桥台加固

关键词： 桥台 混凝土 加固

桥台加固（精选六篇）

桥台加固 篇1

目前, 桥台的加固方法有很多种, 主要有加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、粘钢加固法、玻璃钢加固法、喷射混凝土技术。国内外学者对桥台加固做了不少研究工作, 程长胜等通过在基础顶面做一厚度为15cm的钢筋混凝土围裙, 两侧墙用钢筋混凝土方梁连接的加固方法;收到了良好的效果[1];刘景生等采用每隔15m-20m布设一条变形缝, 桥台前墙设置8:1或10:1的前坡的方法, 提高了设计质量, 有效防止了裙墙病害的发生[2];用旧钢轨沿桥台四周包箍道, 并浇筑钢筋混凝土外包层的方法[3];黄子玉等为了防止宽U型桥台开裂及破损在设计方面采取控制桥台高度、增设扶壁内墙以增大桥台刚度、适当加大桥台基础襟边尺寸等措施, 使得桥台不易产生裂缝或损坏, 取得了一定效果[4];王穗平采用在两侧墙间设置预应力锚索将前墙与侧墙连接成整体, 沿锚孔对台背腔内填土做深层压浆的方法对桥台进行加固[5]。

对于上述加固方法, 国内外的很多科研机构都已经进行了大量的研究工作, 并且大都用于实际工程。然而, 这些加固方法都有一定的缺陷, 除去带有共性的化学腐蚀问题外, 像粘钢加固法、加大截面法等, 还会增加构件自重、节点不易处理、施工难度大、中断交通等。因此, 不断探索更有效、更合理、更经济的加固方法和加固材料成为当今土木工程领域一个研究的热点。

2 外包混凝土加固法

2.1 概念

外包混凝土加固法又称增大截面加固法, 它是通过增大构件的截面和配筋, 以提高构件的强度、刚度、稳定性并减小裂缝宽度。对于梁桥、拱桥、刚架桥、墩、台、基础等, 在条件许可的情况下均可采用该方法加固。

根据被加固构件的受力特点, 综合考虑施工方便, 可以设计为对构件单侧、双侧或三侧加固, 以及四周外包加固。外包混凝土将使原结构增加一部分恒载重量, 因而在拟定外包混凝土尺寸时, 应同时考虑外包构件以下的结构承载能力是否足够, 这是外包混凝土方案是否成立的前提。

2.2 设计要点

外包混凝土加固可分为三种类型:一是以加大混凝土受力面积为主要目的的加固;二是以加配受力钢筋为主要目的的加固;三是两者同时兼有的加固。第一种类型的加固位置应放在构件的受压区以提高受压区高度, 或加固在墩台周边以提高墩台的稳定性。第二种类型的加固位置应放在构件的受拉区、受剪区, 也可加固在受压区。由于原结构的徐变已基本完成, 因而新包混凝土的徐变问题在设计中应予足够的重视 (特别是第一种类型的外包) 。首先在设计中对混凝土材料和加载龄期应予控制, 新包混凝土的强度等级应高于原构件的混凝土强度等级。另外, 在外包混凝土中应增大受力钢筋量, 使之能够有效地减小混凝土徐变。

原有桥梁在外包混凝土加固后, 呈现叠合梁 (或组合梁) 的受力特征。在相同弯矩作用下, 二次受力叠合梁的受拉钢筋应力、混凝土应力、挠度、裂缝宽度等均与相同截面和配筋的一次受力整浇梁有很大的不同。例如, 二次受力叠合梁在第一次受力时是由叠合前的原混凝土和钢筋受力, 而在第二次受力时, 却是由叠合后的全截面共同受力。因而外包部分的钢筋和混凝土的受力相对较小。

外包混凝土结构除了呈现普通叠合梁的受力性外, 由于新老混凝土间的龄期差巨大, 必须在计算中按规范如实考虑收缩徐变的影响。

2.3 构造规定

采用外包混凝土加固桥梁时, 应满足以下的规定:

(1) 新浇混凝土的最小厚度不应小于40 mm, 用喷射混凝土施工时不应小于50 mm, 采用混凝土补强的受压区新浇混凝土厚度不应小于150 mm, 且原混凝土表面应凿成凹凸深度不小于6 mm的粗糙面。

(2) 配制混凝土用的石子宜用坚硬耐久的卵石或碎石, 其最大粒径不宜大于20 mm。

(3) 结合面的连结钢筋面积不应小于结合面面积的0.12%, 否则应植筋加强。

(4) 当采用钢筋补强时, 纵向受力钢筋的直径不宜小于16 mm;封闭式箍筋直径不宜小于10 mm, U形箍筋直径宜与原有箍筋直径相同。

(5) 当采用型钢和钢板补强时, 应将其和原结构的钢筋进行连结, 或采用锚栓与原结构联系, 切实保证力的有效传递和能够参与原结构共同受力。

(6) 加固的受力钢筋与原构件的受力钢筋间的净距不应大于20mm, 并应采用短筋焊接连接。

3 工程实例

3.1 桥梁介绍

本工程始建年不详, 于1972年对原上部结构进行了更换。上部结构为:5×12.6m工字型简支钢筋混凝土梁, 无横隔板, 采用油毛毡直接放置在墩台顶;桥面板为预制安装, 桥面铺装为5cm沥青路面;下部结构为:重力式墩、台均采用浆砌料石;基础均为扩大基础, 采用浆砌料石。桥梁中心桩号为K14+737。桥面布置为0.50m (护栏) +6m (行车道) +0.50m (护栏) 。设计荷载为汽-15, 拖-60。

3.2 桥梁病害

该桥因修建年代较远, 重载车辆多等原因, 栏杆、桥墩基础、桥台和桥面铺装等主要部位或构件产生多种病害, 严重影响正常使用, 危及桥梁安全。主要病害如 (见图1) :

(1) 桥面系:

a.该桥为简支结构, 桥面系未设置伸缩缝或连续构造措施, 采用连续铺装, 导致在每跨的墩或台顶处桥面铺装出现横向开裂, 桥面铺装其余部位也有较严重破损;

b.防撞护栏裂缝多而宽, 多处出现混凝土大面积脱落、局部掉角, 局部护栏缺失;

c.未见桥面泄水孔, 桥面排水不畅;

d.原桥未见在桥台处设置伸缩缝, 主梁纵向变形受限。

(2) 墩台:

a.两侧桥台前墙与侧墙连接处出现较宽竖向裂缝, 前墙外鼓, 桥台台身台体砂浆脱落、砌体片石松动, 浆砌勾缝破损:

b.两侧台体体内及台背土体产生空洞或塌陷, 侧墙变形严重;

c.桥台锥坡缺失;

d.桥墩基础存在局部冲刷现象, 墩身少量勾缝破损;

e.墩台表面可见大量青苔、杂草、灌木和污秽。

3.3 加固原则

由于本桥缺少基本设计资料, 根据现场测量结果, 依据桥梁结构理论计算及桥梁技术状况调查结构, 按以下原则对桥梁进行加固设计:

(1) 通过维修加固补强, 维持原荷载设计标准, 满足桥梁使用要求;

(2) 消除桥梁现有病害, 提高其耐久性;

(3) 使改造后的桥梁达到一、二类桥梁要求。

3.4 加固方法

(1) 桥面加铺整体钢筋混凝土层

将原有5cm沥青混凝土桥面铺装全部凿除, 铺设10cm整体防水混凝土层。混凝土层中设置单层钢筋网。通过梁顶面浇筑整体化钢筋混凝土层, 增大结构截面尺寸, 提高结构的整体刚度和承载力;由于是防水混凝土, 可防止雨水渗漏, 避免钢筋锈蚀, 提高结构的耐久性;

(2) 原桥面未设置人行道, 两侧仅设置50cm栏杆, 将原有栏杆拆除改为人行道, 两侧加宽25cm作为栏杆;

(3) 各桥墩基础均采用外包混凝土法进行加固, 加固完成后原基础基底注浆;

(4) 桥台前墙及部分侧墙采用外包混凝土法进行加固;

(5) 台后填土换填为密实度达95%以上的砂性土;

(6) 在一侧桥台设置1道简易伸缩缝;

(7) 桥面增设泄水管, 保证排水畅通;

(8) 其他维修项目

主梁混凝土表面缺陷处治;

浆砌构件修补:对桥梁结构浆砌破损部位进行局部修补;

对于桥梁结构中的辅助构件以及未发现病害的构件, 应酌情予以处理。

桥台加固后一般构造及钢筋构造见图2、3所示。

3.5 加固主要材料

(1) 混凝土

桥面改造采用C40防水混凝土, 抗渗等级S6;

桥墩、桥台外包加固采用C30混凝土;

人行道、栏杆采用C25混凝土。

(2) 钢材

普通钢筋:直径≥12mm的钢筋采用HRB335钢筋, 直径≤10mm的钢筋采用R235钢筋。钢筋应符合有关规范的要求。

(3) 伸缩缝

D80型简易橡胶伸缩缝。

3.6加固施工要点

(1) 加固改造施工顺序

a.桥墩基础维修加固;

b.台后填土换填, 台身浆砌维修;

c.台身外包混凝土加固;

d.桥台锥坡施工;

e.拆除原有栏杆, 浇注桥面混凝土整体层;安装人行道板、伸缩缝、防撞护栏及泄水管。

(2) 结构构件的加固改造应严格按照施工设计图进行施工

施工顺序及步骤应符合施工设计要求;施工工艺应符合《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041-2000) 及《公路工程施工安全技术规程》 (JTJ076-95) 的要求。

(3) 施工过程中应仔细查阅相关部位的设计详图, 注意预埋件的设置。

(4) 加固材料应选用正规厂家产品, 其规格及技术指标需符合有关国家标准的要求。

结束语

该桥加固整治后营运至今4年多, 情况良好, 这进一步证明了本文采用的外包混凝土加固的方法是成功的。同时, 桥梁病害复杂多样.影响桥梁承载的因素很多, 在进行加固设计时要抓住主要矛盾, 确定加固方案, 在实施过程中必须认真执行《公路桥涵施工技术规范》, 严把质量关, 这样才能收到预期的效果。

参考文献

[1]程长胜, 毕晓蕾.重力式桥台墙体开裂综合加固及预防措施[J].黑龙江交通科技, 2010 (7) :46-47.

[2]刘景生, 汪为奇.U型桥台病害分析及对策[J].华东公路, 2011 (4) :47-48.

[3]刘河森, 宋子房.U型桥台加固[J].公路, 2011 (8) :13-14.

[4]李大增, 隋立国, 李恒等.高等级公路中U型桥台易破损的探讨.2011, 25 (3) :56-57.

一种简单的砌石桥台综合加固技术 篇2

一种简单的砌石桥台综合加固技术

结合深汕高速公路西段砌石桥台维修与加固的工程实践,介绍一种简单的`砌石桥台综合加固新技术.通过对桥台地基持力层压浆和对台身砌体小孔及台后填土注浆,从控制变形、确保强度和维持稳定性3个方面进行综合加固.实践证明,该方法能有效治理砌石桥台常见病害,可为同类桥台的加固与维修设计及施工实践提供参考.

作 者：潘健 莫志锋 PAN Jian MO Zhi-feng 作者单位：华南理工大学土木与交通学院,广东,广州,510640刊 名：汕头大学学报(自然科学版)英文刊名：JOURNAL OF SHANTOU UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：200924(2)分类号：U443.21关键词：砌石桥台 裂缝 注浆 加固效果

桥台加固 篇3

关键词：钢筋砼；加筋土挡墙桥台；加固

中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：1000-8136(2009)35-0038-02

1工程概况

下岭桥位于运城市平陆县境内国道209线K944+405处，原桥为2m～20m后张法预应力空心板桥，桥面宽由9m渐变至11m，下部采用柱式桥墩，桥台采用加筋土挡墙型式，1#桥台高度为20m，2#桥台高度为22m，分3层砌筑。该桥修建于1993年9月。近年来。由于交通量和超限车辆的急剧增加，导致该桥加筋土挡墙桥台整体沉陷、变形，墙身多处壅鼓，加筋土挡墙与桥面铺装之间形成较大空洞，给交通运输和行车安全带来隐患。对此，2007年6月－2007年10月对该桥实施了加固改造。

2技术标准与规范

(1)《公路工程技术标准》JTC B01－2003

(2)《公路桥涵没计通用规范》JTG D60－2004

(3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTC D62－2004

(4)《公路加筋土工程设计及施工规范汇编》

(5)《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG 024--85

3技術指标

(1)设计荷载公路－Ⅰ级。

(2)桥面宽度9m～11m。

(3)设计洪水频率1／100。

(4)地震动峰值加速度0.15g。

(5)行车速度40km／h。

(6)跨径2m～20m。

4主要材料

(1)混凝土：桥台钢筋混凝土围箍框架、平面框架C30砼。

(2)钢筋。

(3)普通钢筋：直径≥12mm采用Ⅱ级和Ⅰ级钢筋。

直径<12mm采用Ⅰ级钢筋。

技术指标符合CBl31013－91、GB1499－98规定。

(4)钢板：采用A3钢板技术指标符合CB700-97规定。

5加固方案

(1)拆除原桥面，在加筋土挡墙桥台桥面铺装层下增设C30钢筋砼框梁。1#桥台长24m，每12m设置1道伸缩缝，内填沥青麻絮。2#桥台长42m，在15m和30m处各设置1道伸缩缝，内填沥青麻絮。

(2)加筋土挡墙桥台采用现浇C30钢筋砼“井”字框架加固，每10m～15m设置1道自上而下的变形缝，现浇C30钢筋砼框架在变形缝处断开，内填沥青麻絮。

(3)钢筋砼框梁与桥台立面框架顶横梁联结成一体。

(4)桥台上下级墙框架横梁长度根据锥坡高度进行调整，至少伸人锥坡内50cm。

(5)桥面铺装采用5cm沥青砼+12cm钢筋砼。拆除原桥伸缩缝，采用Cd-40型伸缩缝。修复防撞护栏70m。

6施工工艺

(1)以原桥桥台搭板处标高为控制点。对主桥桥面、桥台及桥头引道进行详细水平测量，绘制纵、横断面图，计算填挖厚度，以保证桥面平整，桥台与主桥标高衔接顺适。

(2)钻孔定位。施工前先对加筋土面板裂缝进行封抹，然后依照设计图纸，按照所给尺寸在加筋挡土墙纵横方向放线定出横梁与立柱的准确位置，在横梁与立柱的中心线上，分别标识出每个断面各个钻孔的准确位置。钻孔方向应平行于加筋土挡墙桥台侧面，钻孔前用经纬仪定出方位角，以便在钻孔过程中控制钻头的前进方向。

(3)水平钻孔。两侧桥台分别取6个断面钻孔，自上而下①A-A'和B-B'断面均在结点处钻孔；②C-C'、D-D'和E-E'断面每间隔1.7m钻一个孔，钻孔位置均在结点处和横粱的跨中处；③F-F'断面每根横梁处钻3个孔，钻孔位置在每个结点处和横梁的1.1m和2.3m处。对加筋土挡墙钻孔应分排自下而上，每排每批钻孔间距不小于3m，钻孔直径为10cm，钻孔位置设在面板的横缝上。不能设在面板拉带设置处。成孔后灌浆，水泥浆凝固强度达70％以上后，再进行下一批钻孔。两侧桥台钻孔可同时交替进行流水作业，但必须下排钻孔凝固后再进行上一排钻孔，以保证桥台在施工过程中的安全。

(4)对拉锚固筋。对拉锚固钢筋采用闪光对焊。焊接前先进行试焊。合格后再正式施焊。对拉锚固筋一端先在弯曲机上做成弯钩。钢筋的弯制和末端的弯钩应符合设计要求，另一端待穿入后再与事先做好的弯钩焊接，每一个孔内对拉两根或三根钢筋时。应注意保证焊接口错开，不在同一断面上，①A-A'断面每个孔内放置1根￠18和1根￠25钢筋；②B－B'断面每个孔内放置1根￠18和2根￠25钢筋；③C-C'断面结点处钻孔内放置3根￠25钢筋，横梁跨中钻孔内放置2根￠18钢筋；④D-D'和E-E'断面结点处钻孔内放置3根￠28钢筋，横梁跨中钻孔内放置2根￠25钢筋；⑤F-F'断面结点处钻孔内放置3根￠28钢筋，横梁1.1m处钻孔内放置3根￠25钢筋，横梁2.3m处钻孔内放置3根￠18钢筋。

(5)钻孔封口。钻孔完成加入配置钢筋后，应立即用水泥砂浆对孔口进行封抹，并预埋注浆管，用注浆以一定的压力压浆注入，直至注浆管口有水泥净浆流出方可停止注入。

(6)钢筋连接。伸出孔外钢筋要与现浇C30钢筋砼框架立柱钢筋绑扎在一起，端头均现浇在框架内。两层结点加强钢筋网均与框架立柱钢筋焊接。钢筋接头采用搭接电弧焊时，要求双面焊缝，其长度不小于5d，如双面焊缝有困难可采用单面焊缝，其长度不小于10d。加强钢筋网网片结点及与框架立柱钢筋的连接全部采用电焊焊接。

(7)浇筑加筋土挡墙桥台框架。在加筋土挡墙三个外露面处搭设钢管架，采取平行与流水作业相结合，设置C30钢筋砼围箍。紧贴原土挡墙面板。现浇C30钢筋砼框架时。每10m～15m设置一道自上而下的变形缝，内填沥青麻絮。桥台上下级墙框架横梁根据锥坡高度进行调整，但横梁伸入锥坡内至少50cm。在挡墙错台顶部设2％的排水横坡，用水泥砂浆防护。横梁间距与桥台立面“井”字框架间距一致。内填C15贫水泥混凝土。

(8)桥面铺装。桥台桥面采用C40钢筋砼铺装，铺装时，预留好伸缩缝位置，并将防撞护栏、伸缩缝、泄水管等有关预埋件埋入。

7施工质量控制

(1)推行全面质量管理，建立健全质量保证体系。项目部成立质量管理领导组，项目经理任组长，副经理、技术负责人任副组长，项目部设专职质量检查工程师，队、班设专职质量检查员。质检人员跟班作业，随时掌握施工动态，定期召开质量分析会议，及时解决施工过程中出现的问题，不断改进施工方法，提高施工质量。

(2)严把材料进场关。材料选用是工程质量控制的重点，为确保工程质量，所用施工材料全部采用国标材料，水泥采用高标号桥梁专用水泥，钢筋采用国标钢筋，砂采用水洗中粗砂。所购材料三证齐全，进场后按规定抽检，不同品种、不同规格分别堆放，并插牌标识，使原材料始终处于受控状态。

(3)严把工序质量关。确立自检、互检与交接检查相结合的质量“三检”制度，建立工前试验、工中检查、工后验收的工作制度，各负其责，各把其关。上道工序检验合格后，方可进行下道工序的施工，形成层层监督、环环紧扣的激励机制，使各道工序施工质量得到保证。

U型桥台锚杆加固方案探讨 篇4

关键词：加固,U型桥台,锚杆,质量控制

1 概况

某桥为分离式立交桥, 设计荷载为汽车-15级, 挂车-80。上部结构采用16m空心板, 下部结构采用双柱式桥墩和U形桥台, 基础均采用扩大基础, 台后填土采用密实度达95%的石渣土。经过10余年的使用, 桥台侧墙不同程度开裂 (见下图) 。现拟通过在侧墙两侧浇注混凝土框架, 用预应力锚杆加固并灌浆, 使裂缝闭合或稳定, 以保证桥梁安全运营。

2 病害分析

类似该桥梁病害已是一种桥台通病。由于施工质量缺陷、超限车辆不断增加, 路面渗水等, 使桥台后土压力增大, 进而使桥台侧墙发生向外的侧移。桥台为浆砌片石结构, 其抗弯抗剪能力有限, 在土压力的作用下沿着竖向砌缝产生裂缝。侧墙向外的整体侧移同时也在前墙上造成与侧墙交界处的竖向裂缝。另外侧墙的外移也带动了锥坡的移动。

3 桥台加固方案

3.1 加固原则

(1) 加固时不能造成桥台的破坏;

(2) 加固后要保证桥台侧墙的变形不再发展;

(3) 加固应一次治理, 不留后患。

3.2 加固方案

桥台两侧的边坡比较对称, 因此采用通过两侧墙的对拉锚杆施加预拉力进行加固。在两侧墙上合理布置一定数量的孔位, 垂直侧墙用钻孔机水平钻孔, 并穿透两侧墙, 在孔内安放锚杆 (锚杆采用精扎螺纹钢筋) , 接着在侧墙上浇筑钢筋混凝土框架, 利用框架提供锚杆反力和增强侧墙的整体性, 待框架达到设计强度要求后张拉锚杆, 最后进行灌浆和外锚头的防护处理。

(1) 锚杆。采用JL25的精扎螺纹钢筋, 抗拉设计强度, 轴向抗拉力设计值为319KN。

根据实际尺寸以及相应的施工规范进行下料, 如果锚杆长度不够, 使用YGL25型连接器进行加长, 不得采用其他任何形式的连接。

(2) 孔道。使用钻孔机垂直侧墙水平钻孔, 并穿透两侧

墙, 成孔直径为50mm, 钻孔应至下而上依次进行。

(3) 框架。采用C30混凝土浇筑, 具体尺寸和配筋见施工设计图。

(4) 锚杆张拉控制力。根据台后土压力以及活载的大小设计锚杆的轴向抗拉设计值。各锚杆编号见施工设计图, 张拉控制力见下表。

(5) 锚具及外锚头设计。采用YGM25锚具, 锚下采用螺旋筋来提高其局部承压能力, 锚垫板尺寸为120×120×24mm, 锚具及锚头设计见下图。

(6) 防腐措施。预应力筋张拉完毕进行孔道灌浆, 使预应力筋包裹在水泥砂浆中免受腐蚀。封锚之前用环氧树脂在锚头表面进行涂刷, 然后用M30水泥砂浆封锚进行防护处理。

4 桥台加固施工工艺及质量控制

4.1 施工设备

(1) 钻孔设备:钻机、空压机、风镐等。

(2) 注浆设备:注浆设备包括注入水泥浆和水泥砂浆的注浆泵、搅拌设备、高压输送浆液管路。注浆泵应根据注浆材料和注浆量来选用。

(3) 张拉设备:预应力高强精扎螺纹粗钢筋的专用张拉设备为YG-70型穿心式单作用千斤顶。张拉设备进场后, 应对其进行验收, 防止由于故障影响张拉工作。验收可参照《预应力用液压千斤顶》 (JG/T5028-93) 和《预应力用电动油泵》 (JG/T5029-93) 行业标准的有关要求进行。

(4) 混凝土搅拌设备。

(5) 下料设备。预应力高强精扎螺纹粗钢筋下料采用砂轮锯切割, 严禁采用电焊切割。

4.2 施工监控

(1) 安全第一。施工的时候注意来往车辆, 避免出现意外事故。张拉预应力筋的时候, 千斤顶端部及非张拉端钢筋端部严禁站人并加设防护措施;张拉后的钢筋在未灌浆前严禁碰击、踩踢;灌浆工作也应避开钢筋端部, 以防止预应力钢筋突然断裂弹出伤人。

(2) 各工序的施工人员必须严格按照相应的施工操作规程和规定施工。

(3) 所有的施工机械、材料、配件必须进行详细的检查和检验。

(4) 钻孔控制。发现地层缺陷及时做好相应处理;随时掌握孔向数据并据此纠正钻机回转器或钻具轴向工作方向, 以确保孔向正确。

(5) 灌浆控制。灌浆过程中要防止管路堵塞, 中途不得停顿, 保证孔道灌浆密实。

(6) 张拉控制。张拉控制一律采用双控法, 以应力控制为主, 伸长量校核。张拉过程中要监控侧墙和前墙的位移变化, 如果发现侧墙位移过大造成墙面出现新的裂缝, 则应该减小张拉吨位, 可通过增加循环张拉的次数满足张拉设计吨位要求;如果发现前墙有明显位移, 则应考虑降低张拉设计值。

4.3 施工流程

材料、设备、水电以及相关工作人员到位后, 在施工现场搭设施工平台, 在侧墙上测定孔位, 用专用钻机钻孔, 在钻孔的同时, 制作预应力筋锚杆。钻孔完毕, 安放锚杆, 然后在侧墙上植筋、绑扎钢筋、安设模板、浇注混凝土框架。待混凝土框架设计强度达到80%后用已经标定完毕的设备进行分级循环张拉, 第一次张拉30KN进行预紧, 接着经过第二次、第三次循环张拉到设计荷载。张拉完毕进行孔道灌浆、锚头防护处理, 最后清理施工现场。

结语

桥台加固 篇5

某公路桥上部采用7孔30 m预应力混凝土空心板, 下部为单排三柱式冲孔灌注桩, 桥台为M7.5砂浆砌片 (块) 石U型重力式桥台。该桥桥面宽度22.5 m, 四车道设计, 桥面横向布置为:2×1.75 m (人行道) +2×2.5 m (非机动车道) +4×3.5 m (机动车道) 。该桥原设计荷载等级为汽—超20、挂—120。

2 病害现状及原因分析

2.1 病害现状

该桥目前的病害主要有:桥台侧墙镶面石普遍开裂;桥台前墙镶面石局部开裂, 如图1所示。该桥台存在的开裂问题比较突出, 裂缝发展不断加速, 若不及时进行整治处理, 桥台前墙有可能突然滑塌危及桥梁安全, 引发安全事故。

2.2 病害原因

根据原设计图纸, 小里程侧桥台置于弱风化基岩上, 大里程侧桥台置于砂砾石层中。现场踏勘结果表明:桥台基础比较稳定, 无沉降等现象;小里程侧桥台开裂较大里程侧桥台严重, 其裂缝走向也不符合基础沉降产生的裂缝特点。因此, 初步排除桥台基础沉降这一原因。

经分析, 桥台开裂原因可能如下:

1) 根据原设计图纸计算, 桥台前墙所受的应力较小, 不足以使其开裂。因此, 桥台的施工质量 (包括台身砌筑、台后填料以及台身材料) 可能存在一些问题, 导致了桥台开裂。

2) 台后填料可能采用了一些不透水性材料, 加之台身未设置泄水孔, 致使雨水等一些外界水源渗入台后填料中而无法排出, 最终产生较大水平推力, 导致了桥台开裂。

3) 汽车荷载 (包括汽车冲击力、制动力等) 长期、反复地作用可能导致桥台开裂。

4) 本桥搭板倾角比较大, 有一定的刚度, 也有可能使得汽车荷载通过搭板传递了较大的水平力到台帽上, 致使桥台开裂 (如图1所示) 。

3 桥台受力状态分析

3.1 计算模型

为了选择有效的加固措施, 采用大型通用有限元软件ANSYS建立桥台三维有限元模型 (见图2) , 进行桥台受力状态分析。采用Solid45单元模拟台帽和前墙主体, 共划分73 900个单元。鉴于桥台前墙和侧墙连接处已经开裂, 计算模型中仅建立前墙的数值模型, 考虑前墙在最不利荷载下的力学状态。图2中, x方向为顺桥向, z方向为横桥向, y方向为重力反方向。

3.2 荷载选取

在台背土压力范围内加载土压力。由于侧墙开裂, 故在前墙墙背后全断面加载水压力, 在前墙前侧加载静土压力。桥台侧汽车荷载制动力和竖向压力靠桥台搭板传递至桥台台帽构造细节处。桥跨结构传递荷载通过支座传递至桥台台帽, 模型中将此荷载加载至桥台台帽处。

汽车荷载换算高度按照文献[1]中4.3.4条处理, 取0.51 m。台后主动土压力按照文献[1]中4.2.3条处理, 取752.4 k N。台前静土压力按照文献[1]中4.2.3条处理, 取217.9 k N。桥台搭板传递制动力按照文献[1]中4.3.5条处理, 取442.2 k N。桥台后静水压力随高度线性变化, 按照静水压力公式依高度变化加载在有限元模型中。

台帽采用C25混凝土, 轴心抗拉标准强度为1.78 MPa。小石子混凝土砌片石采用MU50+C15, 轴心抗拉标准强度为0.26 MPa[2]。

3.3 计算结果

荷载组合工况:台后水压力+台后主动土压力+台前静土压力+搭板冲击荷载+桥跨结构传递荷载。经计算, x方向最大位移为2.673 mm, y方向最大位移为0.172 mm, 最大主拉应力为0.784 MPa。

图3给出了桥台第一主应力云图。

计算结果表明:桥台在x和y方向变形较小, 并未对桥台结构构成威胁;最大主应力出现在桥台底部, 这是由于桥台底部固结约束导致部分应力失真。值得注意的是, 在台帽和桥台主体结构连接处, 存在局部应力偏大的现象, 这是由于此处材料刚度不连续导致应力突变。此处的主拉应力值在0.11 MPa~0.22 MPa之间变化, 小石子混凝土砌片石的抗拉强度为0.26 MPa, 强度满足要求。

4 加固设计及效果

根据桥台病害现状, 并结合桥梁受力状态, 采取的加固措施包括:桥台填料换填、注浆以及桥台前墙加固;改造路面搭板[3,4,5]。技术要点如下:

1) 在对桥台进行加固之前, 首先必须对已有裂缝仔细检查后进行治理, 治理方法为灌注M10微膨胀水泥浆。

2) 桥台填料换填。

依次拆除原桥台铺装、混凝土路面后, 再开挖路基填料以及台后填料, 开挖深度3.5 m。在开挖形成的槽口内, 分层浇筑C20片 (卵) 石混凝土, 每层厚度不超过100 cm。

3) 桥台填料注浆。

在原桥台填料开挖后, 对未开挖的桥台填料进行注浆处理, 注浆材料为水+普硅水泥+粉煤灰 (或细砂) 。

4) 桥台前墙加固。

对原桥台前墙细料石镶面进行充分凿毛, 要求应凿除镶面石风化层, 露出新鲜岩面, 并冲洗干净, 以确保新浇C30混凝土与桥台前墙的紧密结合。

在原桥台前墙上钻孔植入25钢筋, 以加强新浇C30混凝土与桥台前墙的连接。在新浇C30混凝土内布设两层15 cm×15 cm间距的钢筋网, 表层钢筋网采用20钢筋, 底层钢筋网采用16钢筋。

目前, 桥台已完成加固施工, 该桥已开放运营。经现场观察, 桥台运营现状良好, 未出现新裂缝。

5 结语

1) 设计荷载作用下, 该桥台顺桥向和横桥向的最大位移分别为2.673 mm和0.172 mm, 强度满足要求, 桥台受力状态良好。桥台开裂原因主要是桥台施工质量 (包括台身砌筑、台后填料以及台身材料) 引起。

2) 通过桥台填料换填、注浆以及桥台前墙加固, 并改造路面搭板, 达到了加固目标, 加固效果明显。

参考文献

[1]JTJ 021-89, 公路桥涵设计通用规范[S].

[2]JTJ 023-85, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

[3]李茂盛.重力式U型桥台典型病害及加固方法研究[D].重庆:重庆交通大学, 2011.

[4]高国付.薄壁桥台的受力分析及处理方案[J].山西建筑, 2013, 39 (7) :168-169.

桥台加固 篇6

某石化公司辛烯路K0+860桥建于20世纪80年代,原桥台为毛石砌筑内充填素土的形式。随着社会经济的迅速发展,原设计承载力已经不能满足新的需要。具体表现在桥台开裂并伴随出现水平位移、桥台路面下沉。桥台的开裂导致桥台回填土的流失,加剧了桥台地面的下沉。该场地地层从上往下分别为:①淤泥质土,深灰色～黑色,饱和,具有高压缩性,厚度4.0 m～6.0 m;②砂层,黄色,饱和,厚度为1.5 m～2.0 m;③碎石黏土层,碎石含量50%～70%,粒径为2 cm～5 cm,最大粒径为8 cm。

2 加固方案的比较

经计算,基础形式采用桩基础或者地基经过加强处理后可采用刚性基础能满足上部荷载的需要。

在以往的工程案例中,淤泥土常用高压喷射法消除其压缩性,提高地基承载力。高压喷射注浆法(又称旋喷法)是在静压化学或水泥注浆法的基础上采用高压水射流切割技术而发展起来的一种地基处理方法。高压喷射注浆工法主要适用于淤泥质土、黏性土、砂土、砂砾土(粒径d<5 cm)等。而本工程淤泥层较厚,桥底净高仅为3.0 m～4.0 m,因此在不影响正常通行的情况下,无法采用旋喷桩,并且旋喷桩每延米的水泥用量较大,造价较高。另外在施工过程中易产生大量的泥浆和水泥废浆并发生飞溅现象,影响该桥的正常通行。

由于该桥净高较小的特点,并且场地为较厚的淤泥,大型桩机械无法施工,因此常规的桩基础在本工程中无法施工。

根据上述简单的比较,拟在原桥台外侧另外做一个3.0 m宽、与原桥台同长的桥台,新桥台基础采用微型桩后压浆,并且微型桩穿过旧桥台基础对其进行托换。

微型桩施工机械采用XY-100型地质钻机,净高最小可到2.0 m,具有很大的灵活性,首先从机械上具有可行性。另外微型桩桩身材料为1∶0.3的水泥砂浆,水灰比为0.4～0.6,桩底压浆,能较好的在淤泥土中保证成桩质量。后压浆技术的利用很好地改善了桩周围土体的力学性质,并对微型桩桩体进行一定的扩大,增加了单桩承载力。

3 加固方案的确定

该工程微型桩桩径为220 mm,桩端进入第3层碎石土不小于0.5 m即可,桩身和桩端均采用二次高压灌注水泥浆的方式分别对桩身、桩底加以扩大,对桩周围土加以劈裂,增加桩周围土体的抗摩阻系数。具体设计见图1,图2。

微型桩单桩极限承载力的估算:

单桩特征值的估算:

考虑到二次高压注浆对桩周围土的挤密、劈裂,对桩底沉渣的加固,单桩承载力可以提高10%～15%。

在实际施工过程中,为控制微型桩成桩质量,先用注浆管在原基础下进行高压注P.O32.5R的纯水泥浆,注浆范围为淤泥质土,对注浆压力控制在0.8 MPa～1.0 MPa。通过高压注浆预先对淤泥质土进行挤密加固,以保证微型桩桩孔不发生缩颈、塌孔等事故。

微型桩施工完毕后,随机选取2号、4号微型桩对其上部3 m范围内进行开挖以检验成桩质量,发现2号桩实际直径为245 mm,桩截面积增大11.36%;桩周围土用铁锹和镐方可掘进。另外选取10号桩进行单桩静载试验,试验方法采取慢速维荷法,试验数据见图3。

试验证明经过二次高压注浆后,单桩极限承载力有较明显的提高,能够满足设计的需要。

另外,为填充桥台内回填土的流失造成的空洞,防止桥台水平位移的增大,在原桥台之上按1.2 m×1.2 m间隔布置直径为108 mm的注浆孔,注浆孔下端进入原桥台基础底部1.0 m,注浆孔内放置注浆铁管,注浆铁管上按照400 mm×400 mm设置喷射孔并安装止浆阀,注浆压力不小于2.0 MPa。具体设计见图4。

在实际注浆过程中,原桥台侧壁裂缝处多次出现漏浆,用灌缝胶将桥台裂缝处进行封堵后又进行高压注浆,注浆压力最大可达3.5 MPa,稳压时间不少于5 min。高压注浆施工完毕后7 d,对桥台进行沉降和水平位移观测发现沉降基本稳定,水平位移不再发展。

4结语

微型桩后压浆技术在旧桥桥台基础加固工程中具有很大可行性,并能保证加固过程中不影响正常的通行能力。微型桩施工机械简单,施工速度快,造价低廉,较其他的加固方法具有不可替代的优越性。

摘要：结合具体工程实例,介绍了微型桩托换技术在桥台加固工程中的应用,阐述了加固方案的比较和确定,指出微型桩后压浆技术在旧桥桥台基础加固工程中具有很大的可行性。

关键词：微型桩,后压浆,高压注浆,基础托换

参考文献

[1]GB 50007-2002,建筑地基基础规范[S].

[2]孙剑平.微型桩竖向承载力的估算[J].施工技术,1991,20(1):33-34.

[3]JGJ 94-94,建筑桩技术规程[S].

[4]韩斌,张力.基础底面承载能力的变化趋势[J].山西建筑,2007,33(26):128-129.