心受压偏心
10、受拉受扭构件局部承压抗剪构件1(良好)1.151.201.051.151.151.101.151.052(较好)1.101.151.001.101.101.051.101.003(较差)1.001.050.951.001.000.851.000.904( 差 )0.900.950.850.900.900.850.900.855(危险)0.800.850.750.800.800.750.800.80对曲泽尕峡纵向桥调查后,确定各构件的技术状况等级分别如下: 3.05(上部梁板)、3.0(盖梁)、4.9(桥墩及桩基除曲泽尕峡2号中桥的1号桥墩)、4.1(其余桥墩)。则各构件承载力检算系数分别为:0
11、.98(上部梁板)、1.00(盖梁)、0.86(桥墩及桩基除曲泽尕峡2号中桥的1号桥墩)、0.94(其余桥墩)。(2).恶化系数e承载力恶化状况是一个很复杂的问题,其影响因素很多。可主要从混凝土表观缺损、混凝土强度、钢筋锈蚀电位、混凝土电阻率、混凝土中氯离子含量、混凝土碳化深度、钢筋保护层厚度等7个方面进行评判。经研究上述7各方面在承载力恶化状况评价的权重值可按下表选用:承载力恶化状况评价的权重值评价标准混凝土表观缺损钢筋自然电位混凝土电阻率混凝土碳化深度保护层厚度氯离子含量混凝土强度W0.320.110.050.200.120.150.05根据调查得到的恶化状况评定值E,确定承载力恶化系数,
12、按下表选用。钢筋混凝土桥梁的承载力恶化系数e恶化状况评定值E环境条件干燥、不冻、无侵蚀性介质干湿交替、不冻、无侵蚀性介质干湿交替、冻、无侵蚀性介质干湿交替、冻、有侵蚀性介质1(良好)0.000.020.050.062(较好)0.020.040.070.083(较差)0.050.070.100.124( 差 )0.100.120.140.185(危险)0.150.170.200.25对曲泽尕峡纵向桥调查后,确定各构件的恶化状况评定值E为:2.90,所处环境条件为“干湿交替、冻、无侵蚀性介质”,则取恶化系数:e=0.097。(3).截面折减系数(c、s)可通过对配筋混凝土结构损伤状况的评价来确定截
13、面折减系数。结构的损伤状况可通过材料风化、碳化、物理与化学损伤这3个方面进行评价经研究上述3各方面在结构损伤状况评价的权重值可按下表选用:结构损伤状况评价的权重值检测指标材料风化碳化物理与化学损伤权重0.100.350.35根据调查得到的结构损伤状况评定值,确定结构的截面折减系数,按下表选用。钢筋混凝土桥梁的截面折减系数c截面损伤综合评定值R截面折减系数1R20.981.002R30.930.983R40.850.934R50.85以下钢筋的截面折减系数主要考虑由于钢筋锈蚀造成的截面损失。钢筋混凝土桥梁的钢筋截面折减系数s评定标准性质描述钢筋截面折减系数1(良好)沿钢筋出现裂缝,宽度小于限值0
14、.981.002(较好)沿钢筋出现裂缝,宽度大于限值,或钢筋锈蚀引起混凝土发生层离0.950.983(较差)钢筋锈蚀引起混凝土剥落,钢筋外露、表面有膨胀薄锈层或坑蚀0.900.954( 差 )钢筋锈蚀引起混凝土剥落,钢筋外漏、表面膨胀性锈层显著,钢筋断面损失在10%以内0.800.905(危险)钢筋锈蚀引起混凝土剥落,钢筋外漏、出现锈蚀剥落,钢筋断面损失在10%以上0.80以下对曲泽尕峡纵向桥调查后,确定各构件的截面折减系数分别如下: 0.95(上部梁板)、0.95(盖梁)、0.85(桥墩及桩基除曲泽尕峡2号中桥的1号桥墩)、0.90(其余桥墩);各构件钢筋截面折减分别如下:0.98(上部梁板
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