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摘要:随着我国经济的高速发展,交通量也在迅速的提高。因此,对公路等交通公共设施的要求也发生了巨大的变化。传统的桥面宽度已经越来越不能满足现代的发展速度了,相应的桥梁技术改造、增加旧桥同行能力的呼声已经越来越高了。本文主要探究了我国旧桥扩宽设计主要考虑的内容,并用发展的眼光探究了扩宽部分的标准,同时还分析了在旧桥扩宽过程设计过程中应该处理的各类关系,以期更好的促进我国经济的发展。
关键词:公路旧桥扩宽 设计 问题分析
中图分类号:TP391.72 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)29-123-01
随着经济、社会的不断发展,我国对对交通设施的要求也在逐步提高。过去公路旧桥的设计本身就不符合公路设计等级的要求,再加上交通量的逐渐提高,越来越显示出其极大的不适应性了。现阶段,公路旧桥拓宽设计已经成为了我国公路运输线上的瓶颈了,桥面急需得到技术改造和处理。本文认为,目前我国公路旧桥设计最大的难点就在于如何确实旧桥与扩宽部分的结合联结方式。同时,也应该密切关注两者联结方式对桥本身受力的影响。
一、对旧桥与扩宽部分上端结构联结方式的分析及其影响状况
现阶段,在处理公路旧桥扩宽过程中,最关键的部分便是如何选择正确的旧桥与扩宽部分上部结构的联结方式和其对结构的影响程度。因此,只要解决了这个问题,那么对旧桥扩宽的设计就成功了一大半。
1.对旧桥与拓宽部分上部结构不联结方式的分析
旧桥与拓宽部分上部结构采用横向联结方式进行联结有利于增加桥梁的整体受力程度。但存在以下三种情况时,一般不能采用旧桥与拓宽部分上部结构联结的方式进行处理。
(1)布设的纵向形式的管线较多,采用旧桥与拓宽部分上部结构联结方式处理很难进行。
(2)为了刚好的保持公路上快、慢车道的划分,桥面也应该设置相应的快车道与慢车道,并用分隔带进行分离,而旧桥与拓宽部分上部结构拼接正好位于隔离带位置,不易采用联结方式。
(3) 旧桥与拓宽部分上部结构的形式或跨度不一致,为避免在联结时发生断裂,不宜采用联结结构。
2.对旧桥与拓宽部分上部结构联结方式的分析
新旧梁板横向联结设置不当或施工技术不成熟等问题很容易使桥梁在运行中发生意外,进而影响桥梁的整体荷载程度,使主梁产生病害。因此,在采取联结方式进行桥面拓宽设计时,应该加强其横向的联系。梁板式桥梁新旧横向联结一般采用在新旧梁间布置横向联系或加强混凝土铺装的形式。
2.1在新旧梁间布置横向联系
第一,在新旧T梁之间要布置横隔梁与顶横向联系的钢筋。如果均匀横向铰接T梁,联结横隔梁与旧桥横隔梁位置应该对应。第二,在预制板梁间布置横向联系钢筋与企业凝土铰时,要用“中板”来替换拼接处的旧桥“边板”,但在新旧桥梁联结处依旧可用横向联系的钢筋或凝土铰来进行联结。因为施工面比较狭小,且具有一定的隐蔽性,给施工带来了极大的难度,使得施工的质量难以得到确切的保证。第三,在对旧桥进行拓宽是,要采用标准宽度的预制板梁。当旧桥边梁间存在宽度不足的拼接缝隙时,切忌用小梁来进行填补。依据铰接板的原理,应该用不等截面的铰接板来对横向荷载进行分配统计。其具体受力情况定性如下:小梁宽度越小,其刚度也就越小,横向联结传递的重量就会越大。一旦与旧桥接缝处的横向联结措施强度不够时,桥面全部重量将全部集中于小梁上,新旧梁的接缝处就很容易发生破坏等情况,使得横向荷载分配无法正常进行。当小梁受力进一步增大时,桥面极易在接缝处出现裂痕,为桥梁的安全性埋下了隐患。
2.2加强混凝土铺装层
加强混凝土铺装层主要是指对旧桥混凝土桥面铺装层进行加厚处理,并加上钢筋网。同时,还应该保证混凝土铺装层与梁体混凝土的联结能够保持一个整体性。利用加强混凝土铺装层措施,既可以保证整个桥梁横向的整体性,大大改善桥梁横向荷载分配水平,也能在很大程度上提高旧桥的实际载重水平。一般而言,在公路旧桥拓宽设计中,我们可以采取以下几种处理形式。
(1)在处理原桥面铺装层质量不佳、损坏严重或梁体混凝土联结不良的桥面时,可以先去除就桥面原有的混凝土铺装层,并在旧桥与扩宽部分上重现浇灌一层铺装层,用钢筋网进行进一步稳定。
(2)在处理原桥面铺装层质量良好、梁体混凝土联结状况较好的桥面时,可以保留就桥面原有的铺装层,将其上层的沥青彻底清除干净,并将其弄成锯齿状,然后再浇筑一层铺装层进行加固。
(3)在处理大小梁拼接或整体板与预制板拼接设计时,应该对旧梁顶或桥面铺装层顶面进行钻孔,在灌注环氧树脂之后,将锚筋插入其中,并在上下新旧混凝土之间或新旧梁接缝处用钢筋网焊接完整。
二、分析拓宽墩台与旧墩台之间的关系和影响
对公路旧桥桥面的拓宽通常需要将墩台也予以一并拓宽。那么在实际设计工程中,如何处理好新旧墩台之间的关系是设计者必须考虑的问题。
1.分析拓宽墩台的结构
(1)新拓宽的墩台的结构应该与旧墩臺保持外形上的一致性、协调性。例如,在建造新墩台时,可以依据柱式墩与桩柱式墩相配合的原则或采用完全一致的结构。同时对一字翼墙桥台依旧可以用一字翼墙桥台来进行拓宽。
(2)在选用基础型式墩台结构时,应该充分考虑施工过程对旧墩台的影响。若有条件,应该避免选择这种模式,而是采用钻孔灌注桩基础。如果旧墩台的基底较高的话,还可以选用浅埋式的模式来进行建造。
(3)当所需要拓宽的墩台宽度不大、双桩桩距不够时,可以选择以钻孔灌注桩为基础的独柱结构。这种结构模式具有经济、方便的优势,有利于及时完成墩台拓宽工作。
2.分析拓宽墩台与旧墩台相互关联与不关联等问题
2.1拓宽墩台与旧墩台相互关联
当一字式混凝土桥台需要拓宽时可以选用拓宽墩台与旧墩台相互关联的模式。这种模式将新旧桥台基础、台身、盖梁等相互关联起来,并在此基础上开凿出用以联结的台阶,用锚筋将各部分关联起来。另外,当旧墩台需要加长盖梁时也可以选用拓宽墩台与旧墩台相互关联的形式。
2.2拓宽墩台与旧墩台不关联
一般而言,新旧墩台在垂直方向上是不能够重叠在一起的,不管是桥台的基础、墩台还是盖梁间都应该设置一道自上而下的垂直式的沉降缝,防止由于不均衡的沉降而使新旧墩台相互干扰。
3.讨论在旧墩台基础上改建新墩台的问题
在改建拓宽墩台的时候,通常会遇到以下两种情况:其一是拆除桥为桩基础,用桩基础来拓宽新桥,但往往因为旧桥拆除不便等原因而加大工作难度,造成桥梁实际承载力下降;其二是用浅基础来拓宽新桥,其主要方案为桩基与浅基础不接触或桩基与浅基础共同受力,前者需要使桩基完全脱离桩基础,才能确保明确受力,后者可以让原桩基与新承台共同受力,共同分担负荷。以上两种情况都有各自的优劣势,在具体运作过程中,需要结合实际情况而定。
4.分析新墩台施工过程中对旧墩台的影响
4.1采用打桩基础
如果选用打入方式进行沉桩,打桩带来的震动感会严重影响周边的旧基础形式,使其发生上抬、侧移、弯曲等问题,在实际操作中要特别注意打桩的速率等。
4.2采用明挖施工
在拓宽墩台时要注意新墩台基坑的开挖深度,避免发生严重的坍塌事件。当要拆除部分旧墩台是,应该保留稳定的部分。同时应该限制基坑进水,防止基土软化。
三、结束语
在设计公路旧桥拓宽工程时,不仅要考虑拓宽部分的实际情况,还要分析旧桥原有的基础,用发展的眼光进性设计规划,在多方比较之后,才能确定最大的拓宽方案。同时,也应该合理控制工程的成本等因素,利用有限的投入,创造最大的价值。
参考文献:
[1]余常俊. 高速公路拓宽工程梁板纵向拼接缝的处理[J]. 公路. 2003(06)
[2]厉兰伯,孟广文. 公路旧桥拓宽设计下部结构联结形式及影响浅析[J]. 交通世界. 2004(06)
关键词:公路旧桥扩宽 设计 问题分析
中图分类号:TP391.72 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)29-123-01
随着经济、社会的不断发展,我国对对交通设施的要求也在逐步提高。过去公路旧桥的设计本身就不符合公路设计等级的要求,再加上交通量的逐渐提高,越来越显示出其极大的不适应性了。现阶段,公路旧桥拓宽设计已经成为了我国公路运输线上的瓶颈了,桥面急需得到技术改造和处理。本文认为,目前我国公路旧桥设计最大的难点就在于如何确实旧桥与扩宽部分的结合联结方式。同时,也应该密切关注两者联结方式对桥本身受力的影响。
一、对旧桥与扩宽部分上端结构联结方式的分析及其影响状况
现阶段,在处理公路旧桥扩宽过程中,最关键的部分便是如何选择正确的旧桥与扩宽部分上部结构的联结方式和其对结构的影响程度。因此,只要解决了这个问题,那么对旧桥扩宽的设计就成功了一大半。
1.对旧桥与拓宽部分上部结构不联结方式的分析
旧桥与拓宽部分上部结构采用横向联结方式进行联结有利于增加桥梁的整体受力程度。但存在以下三种情况时,一般不能采用旧桥与拓宽部分上部结构联结的方式进行处理。
(1)布设的纵向形式的管线较多,采用旧桥与拓宽部分上部结构联结方式处理很难进行。
(2)为了刚好的保持公路上快、慢车道的划分,桥面也应该设置相应的快车道与慢车道,并用分隔带进行分离,而旧桥与拓宽部分上部结构拼接正好位于隔离带位置,不易采用联结方式。
(3) 旧桥与拓宽部分上部结构的形式或跨度不一致,为避免在联结时发生断裂,不宜采用联结结构。
2.对旧桥与拓宽部分上部结构联结方式的分析
新旧梁板横向联结设置不当或施工技术不成熟等问题很容易使桥梁在运行中发生意外,进而影响桥梁的整体荷载程度,使主梁产生病害。因此,在采取联结方式进行桥面拓宽设计时,应该加强其横向的联系。梁板式桥梁新旧横向联结一般采用在新旧梁间布置横向联系或加强混凝土铺装的形式。
2.1在新旧梁间布置横向联系
第一,在新旧T梁之间要布置横隔梁与顶横向联系的钢筋。如果均匀横向铰接T梁,联结横隔梁与旧桥横隔梁位置应该对应。第二,在预制板梁间布置横向联系钢筋与企业凝土铰时,要用“中板”来替换拼接处的旧桥“边板”,但在新旧桥梁联结处依旧可用横向联系的钢筋或凝土铰来进行联结。因为施工面比较狭小,且具有一定的隐蔽性,给施工带来了极大的难度,使得施工的质量难以得到确切的保证。第三,在对旧桥进行拓宽是,要采用标准宽度的预制板梁。当旧桥边梁间存在宽度不足的拼接缝隙时,切忌用小梁来进行填补。依据铰接板的原理,应该用不等截面的铰接板来对横向荷载进行分配统计。其具体受力情况定性如下:小梁宽度越小,其刚度也就越小,横向联结传递的重量就会越大。一旦与旧桥接缝处的横向联结措施强度不够时,桥面全部重量将全部集中于小梁上,新旧梁的接缝处就很容易发生破坏等情况,使得横向荷载分配无法正常进行。当小梁受力进一步增大时,桥面极易在接缝处出现裂痕,为桥梁的安全性埋下了隐患。
2.2加强混凝土铺装层
加强混凝土铺装层主要是指对旧桥混凝土桥面铺装层进行加厚处理,并加上钢筋网。同时,还应该保证混凝土铺装层与梁体混凝土的联结能够保持一个整体性。利用加强混凝土铺装层措施,既可以保证整个桥梁横向的整体性,大大改善桥梁横向荷载分配水平,也能在很大程度上提高旧桥的实际载重水平。一般而言,在公路旧桥拓宽设计中,我们可以采取以下几种处理形式。
(1)在处理原桥面铺装层质量不佳、损坏严重或梁体混凝土联结不良的桥面时,可以先去除就桥面原有的混凝土铺装层,并在旧桥与扩宽部分上重现浇灌一层铺装层,用钢筋网进行进一步稳定。
(2)在处理原桥面铺装层质量良好、梁体混凝土联结状况较好的桥面时,可以保留就桥面原有的铺装层,将其上层的沥青彻底清除干净,并将其弄成锯齿状,然后再浇筑一层铺装层进行加固。
(3)在处理大小梁拼接或整体板与预制板拼接设计时,应该对旧梁顶或桥面铺装层顶面进行钻孔,在灌注环氧树脂之后,将锚筋插入其中,并在上下新旧混凝土之间或新旧梁接缝处用钢筋网焊接完整。
二、分析拓宽墩台与旧墩台之间的关系和影响
对公路旧桥桥面的拓宽通常需要将墩台也予以一并拓宽。那么在实际设计工程中,如何处理好新旧墩台之间的关系是设计者必须考虑的问题。
1.分析拓宽墩台的结构
(1)新拓宽的墩台的结构应该与旧墩臺保持外形上的一致性、协调性。例如,在建造新墩台时,可以依据柱式墩与桩柱式墩相配合的原则或采用完全一致的结构。同时对一字翼墙桥台依旧可以用一字翼墙桥台来进行拓宽。
(2)在选用基础型式墩台结构时,应该充分考虑施工过程对旧墩台的影响。若有条件,应该避免选择这种模式,而是采用钻孔灌注桩基础。如果旧墩台的基底较高的话,还可以选用浅埋式的模式来进行建造。
(3)当所需要拓宽的墩台宽度不大、双桩桩距不够时,可以选择以钻孔灌注桩为基础的独柱结构。这种结构模式具有经济、方便的优势,有利于及时完成墩台拓宽工作。
2.分析拓宽墩台与旧墩台相互关联与不关联等问题
2.1拓宽墩台与旧墩台相互关联
当一字式混凝土桥台需要拓宽时可以选用拓宽墩台与旧墩台相互关联的模式。这种模式将新旧桥台基础、台身、盖梁等相互关联起来,并在此基础上开凿出用以联结的台阶,用锚筋将各部分关联起来。另外,当旧墩台需要加长盖梁时也可以选用拓宽墩台与旧墩台相互关联的形式。
2.2拓宽墩台与旧墩台不关联
一般而言,新旧墩台在垂直方向上是不能够重叠在一起的,不管是桥台的基础、墩台还是盖梁间都应该设置一道自上而下的垂直式的沉降缝,防止由于不均衡的沉降而使新旧墩台相互干扰。
3.讨论在旧墩台基础上改建新墩台的问题
在改建拓宽墩台的时候,通常会遇到以下两种情况:其一是拆除桥为桩基础,用桩基础来拓宽新桥,但往往因为旧桥拆除不便等原因而加大工作难度,造成桥梁实际承载力下降;其二是用浅基础来拓宽新桥,其主要方案为桩基与浅基础不接触或桩基与浅基础共同受力,前者需要使桩基完全脱离桩基础,才能确保明确受力,后者可以让原桩基与新承台共同受力,共同分担负荷。以上两种情况都有各自的优劣势,在具体运作过程中,需要结合实际情况而定。
4.分析新墩台施工过程中对旧墩台的影响
4.1采用打桩基础
如果选用打入方式进行沉桩,打桩带来的震动感会严重影响周边的旧基础形式,使其发生上抬、侧移、弯曲等问题,在实际操作中要特别注意打桩的速率等。
4.2采用明挖施工
在拓宽墩台时要注意新墩台基坑的开挖深度,避免发生严重的坍塌事件。当要拆除部分旧墩台是,应该保留稳定的部分。同时应该限制基坑进水,防止基土软化。
三、结束语
在设计公路旧桥拓宽工程时,不仅要考虑拓宽部分的实际情况,还要分析旧桥原有的基础,用发展的眼光进性设计规划,在多方比较之后,才能确定最大的拓宽方案。同时,也应该合理控制工程的成本等因素,利用有限的投入,创造最大的价值。
参考文献:
[1]余常俊. 高速公路拓宽工程梁板纵向拼接缝的处理[J]. 公路. 2003(06)
[2]厉兰伯,孟广文. 公路旧桥拓宽设计下部结构联结形式及影响浅析[J]. 交通世界. 2004(06)