關於拱橋維修施工技術的論文

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一、概論

關於拱橋維修施工技術的論文

我國拱橋的分類有很多,但是就其作用與意義上來說,我國的拱橋則主要以雙曲拱橋和石拱橋為拱橋的主要代表。雙曲拱橋是我國近年來始建與20世紀60年代的一種新型拱橋。石拱橋是一種原材料簡單、造價成本較低、承載力較強且外觀造型優美的拱橋,廣泛應用於我國大部分地區。

二、拱橋存在的危險隱患及維修加固的意義

(一)我國石拱橋存在的危險隱患及危害

第一,拱橋的拱圈開裂。由於石拱橋的主要承重部分是主拱圈,如果拱圈開裂,會直接影響石拱橋的安全。拱橋在承重的情況下,容易出現各種不同的開裂。還有就是建築材料選材的自身原因所造成的,如石塊的選用的強度不達標,施工質量控制不嚴等造成強度不均勻,也容易造成石拱橋在使用過程中開裂。除此之外,如果原設計荷載較低(汽-13、汽-15),再加上近些年來車輛超限超載現象嚴重,又或者有些石拱橋坡度比較大,建造的不對稱,在外力的作用下也容易造成拱橋開裂,從而影響石拱橋的安全。第二,石拱橋的側牆外傾或開裂。在石拱橋的使用過程中由於拱橋上的建築材料在填料過程中不密實或者外力承受的負荷較大,從而容易導致由於側牆的壓力過大而致使側牆的開裂。第三,橋面不夠平整。第四,石拱橋的基礎不均勻移動或沉降。石拱橋的上部結構是由石拱橋的基礎部位直接承擔的',經過一定時間的累積,當所承受的外部能力超過其負荷時,容易導致石拱橋的基礎位移,從而導致構件的開裂。

(二)我國雙曲拱橋存在的弊端及危害

雙曲拱橋與石拱橋的危害大多相同,但是引起這些危害的原因卻有所不同,主要表現在:第一,拱橋的拱上填料不足。拱上填料的不足容易導致排水不暢,從而引起橋面的破壞。第二,拱橋橫向聯絡。拱橋橫向聯絡不足容易引起結構的不穩定。第三,墩臺的位移而導致的破壞,由於雙曲拱橋有著自重較大的特點,因而其水平推力也會相應的增大,當承載力不足就容易出現下沉、斷裂。第四,橋面欄杆的破壞。由於雙曲拱橋的橋面缺乏穩定的層面,又在車輛的外力作用下,橋面容易破損。當橋面結構不均勻時,積水滲入填料中造成側牆的破壞甚至塌落。

(三)對拱橋維修加固的意義

拱橋的建設對於改善我國的交通狀況有著很大的作用,促進了我國經濟的發展。但是由於目前大多數的拱橋年久失修,對安全產生著威脅,因而對拱橋的維修與加固,就顯得十分重要,對改善我省我市的橋樑執行狀況有著重要意義。

三、拱橋維修加固的主要施工技術

目前,國內外橋樑加固的方法主要是通過增大原橋結構尺寸或在結構表面貼上高強材料等,從補強的角度對橋樑進行加固。通過內力調整,減小控制截面的彎矩,改善原橋結構的受力狀況,提高橋樑自身的承載能力,延長橋樑的使用壽命。實踐已經證明,對現有橋樑進行維修與加固,可恢復和提高舊橋的承載能力及通行能力,延長使用壽命,滿足現代交通運輸的需要,同時可節約大量的建設資金,縮短交通管制時間,收到良好的社會經濟效益。在對拱橋維修加固之前,必須對各種方法考察,調研論證,分析,根據具體要求,現實環境等情況綜合比較施工技術,選擇合理的,經濟的施工技術。主要加固的施工技術如下:

(一)拱橋上部結構的加固

第一,頂端推加固法。拱橋在超出自身負載的作用下,對基礎橋臺產生巨大的垂直力以及水平的推力,併產生臺後填土的壓縮和沉降,從而導致拱橋拱軸線的變化和拱頂下沉。頂推法加固的原理是:在橋跨一側或兩側的拱腳處,安裝傳力結構(鋼夾具或剛性橫樑),通過千斤頂,施加推力(千斤頂的型號根據橋跨結構自重確定),並將千斤頂兩夾具中間的拱肋鑿離,在頂推過程中,測量並觀察拱肋起拱及橋跨結構變化情況,直到達設計水平距離或拱上橋面出現裂縫,保持千斤頂壓力在分離的拱肋間澆築高標號環氧樹脂砼,待砼形成強度,放鬆千斤頂壓力,使橋拱軸線恢復。這種方法優點是使用維修材料較少、經濟,缺點是技術難以掌握,需專業施工隊。第二,加強橫向聯絡維修加固法。當橫向聯絡損壞或滿足不了分佈橫向荷載的要求時,可採取增加橫向剪刀撐及增加、加大橫向聯絡樑的方式解決:增加剪力撐:一般適用於橫向聯絡較差或向剛度較小的桁架拱橋。操作方法:在兩拱肋間的拱腳處至五分點處加剪刀撐樑,樑的砼截面尺寸和配筋根據樑肋的大小來決定。剪力撐樑的鋼筋需和肋的鋼筋焊接,以加強接頭的剛度。增加、加大橫系樑:根據舊橋跨徑的不同及原橫向聯絡的完好程度,可採用增加橫向聯絡,一般可增設3-5道,增加的橫向聯一般情況下,砼截面大於老橫系樑,新增的要包裹拱肋。

(二)主拱圈的加固法

第一,加固墩臺及基礎。由於墩臺或基礎問題是拱橋缺陷引起的關鍵因素,可以採用鋼筋混凝土對外部施加預應力等措施來對墩臺和基礎進行加固,以達到改善受力的狀況、提高拱橋的整體承載力。第二,改變結構體系。利用連續作用的樑來改變結構的受力體系,改善結構的受力情況,以便提高橋樑的承載能力。第三,加固薄弱構件。對於橋上有嚴重缺陷的薄弱構件,通常採用新材料來達到增大主樑或主拱圈的截面的目的,用水泥漿來填裂縫或者用黏貼劑附加構件的方法來進行加固。

(三)錨噴混凝土加固方法

錨噴混凝土是藉助於一種噴射機械,具有高速和高壓的作用,可使混凝土緊密結合,形成整體。通過增加新的混凝土與受力鋼筋和原結構緊密結合是噴錨混凝土的加固原理。通過噴錨加固與原結構的緊密結合,不僅阻止了原結構的位移和開裂,同時也充分的發揮到了原結構的作用,可以共同承受外承載,有施工工期短、質量高而且投資成本低的特點。

(四)複合式加固方法

我們在實踐中多采用複合加固方案,複合式加固方法就是在對於拱橋的維修中既加固上部又加固下部,對於石拱橋採取主拱圈套拱加固與橋面系維修加固相結合;對於雙曲拱橋則多采取加大拱肋截面、增加並加大橫向連線修復橋面系,即更換拱上填料、重做橋面或鋼筋混凝土橋面。具體施工工藝則是首先是貼上鋼板。然後則是是澆築三鋼砼工。在實際工程中,貼上鋼板又可分為七個步驟。第一,環氧砂漿配製。在配置環氧砂漿時,先將樹脂、稀釋劑、增韌劑、水泥以及砂按一定比例混合均勻,然後加入一定量的固化劑,攪拌均勻後放置備用。第二步,主拱清面。清理石拱橋有相當難度,主要是因為經受了長期風化,表面坑坑窪窪、凹凸不平,為保證貼上質量,應採用電動合金磨光機對貼上表面全面打磨,將風化表層去除。第三,鋼板除鏽。鋼板長期暴露在空氣中,很容易鏽蝕,為了確保貼上效果,在貼上前用專門配置的電動鋼刷全面除鏽,直到露出鋼材金屬光澤,並應及時刷環氧砂漿防護、貼上。第四,清洗主拱、鋼板表面。打磨完主拱表面和鋼板後,應立即用丙酮進行清洗,以除去浮塵和雜質。第五,鑽孔。先在主拱上放樣,然後用電錘鑽孔,鑽孔位置務必要準確,誤差應嚴格控制在2mm以內,以確保鋼板安裝要求。最後,貼上鋼板。鋼板通常採用工廠加工製作、鑽孔,運至現場後,先進行除鏽、清洗處理,然後方可貼上。貼上時鋼板除用螺栓壓緊外,同時加支撐和用鐵錘用力敲打,直到四周出膠為止,以保證鋼板與拱圈、鋼板與鋼板密貼粘合,確保貼上質量。澆築三鋼砼時,則需注意以下三點。首先,必須清除主拱圈拱背上面的浮渣和風化層,鑿毛、沖洗乾淨。其次,按一定間距鑽孔,灌環氧樹脂膠漿,植入錨固鋼筋,佈設鋼筋網.鋼筋的直徑根據受力需要確定.最小直徑應不小於12毫米。三,澆築砼,砼強度至少為C30。

(五)拱橋加固施工的注意事項

第一是防洪。由於拱橋加固都是在省公路局下達計劃後,才開始實施的工程,施工時一定要注意北方特殊的氣候條件,儘量避開5到9月主汛期安排施工,這個時間正是當地暴雨頻繁的時間,因此,防洪是施工安全管理的重中之重。第二是拱橋加固時,滿堂架的支架地基處理。由於對拱橋加固時,大多采用滿堂架施工,而滿堂架所要承受的重量包括,施工人員及拱圈混凝土的重量。因此,它的受力要經過計算,並對地基進行預壓,以消除永久變形,然後對支架也要預壓配重,邊澆注混凝土邊進行解除安裝,來消除支架的彈性變形。除此之外,還需注意錨筋的錨固、舊混凝土表面的處理、合龍及初凝期的交通控制等影響因素。

四、結語

總之,由於拱橋維修加固技術的不斷髮展,我們應該努力地研究拱橋維修加固的施工技術,不斷的引進拱橋維修的新技術,學習新工藝,不斷地提高拱橋維修的水平,減少工程的造價成本,並使拱橋維修加固得更加持久,堅固。在對橋樑進行加固後,不僅可以延長橋樑的使用壽命,減少資金的投入量,節省投資,使橋樑能夠充分滿足交通量的需求,並且也能夠減輕橋樑投資的集中性,能為國家帶來巨大的經濟效益和社會效益。但是,又由於拱橋維修加固工程的技術要求較多,故而難度也比較大,因而在實施的過程中具有一定的難度。所以,對於拱橋維修加固的工作必須選擇有一定橋樑維修加固經驗、富有較強責任心的、有施工專業的隊伍承擔。