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山区的地形具有纵横向、地势陡峭和起伏较大等特征,对路桥进行设计时,桥头的高度需要低于三米;而路线纵坡小和地势平缓的桥梁,桥长则需要相应的增加;当很难使桥台的高度调低时,可以适当的使桥头填土高度提高,从而使桥梁规模降低。U型结构是桥梁进行连接过程中非常常见一种的形式,但该结构在进行施工建设的过程中施工难度非常大,在对其进行修建时,一旦处理不当,则不仅会使地质条件遭到破坏,还比较容易出现地质灾害,从而使原有的植被和生态环境遭到破坏。
2桥梁施工方案设计时的具体形式
2.1横跨山谷的高架桥
夜上海论坛 横跨山谷的高架桥经常运用的形式为上部结构存在空心板和型梁。特大桥和大桥都可以选用钢构体系和连续梁,这样的话便于行车;中小桥则可以采用造价低的空心板体系,从而使工程投资降低。除此之外,在同一个合同段不允许出现多种跨径,从而避免预置模版在进行周转使用过程中所产生的影响。
2.2跨河桥梁
在对跨河桥梁进行设计时,需要按照水文状况制定设计方案,主要如下:第一,没有通航的河流桥梁,该类桥型具有方便、简单和造价低等特点。布置桥型时需要对上下部结构进行协调;而桥墩应该尽量和人工构造物隔离;使桥墩个数减少,并与水流方向相交,这样的话就有利于排洪。第二,通航的河流桥梁,对水位等级和通航等级进行确定以后,在对桥梁进行设计。在进行设计的过程中,需要对排洪要求和通航要求进行考虑。通航等级较高的河流,往往采取大跨刚构响亮机构和连续箱梁结构等,而通航等级较低的河流,往往采取机构形式相对简单的空心板机构和T型梁结构。
2.3跨桥线
夜上海论坛 跨线桥主要囊括以下几点:第一,高速公路所跨越的等级路和跨越的等级外路等;第二,等级路跨越高速公路和等外路跨越高速公路等。分离式的对桥梁进行设计的手段具有非常高的安全性,但会对整体外观审美产生很大的影响。达到国家级别的一些路桥往往不会采取这类建筑形式。对桥梁进行建设,既是为了使人们出行运输的基本需求得到满足,还是艺术和审美的追求。所以,在对其进行构建的过程中,应该对其具备的科学合理性进行保证,还需要具有一定的美观。
3对路桥结构进行设计需要考虑的因素
在对山区路桥进行施工建设时,需要对诸多的因素进行考虑,比如在对跨度大的路桥进行修建时,对桥梁构建形式、布置桥墩的周边地形和桥墩承重能力等进行充分的考虑。除此之外,还有一些和普通路桥施工建设存在差异的因素,这都要求在进行具体的施工时,全面的对其进行考察。
3.1桥梁墩位结构具有的稳定性
高墩桥往往采取柔性墩结构,在对其进行设计时,需要对桥梁的变位现象和具有的稳定性有所重视。当曲线、高墩、大纵坡和长桥同时出现时,这些变位具备同直桥相同的竖向压缩变位和纵桥向变位、施工偏位等,这就需要对这些变位进行控制。
3.2对高墩杆件进行选择
最近几年,墩顶一般采取可置支座抑或墩梁固结,在实际上,它一直处在弹性约束状态。通过对整体结构进行分析可知,杆件长度的计算不仅受到杆件刚度的直接影响,还会受到杆件边界的直接影响。杆件体系在进行综合变形过程中的结果就为杆件变形,需要对组合刚度进行全面的考虑,而不是只对单一的制约因素进行考虑。
3.3对结构产生影响的外力因素
长纵坡和大纵坡会对汽车行驶过程和制动性产生重大的影响,上部为多梁式的结构对外力具有的平衡能力很差,由于受到曲线桥具有的离心率作用,内梁的冲击系数远远比外梁小,使下部构造形成不平衡的反作用力,从而使桥梁具有的动态能量有所提高。在对长纵坡和大纵坡桥梁进行设计时,需要加强对制动力和冲击力进行计算的力度,且对冲击力进行计算时需要对结构具有的基本频率进行考虑,并通过结构基频的手段对其进行分析和确定。
3.4桥面铺装
以往对桥梁建设所持有的观点为对桥面进行铺设就是一种铺张浪费的情况,而事实并非如此。在对其进行铺装的过程中,选取优质的材料,可以有效的使过往车辆对路桥所产生的破坏得到减少,从而使路桥使用年限得到提高。与此同时,还可以使路面通行质量得到提高,并使由于路面颠簸所引发的安全事故有所渐减少。
夜上海论坛 4路桥设计时需要注意的问题
夜上海论坛 在对路桥进行设计的过程中需要注意很多问题,其具体如下:第一,对路桥结构具有的耐久性进行重视。由于山区的气候条件和地质条件比较恶劣,从而就会使桥梁受到很大的损害,所以必须要对路桥结构具有的耐久性足够的重视。第二,对路桥结构具有的损耗与荷载进行重视。由于公路修建过程中材料和施工人员修建工艺的不同,会导致建筑出现裂缝,而这些裂缝由于荷载的影响,就会不断的扩大,因此就需要对路桥结构具有的损耗与荷载进行重视。第三,对过往车辆存在的超载问题进行重视。对此,公路管理部门与交通管理部门一定要很好的联合起来,对路桥的科学使用进行保证,并使路桥使用年限得到延长,从而为国家的财政开支得到节约。
5结束语
搭板设计工作是真正解决桥头跳车问题的方法。为了保证桥台连接位置高度与搭板标高相同,需要预留反向坡度,高度要比设计标高高,并且确定坡度大小时要重点考虑路桥沉降差。桥台和搭板在锚固时有两种可考虑的处理方式,分别为水平、竖直处理方法,其中,水平处理方式能够获得更加合理的受力状态。施工作业时按照实际情况,在经过周密论证之后确定是否需要设置枕梁,搭板上传递下来的荷载经过枕梁之后就会更加均匀地分布传递给地基。如果桥头不设置搭板,那么就需要安排合理、有效的排水设施,提高桥台位置的压实度,引道则需要重点考虑沉降量。在实际设计过程中,如果不设置搭板,桥头高填方路面结构就需要使用无机结合料。
2路桥过渡段路基路面施工
2.1台后填筑施工中,整个台背填筑需要从地基施工开始就进行加固,采用沙土、砂砾土或者碎石土进行填筑,按照加固需要,有必要时可以使用石灰或者水泥来提高稳定性,也可以使用半刚性材料进行填筑,来降低施工后沉降,而且对压实度要求要适当提高,使用土工合成加固台背路基,能有效控制填土载荷产生的变形和沉降,对不均匀沉降的控制作用更加显著。在软土路基上进行施工,需要首先做地基加固处理。2.2地基处理软土路基上浇筑桥台,需要使用桩基础,如果是在厚度较大的软土路基上进行浇筑,回填料重量会明显增加桩基承受的压力,导致桥台移动,可能会造成桥台桥面损坏,为了控制这种不正常位移,需要有效控制回填料强度。2.3台背排水台背路基填筑之前,需要在原地基土拱上设置排水管或者盲沟。首先需要进行基底处理,填筑横坡度在3%~4%的夯实黏土,形成土拱,并在土拱上设置双向地沟。台背厚度要全范围铺设隔水材料,并在地沟周边设置小孔硬塑料管,保证泄水管出口伸出路基之外或者桥头锥坡外。另外,要在桥台背面设置防水涂层,以减少渗水对结构物的侵蚀,并在回填夯实表面设置截水排水设施,必要时可进行封闭处理。2.4搭板施工路桥工程过渡段路基路面施工会对工程整体质量产生巨大影响,有必要采取措施进行工艺控制。2.4.1沉降处理沉降处理是路桥过渡段路基路面搭板施工的基础和前提,很多路桥工程都是因为沉降处理工艺措施不合理而造成桥头跳车问题。除此之外,有效的沉降处理能够减少雨水对路堤填土的侵蚀和填土流失。2.4.2填土施工填土施工是路桥过渡段路基路面搭板施工非常关键的环节,路桥过渡段路基路面搭设填土施工中,需要从施工用料、流程、机械、工具等方面着手进行控制,以控制误差,进而提高填土施工的有效性。由于路桥运营过程中,车辆载荷、自然因素和施工工艺的影响会降低路基路面的平顺程度,所以填土施工过程中需要注意提高其强度和韧性,从而有效减少上述问题。2.4.3过渡段施工过渡段施工是路桥过渡段施工的核心工作,我国很多路桥工程过渡段整体结构在施工方案不合理等问题的影响下,路桥的整体强度和使用寿命都明显下降。路桥过渡段施工主要有粗粒料填筑法、钢筋混凝土加筋法等过渡施工方法,需要按照工程实际情况选择适用的方案,减少过渡段沉降差异,改善过渡段不平顺的问题。2.4.4结构强度提升适当提高结构强度,是提高路桥过渡段施工质量和路基路面稳定性的重要措施。提高路桥工程结构的强度是路基路面质量、柔性和韧性的基础。在提高结构强度时,施工人员需要考虑过渡段不同位置的强度需求,充分考虑不同级配填料,且不同级配填料的使用能够明显提高路堤结构强度;按照设计标准,将差异沉降控制在5cm以内。
3结束语
夜上海论坛 根据大桥外观检测及荷载试验报告,目前大桥出现了混凝土表面蜂窝、麻面;保护层较薄,箍筋外露;底板混凝土剥落、钢筋外露锈蚀,翼缘板间渗水,预应力混凝土T梁梁体裂缝,横隔板断裂,盖梁裂缝和桩基露筋、部分支座出现局部脱空、老化、开裂和剪切变形、钢板锈蚀、防尘罩破损等现象。
2主要病害原因分析
2.1通行车辆
该桥修建于20世纪80年代,已经运营27年。原桥梁设计为一级公路桥梁,按照交通部《公路工程技术标准》(JTJ001-97)的规定,一般能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为15000~30000辆。免费通行前交通量已经超过了原设计交通量的60.2%,免费通行后,交通量较免费通行前又增加19.8%。按照交通部《公路工程技术标准》(JTGB01-2003),免费通行后平均日交通量是四车道一级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量上限30000辆的1.92倍,平均日交通量已经达到六车道高速公路能适应的年平均日交通量标准(45000~80000辆)。由上可见,限载前,该公路大桥车流量远超过当初设计标准,再加上超载车的数量和超载重量都越来越多,对桥面铺装、T梁、支座、盖梁、桥墩等各个承重部位均造成不利影响。
2.2T梁病害
(1)混凝土施工质量较差,施工完成后,混凝土表面出现蜂窝、麻面;保护层较薄,箍筋外露;底板混凝土剥落、钢筋外露锈蚀,翼缘板间渗水。此类病害短期内不会引起桥梁承载能力的降低,但对结构耐久性影响较大。如表层混凝土剥落导致内部钢筋锈蚀,继而引起混凝土更大面积的锈蚀开裂,长期作用会降低截面刚度、减小钢筋的有效直径,对于预应力混凝土桥梁,如果钢绞线锈蚀后果将很严重。
(2)在主梁跨中1/4L~3/4L之间,腹板产生大量由下而上的竖向、斜向裂缝和对称贯通裂缝。该裂缝的主要成因是:主梁1/4L~3/4L跨附近承受较大弯剪导致梁体腹板混凝土主拉应力超过允许值,进而产生裂缝。而在主梁支点附近,梁体腹板上产生斜向裂缝。该类裂缝的主要成因是:主梁支点附近位置承受较大剪力,当主拉应力过大或腹板抗剪能力不足时会导致斜向剪切裂缝的产生。主梁斜截面强度不足会导致结构产生剪切性破坏,该类破坏属于脆性破坏,在桥梁结构中不允许发生。
2.3盖梁病害
夜上海论坛 由于桥梁运营时间较长,伸缩缝橡胶条破损漏水,盖梁上建筑垃圾堆积,排水不畅,加上盖梁混凝土施工缺陷,环境中的水及侵蚀性介质就可能渗入混凝土内部,导致了混凝土碳化和钢筋锈胀,影响结构的受力性能和耐久性,部分盖梁的整体承载力降低。
2.4支座病害
桥梁支座已经使用27年,橡胶开始老化,钢板严重锈蚀,支座已经接近使用寿命。
3加固设计
夜上海论坛 针对此现状,考虑到原设计T梁抗裂安全储备较小,T梁间横向联系偏弱,考虑进行全面加固。除对出现病害的部位进行维修加固外,另从两个方面加强桥梁的横向联系和承载力:①对尚未出现但未来最可能出现病害的T梁进行整体性加固,提高T梁的承载能力;②对全桥T梁横隔板进行整体性加固,提高桥梁横向刚度;③将原有桥面铺装凿除,采用双层钢筋网片或并筋桥面铺装,加强桥梁的整体性。主要加固方案如下:
夜上海论坛 (1)对全桥已出现裂缝的所有T梁全部进行加固,考虑到桥梁西半幅未来通行重车的可能,有必要对西半幅未出现裂缝的部分T梁进行整体性加固,如西半幅单跨有2片及2片以上T梁出现裂缝需要加固的,则西半幅4片T梁全部加固。加固基本方案为裂缝封闭、破损修复后进行梁底粘贴钢板。腹板粘贴钢板。对梁体竖向裂缝严重的T梁增加体外预应力。本次加固中,考虑到20mT梁梁体未出现斜向裂缝,不采用腹板粘贴钢板加固;40mT梁腹板有竖向裂缝或斜向裂缝,采用腹板粘贴钢板加固,加固范围为2~6号横隔板之间的腹板,其中,跨中6.5m范围腹板粘贴水平钢板,其余粘贴斜向钢板,另1~2和6~7号横隔板间腹板出现裂缝,则对1~2和6~7号横隔板间腹板粘贴斜向钢板加固;50mT梁腹板有竖向裂缝或斜向裂缝,采用腹板粘贴钢板加固,加固范围为2~7号横隔板之间的腹板,其中,4~5号横隔板间腹板粘贴水平钢板,其余粘贴斜向钢板,另1~2和7~8号横隔板间腹板出现裂缝,则对1~2和7~8号横隔板间腹板粘贴斜向钢板加固。T梁自东向西依次为1#、2#、3#-7#T梁。腹板粘钢除116-1#、123-1#、124-1#、133-1#134-1#、135-1#梁采用方法1加固外,其余均采用方法2。而对于20mT梁、40mT梁和50mT梁梁体出现4条或4条以上竖向裂缝,或梁体出现2条或2条以上竖向贯通裂缝,则对T梁采用体外预应力加固,其余计划加固的T梁采用梁底粘贴钢板加固。
(2)对全桥未加固的所有横隔板进行加固,增大横隔板截面,加强横向联系,避免单梁受力。具体方案为对全桥尚未加固的20m、40m、50m跨T梁横隔板采取粘贴钢板加固或整体性加固,钢板材质采用Q345B,钢板厚度6mm,钢板外露表面进行防腐涂装。并对40m、50m跨T梁横隔板镂空的部分植入钢筋,浇筑快速修补料增大横隔板跨中截面。
夜上海论坛 (3)对出现裂缝和大面积锈胀的盖梁进行加固,对盖梁出现严重锈胀的部位进行处理,首先将锈胀部位混凝土凿掉,其次对发生锈胀钢筋进行除锈处理,后浇筑环氧混凝土(在破损区域过大处使用)进行修补,对病害严重或出现受力性裂缝的盖梁进行粘贴钢板加固。
夜上海论坛 4加固前后结果对比分析
经体外索加固后,虽然边梁的抗力值未变,但由于体外预应力索改善了结构的受力性能,边梁跨中弯矩值降低了4.9%。40mT梁经过粘贴钢板加固后,中梁的跨中承载能力较设计时提高了8.39%;50mT梁经过粘贴钢板加固后,中梁的跨中承载能力较设计时提高了53.2%。且加固后所有梁截面抗力R≥计算弯矩Mj,中梁、边梁的持久状况和正常使用状况的各项指标均满足《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)的要求。
5结语