公路双曲拱桥病害成因分析及加固施工要点.doc

4公路双曲拱桥病害成因分析及加固施工要点本文以某服役公路双曲拱桥为例针对本桥存在的质量问题进行了病害成因分析提出了加固方案并针对本桥加固后的的桥梁承载能力进行计算和验算且进一步总结了加固施工要点。一些桥梁工程使用年限已久长久以来的使用使得这些桥梁存在一些不安全因素。倘若将这些桥梁完全拆掉重新修建势必会花费较高的费用此外部分桥梁还拥有较高的历史价值。所以对运营中桥梁的质量病害实施全方位分析并探究相应的防治措施意义非凡。1工程概况某公路桥梁为双曲拱桥跨度形式为5×45m桥面宽7m两边护栏宽均为0.25m。原设计荷载为汽13、拖60级；该项目墩体设计为重力式实体墩结构、桥台设计采用加后座式U型结构。对全桥进行了检测分析得出存在的主要质量问题如下：（1）主拱圈部位多处有明显裂缝情况发生；（2）桥面产生较大变形并且存在大规模的破碎现象主要出现在3、4、5孔上竖向存在波浪状况；（3）腹拱及立墙存在渗水病害防水性能差渗水现象十分明显。2病害成因分析根据质量检测结论分析以上质量病害产生的原因为：（1）最初设计时没有考虑到现阶段交通量如此之大导致设计荷载值较低无法满足目前繁重的交通运输要求；（2）因吨位较大车辆的反复作用所施加荷载远远超过其最初的设计值；（3）桥面变形严重显示受压系统破坏造成桥梁的整体性变差。3主拱圈加固设计（1）原横系梁结构几何尺寸偏小为有效提升桥梁结构整体的稳定性科学有效的增大原横系梁的几何尺寸由最初的1.16m×0.15m×0.18m增大到1.16m×0.15m×0.50m；同时用横隔板代替拱顶位置处的3根横系梁横隔板尺寸为1.16mm×0.30mm×0.84mm；（2）根据该桥梁的实际状况在外界荷载作用下桥体最关键的承载位置为主拱圈而该桥梁主拱圈位置存在大面积的开裂现象所以对于这种现象运用的主要加固方式为外包法加喷锚法具体操作为在拱肋和周边位置布设钢筋网片通过高压喷射设备将强度等级为C25的砼喷射至主拱圈部位进而完成加固其厚度不得低于60mm。4采取加固方案后主拱圈截面拉应力超限分析在砼处于塑形阶段且拉应力超限时通过验算能够看出拱顶和1/4截面位置处的压应力均低于允许值。而对于拱脚部位由于在拱圈上部浇筑强度等级为C30砼能够与结构一起形成一个整体共同作用经计算和分析得出结论如下表1所示：5.5MPa考虑拱肋位置钢筋的作用通过验算得出结论为：拱脚截面可以承受过汽-超20、挂-120活载。5加固施工要点5.1加固面的处理（1）该环节运用的主要器具有钢刷、凿子和锤头清理部位为需要加固的面；（2）先通过凿子和锤头对加固面实施凿毛处理处理深度控制在5mm密度控制在10-13点/10cm2；（3）该环节能够有效提升喷射砼与加固面之间的粘结力从而提升整体的承载性能。5.2钻孔和插入锚杆（1）钻孔采用双重绝缘电锤来完成。孔洞规格为：若要插入直径是10mm的锚杆则需要钻孔直径为14.5mm其深度大约在80mm。倘若出现塌孔应舍弃该孔并及时应用525号水泥进行封填；（2）清孔。主要是用清水将钻孔过程中所产生的砼渣灌出；（3）填补粘结剂。采用525普通硅酸盐水泥净浆在实际操作时必须要保证所有钻孔均填满该浆体；（4）插入锚杆。该环节是为挂钢筋网做准备能有效提升新、旧砼之间的粘结性能提升抗剪能力从而降低结构的变形。5.3喷射砼施工（1）挂钢筋网施工完毕并经验收合格后就可以实施砼喷射。在喷射前要先通过高压水泵来清洗钢筋网并将加固面润湿待加固面满足喷射要求后方可实施砼喷射；（2）喷射时主要运用垂直喷射若操作不便其角度也不得低于30°；（3）严格控制喷射装置与加固面的间距大小通常控制在60-120cm区间范围内喷射时采用螺旋式方式自下而上分层实施每层间隔时间至少为30分钟喷射厚度控制在30mm左右。6结论文章结合实际工程案例全方位分析了桥梁工程存在的质量病害采取行之有效的方式实施加固并针对加固前后的承载力实施了计算进一步总结出了加固施工的关键点得出如下结论：（1）主要运用喷锚加固方式根据现行规范规定科学有效的对桥梁原始结构的性能实施了优化即从最初的汽13、拖60提升至目前的汽超20、挂120；（2）解决了桥梁拉应力过大的问题原始结构所允许的最大拉应力为2.34MPa而在对其实施加固处理后其拱脚位置处的最大拉应力达到了6.16MPa远高于容许应力值1.27MPa；（3）从经济角度看采用本文所述对桥梁加固的方案相比新建一座桥梁可大幅降低成本。