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市政道路桥梁结构设计方法

学术杂志网   |   2020-09-12

摘要:近几年来,我国经济水平增长迅猛,社会整体呈现出一个积极向上的发展态势。社会经济体的整体提高也成功带动了市政道路建设的发展。其中关于桥梁的施工建设一直被作为是业内的重点工程。如何保障桥梁工程的质量也成为了市政道路建设的重点研究方向。在桥梁工程设计与施工过程中,各管理与施工部门要将重点放在工程质量安全上。研究出一套完整有效的桥梁加固设计方案,并投入到工程建设中。本文结合实际案例,市政道路中桥梁工程加固设计方法展开了研究与探讨。

关键词:市政道路;桥梁;加固设计;探讨

桥梁工程对于一个城市的样貌规划与交通规划来说都是十分重要的。主要表现在:桥梁连接了四通八达,交错复杂的公路,有些甚至成为了连接两个城市之间的唯一路径,极大的方便了交通的进行和不同地方之间的交流与沟通。同时,规整漂亮的桥梁建设也优化了市容市貌,将整个城市的良好面貌状态展现给人们。所以,一个优秀的桥梁工程对于整个城市的发展来说都是极为重要的。但是,就目前桥梁建设工程而言,仍然存在着许多的问题和弊端。有些桥梁的质量问题甚至对当地的人们造成了财产与安全问题。所以为了保障桥梁的实际质量与使用寿命,桥梁加固就显得十分重要。对此,相关工作人员应就桥梁加固这一问题进行详细的设计与研究,采取有效的工程方法对其进行加固。以此来提高桥梁工程的质量,保证人们的财产与人身安全。

1案例分析

某市政道路桥梁改造工程运行过程中,主要进行主干道桥梁加固改造项目,项目位于东坪大道附近,桥梁全长66.0m,桥梁上部结构主要采用的是,基本运行方式是现浇钢筋混凝土连续箱形梁,桥梁的下部结构应用了柱式墩和柱式台,主要是钻孔灌注桩基础。另外,该桥平面结构位于的圆曲线上,其中,4%的超高横坡是桥面上的关键结构,纵面位于的竖曲线上。桥梁整体结构分为左右两幅,并进行分区设置,单幅桥箱梁宽16.7米,梁高1.3米。

2市政道路桥梁加固的基本原则

近些年来,随着工程技术水平的提高以及我国整体经济基础的带动下,桥梁工程建设也日新月异的变化着。但无论技术水平怎样提高,结构设置怎样变化,我们还是应将桥梁结构的稳定与安全作为首要。对此,为了保证整个桥梁建设的工程质量,提高桥梁使用的整体寿命,我们进行桥梁加固这一必要举措。同时严格按照市政道路桥梁加固的基本原则来进行加固。桥梁加固原则具体包括以下几个方面。首先无论是任何建筑工程的开始,我们都应该对工程现场进行事先的勘测与了解。桥梁加固工程当然也是一样,只有对现场进行了有效的了解,我们才能根据它的基本情况来设计加固方案,切不可省略对现场的勘查工作。在结束勘察工作后,下一原则则是设计加固方案,但我们应注意的是在进行方案设计时一定要考虑各种情况的产生,包括对技术水平和费用的经济性进行考量,在种种问题的考量下选择最优的设计方案。还有一点重要的原则是,我们是对原有桥梁工程进行加固,而不是设计改变一个全新的桥梁结构。所以我们应该在保证工程质量的前提下少去改变原有的桥梁结构,以免影响到原有的工程设计,尽量减少对桥梁整体结构的破坏。

3市政路桥的常见病害问题

3.1混凝土碳化及钢筋锈蚀

混凝土碳化和钢筋腐蚀是市政路桥最常见的问题之一。一般是在施工时,空气里的二氧化碳渗透到混凝土中并且与其中的碱性物质发生化学反应,从而使混凝土中的碱性降低,甚至出现了碳化现象。同时混凝土结构中的钢筋出现锈蚀,钢筋的锈蚀导致其有效面积减小和体积增大,从而使得混凝土膨胀、剥落。并且钢筋和混凝土的承载力以及它们之间的握裹力降低,使得市政路面出现裂缝甚至桥面断裂,不仅会影响路桥正常的交通运输,甚至还会造成交通系统的瘫痪,带来严重的经济损失。

3.2裂缝问题

大多数市政路桥项目由于超载运行、环境温度变化大、混凝土收缩徐变以及年久失修等原因存在不同程度的裂缝,进而影响到它们的承载能力甚至服务寿命,同时给交通带来严重的安全风险,给经济造成不可估量的破坏。因此应该正确对待市政路桥的裂缝问题,定期进行巡检,一旦发现裂缝,及时进行原因分析、对症下药,并采取有效的、针对性的补救措施,以阻止裂缝的进一步发展,保障市政路桥的承载能力,进而延长它们的寿命,如图1所示。

3.3失稳危害

由于超载运行,桥梁局部偏载过大,桥梁设计存在缺陷等多种因素的影响之下,单一支撑的桥夸体系容易发生失稳垮塌,所以在桥梁设计中,不仅要考虑结构的强度问题,更要考虑稳定问题。而且,桥梁失稳危害非常大,失稳之前其变形一般非常小,而失稳发生时,几何形状会迅速改变,结构物快速丧失抵抗能力,桥梁即发生坍塌。

4市政道路桥梁结构设计加固方法

4.1市政道路桥梁结构设计加固方法之上部结构改造

(1)截面加固法我们这里所讲的横截面加固法是指通过增大桥梁的截面来到达桥梁加固的目的。对于某些已建桥梁来说,由于其受力的横截面面积较小,或者桥梁内部的支撑钢筋数量较小无法稳定的承受住较大的受力,而导致桥梁的整体承重能力较差。所以,我们在这里采用增大桥梁截面的宽度,厚度和面积来增大整体的受力面。同时,增加桥梁内部钢筋数目,来稳定住桥梁的整体结构,以此来达到加固目的。具体的操作方法是:把桥梁截面的下缘加大加宽,同时凿开原本桥梁内部的保护层,增加支撑钢筋的数目,并将新加的钢筋材料与原有的钢筋进行有效的捆定与连接,最后填充恢复破坏的保护层。以此来通过增加受力截面和受力钢筋的方法,达到桥梁加固的目的。(2)粘贴加固法我们这里所使用的粘贴加固法是将加固材料粘贴在那些易于弯曲,拉变的区域结构上。由于这些区域在桥梁整体结构属于稳定性与坚实性较差的区域,所以我们通过加强这些区域结构的厚实度来提高其稳定性。这里所使用的粘贴材料是建筑工程中常见建筑结构胶和环氧树脂,它们能够良好的将受力钢筋粘贴在所需的部分,让钢筋来加强受力区域的整体稳定性。粘贴加固法不仅能够通过简单的粘贴方法来达到加固目的,同时它所消耗的材料较少,工作的区域范围较小,不会很大程度的影响桥梁的整体外观结构。但是由于其技术水平较高,操作实施起来需要严谨认真。(3)纵梁加固法纵梁加固法主要是对桥梁结构中的墩台地基处进行加固处理。具体操作方法为:为桥梁增设一些新的纵梁结构来分担承重与受力。主要是对原有的纵梁设计与新增的纵梁结构进行有效的连接,来保证二者形成一个新的受力整体。增大承重性的同时,减少了桥梁单位面积的荷载力,提高了桥梁的受力稳定性,也对桥梁进行了加宽处理,优化了整体的受力结构。(4)拱肋加固法拱肋加固法适用于各种情况下的桥梁加固。它主要是通过为桥梁增加新的拱肋,使其与原有的拱肋,拱板和拱波相结合形成一个新的受力体。新形成的受力体相比原来而言有了更好的稳定性。由于加固位置处于拱圈处,所以桥梁的横向承重力大大增加,内部刚性有了极大的提高。不仅可以更好的抵抗桥梁下方水流的冲击,也加大了结构坚实程度,防止桥梁轻易破损,碎裂。而且这种加固方法施工简单,工程效率高。

4.2市政道路桥梁结构设计加固方法之下部结构改造

在对上部进行综合处理后,也要对下部结构进行综合分析和集中处理。第一,可利用扩大基础加固机制。主要是针对基础承载力并不稳定的旧建筑,利用有效的处理机制进行整合和集中加固,一般而言,旧道路桥梁会出现承载力不足以及埋深较浅的问题,或者是墩台利用砖石,也有一些工程项目中,墩台利用的是钢筋较差的实体式混凝土,都会导致其实际处理情况不符合具体情况。需要技术人员结合管理要求进行综合分析,并且积极应用管理稳定性,扩大基础底面积,并对地基强度进行集中验算。第二,可利用增补桩基加固机制。主要是针对发生坍塌的墩台进行综合处理和集中管控,当其发生沉陷问题,或者是桩基的深度较低,都需要提高桩基的有效性,要对增补桩进行系统化处理,利用集中加固的方式,能有效提升其整体效果,保证管理效果和控制要求之间的贴合度。第三,可利用钢筋混凝土套箍或护套加固机制。利用套箍或护套加固方式,主要是针对梁墩台效果并不好的道路桥梁建筑,由于基础的埋深并不深,就会导致昂钢筋混凝土围带以及钢箍结构出现问题,因此,在实际加固机制建立过程中,主要是针对深度和加固问题进行综合分析,确保管理效果和应用模型能有效升级,提高整体运行效果。

5结束语

在经济基础的带动下,我国社会高速发展。城市道路整体结构越来越显现出先进化。而桥梁结构作为市政道路结构的重要组成部分,起到了交通连接的重要作用。为了更好的让桥梁建设适用于城市的交通结构中,我们不仅应大力发展它的结构多样化,更应该将主要重点放在它的安全与质量上。对此,我们应严格遵循桥梁施工的准则,同时做好后期的加固与稳定工作,让桥梁工程更好的发挥其在城市道路中的作用。

参考文献

[1]窦广陵.关于市政道路桥梁加固设计方法探讨[J].海峡科技与产业,2018(03):43-44.

[2]曾庆霞.市政道路桥梁加固设计方法探讨[J].建材与装饰,2017(47):230-231.

作者:唐仁伟 单位:浙江西城工程设计有限公司海南分公司

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