大桥扩建

大桥扩建（精选4篇）

大桥扩建 篇1

1 概况

沈阳绕城高速公路1995年建成通车, 位于沈阳市主城区的外围, 路线起点位于沈阳市西侧的北李官互通立交, 路线经北环、东环、南环、西环, 终点回到起点闭合成环, 路线全长81.872km。

沈阳绕城高速公路自通车以来交通量增长较快 (年均增长率为8.65%) 。沈阳绕城高速公路交通量预测结果表明, 到2033年沈阳绕城高速公路全线交通量将达到75665辆小客车/日, 将远远超过四车道高速公路通行能力的上限, 如不进行加宽改造, 将会严重影响沈阳绕城高速公路功能的发挥。因此, 在交通量尚未达到饱和的状态下, 不失时机地预先对沈阳绕城高速公路进行改扩建, 对于减轻交通压力、保障道路交通的安全、畅通、优化沈阳城市交通体系结构具有重要意义。

东陵大桥是沈阳绕城高速公路跨越浑河的桥梁, 位于东陵互通式立交区内。原桥左幅为17~22.2m、右幅为18~22.2m的装配式预应力混凝土简支T梁, 是沈阳绕城高速公路东南环改扩建中的控制性工程。

2 桥梁改扩建设计方案

东陵大桥结构本身较为简单, 但它处于东陵互通式立交区, 左右幅均部分处于变宽段, 且原桥左右幅建设年代相差20年, 设计标准也不相同, 左幅桥梁下部基础还进行过两次加固, 情况较为复杂。所以本桥在设计之初就对改扩建方案进行了多次的研究、探讨, 在确保结构安全的情况下, “尽量利用现有桥梁, 灵活运用规范”。

2.1 桥梁改扩建设计原则

(1) 总体原则为“旧桥旧规范、新桥新规范”, 即:新建桥梁满足《公路工程技术标准》 (JTG B01—2003) 系列规范的要求。利用的既有桥梁部分, 满足《公路工程技术标准》 (JTJ 001—97) 系列规范的要求。

新旧结合桥梁, 新建部分的受力及构造应满足《公路工程技术标准》 (JTG B01—2003) 系列规范要求。

(2) 加宽桥梁的桥跨布置、结构形式与原桥相同, 伸缩缝位置与原桥对齐, 以利于新旧桥梁的拼接。

(3) 新旧桥梁采用“上部构造与下部构造均连接”的拼接方式。

2.2 桥梁改扩建设计方案

(1) 桥跨布置

原桥左幅为17~22.2m、右幅为18~22.2m, 0号桥台对齐。原桥左幅17号桥台处, 地形伸入河中, 根据水利部门要求, 左幅增加一孔, 两桥台对齐, 增加浑河的行洪断面。

(2) 上部结构

原桥左幅为1974年设计的沈阳~抚顺南线公路的跨浑河桥梁, 1994年沈阳绕城高速公路设计时, 把该桥做为东陵大桥的左幅利用。由于左幅当时设计荷载标准较低, 且经过近40年的运营, 已经不能满足目前规范的设计强度要求, 故左幅上部结构全部拆除重建。

右幅为1994年建设的桥梁, 经过检测及按照原规范荷载:汽车—超20级、挂车—120, 进行正常使用极限状态、承载能力极限状态等各项指标的计算, 满足设计要求, 故确定右幅上部构造进行改造利用。由于立交变化的影响, 右幅第1~3孔进入了超高渐变段, 施工中需要对第1、2孔T梁进行吊摘, 超高由垫石完成后, 再重新安装, 设计中要求对吊摘后的T梁进行外观的检查, 对于损伤严重影响使用的, 废弃新建。

左幅第1~8孔为变宽, 第7、8孔宽度变化较小, 正常路基宽度桥孔上部均为9片T梁, 为尽量增加桥梁耐久性及行车的舒适性, 设计第7~18孔采用先简支后结构连续, 其余桥孔采用先简支后桥面连续。

(3) 下部结构

左幅桥梁于2000年曾对4~12号桥墩下部进行加固, 将原桩柱式桥墩下增设加2m高的承台, 每个承台下增加两根嵌岩桩基础。查阅设计文件, 承台下缘每延米仅配置了5Φ22的钢筋, 根据新规范验算, 不满足系杆抗拉承载力的要求, 故设计中将左幅承台全部拆除重建, 桩基部分要求上部拆除后对桩基长度及承载力进行检测, 满足新的设计要求后, 再利用。

右幅桥墩盖粱采用与原桥盖粱钢筋焊接或增加植筋方式使新、旧盖粱形成刚性连接。凿除原桥盖粱端部, 保留原桥的受力主筋及端部的斜筋, 根据整体盖粱计算结果, 主筋及斜筋不够的进行植筋, 使之满足设计要求。

加宽后的桥梁下部就形成整体, 共同受力, 消除新、旧桥梁在各种荷载作用下产生的变形差异, 同时减小了上部结构拼接处因基础不均匀沉降产生的附加应力。从而使加宽后的桥面更加平顺, 行车的安全性与舒适性也得到更大提高。

(4) 设计荷载

左幅及右幅加宽设计荷载采用公路-Ⅰ级, 右幅原桥设计荷载采用汽车—超20级、挂车—120。

全线要求特载—480通行, 特殊困难路段应保证半幅可通行特载。

特载—480的荷载布置见图1。

根据特载验算, 确定特载车辆仅在左幅3、4车道通过, 其余车道禁止通行。

3 影响T梁拼接质量的因素及处理措施

桥梁采用上部构造与下部构造均连接的拼接方式。影响结构拼接的主要因素有:

(1) 由于新建T梁预应力张拉时主梁跨中形成弹性上拱, 旧T梁在汽车活载及二期恒载的作用下上拱基本消失, 从而形成新旧T梁上拱度不同的影响;

(2) 新旧上部T梁的收缩、徐变差的影响;

(3) 桥墩下部基础不均匀沉降的影响。

设计中主要采取的措施:

(1) 新旧T梁横隔板、湿接缝刚性连接施工时, 新建T梁上部可采取压重的方式抵消上拱值, 施工时应注意观察, 并对压重经过计算, 避免对结构产生损伤。

(2) 新旧T梁的收缩、徐变差的影响, 主要通过推迟拼接时间, 使新建T梁的收缩、徐变大部分在新桥上部结构内完成, 以减小相互影响, 从而改善结构的受力。考虑到施工工期以及高速公路尽早通车的要求, 拼接延迟时间可以控制在6个月左右。

(3) 为减小大桥下部基础不均匀沉降的影响, 根据地质情况, 桥梁采用了嵌岩桩, 要求桩底沉渣厚度不大于3cm。桩柱施工完成后, 根据工期要求一定的等待期, 使桩基完成自沉降, 尽量减少盖梁刚接产生的不利附加应力。

4 原桥T梁的改造

4.1 T梁翼缘、横隔板连接形式的改造

原桥T梁翼缘、横隔板均采用钢板焊接的形式。经过多年运营, 部分钢板已经开始锈蚀, 连接效果较差, 本次设计将钢板连接改造为湿接缝连接。原T梁翼缘长每侧0.8m, 将翼缘端部长度凿除0.3m, 使湿接缝厚度达到0.2m, 保留原有钢筋。新增的2号钢筋之间在湿接缝底面采用单面焊接, 焊缝长度不小于10倍钢筋直径, 并要求2号钢筋在顶面长度超过T梁中心, 以加强湿接缝的连接。改造方式如图2。

横隔板同样也是每侧凿除0.3m, 保留原有钢筋, 新增钢筋与原钢筋焊接。

4.2 T梁桥面连续的改造

由于右幅第1、2、18孔桥梁主梁需要临时摘除重新安装, 第1、17号墩顶的桥面连续被破坏。本次设计在1、17号墩顶连续处将梁端凿除0.3m宽, 0.1m深的槽口, 重新布设连续钢筋。1号钢筋采用环氧树脂涂层成品钢筋, 两端平面焊接在T梁预制行车道板内纵向钢筋上。墩顶槽口如图3。

为防止桥面连续结构在负弯矩区出现反射裂缝, 在桥墩中心线两侧各0.5m长度区域内的水泥混凝土铺装和沥青混凝土铺装层间结合面上铺贴SBS防水卷材。

4.3 伸缩缝处T梁端部的改造

桥梁采用80型伸缩缝, 伸缩装置的锚固件置于桥面铺装层中, 与主梁连接的部分较少, 而且力的分布不容易传递。当桥面板受到汽车荷载作用时, 因翼板较薄, 横向联系较弱, 导致桥面板反复变形过大, 所以梁端是桥梁结构最易遭到破坏而又较难修复的部位。

设计中将设置伸缩缝处的T梁梁端凿除部分混凝土, 沿横桥向设置0.5m×0.5m的梁端加厚块, 增大梁端的刚度。

4.4 T梁其它病害的处理

(1) T梁表面渗水白化现象较为普遍, 是桥梁上部结构的通病。混凝土白化主要是雨水与混凝土裂缝处氧化钙成分发生化学反应生成氢氧化钙, 溶解水后沿裂缝渗出。主要采取清除白化、腐蚀的混凝土, 并对外露钢筋进行除锈, 最后采用涂抹聚合物砂浆处理。

(2) T梁的纵向和横向裂缝, 对于小于0.15mm的裂缝采用涂抹环氧树脂胶处理;对于大于或等于0.15mm的裂缝应采用环氧树脂胶灌注, 再粘贴碳纤维布。

5 结语

桥梁的改扩建设计是高速公路改扩建工程中的技术重点与难点。设计中不但要“尽量利用现有桥梁, 灵活运用规范”, 还要注重对原有结构进行合理的改造, 增强结构的耐久性, 以提高改建后整个桥梁的使用寿命与使用质量。随着高速公路改扩建工程的增多, 希望本文能对桥梁改扩建方案的决策提供一些借鉴。

参考文献

[1]沈阳绕城高速公路改扩建工程两阶段施工图设计[R].辽宁省交通规划设计院, 2010.

[2]罗火生.佛开高速公路改扩建工程总体扩建方案研究[J].公路, 2012 (2) .

[3]JTG D62-2004, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

盘锦大桥改扩建工程简述 篇2

盘锦市营盘线盘锦大桥改扩建工程桩号范围K1+560～K3+390.5m,含盘锦大桥、K3+242.44分离式立交两座构造物及相应引道,全长1830.5m。营盘线盘锦大桥改扩建工程是在原营盘线的基础上加宽改造,桥梁加宽采用在原桥的东侧新建一幅桥梁,桥台处与原桥顺接。

盘锦大桥中心桩号K2+419.53,交角90°,跨径组合采用30×30m,采用预应力混凝土先简支后结构连续T梁。

2 设计标准

(1)设计荷载:

公路-Ⅰ级

(2)人群荷载:

3.5kN/m2

(3)桥面宽度布置:

0.45(栏杆)+3.05(人行道)+15(行车道净宽)+0.5(防撞墙)=19.00m

(4)设计安全等级:

二级

(5)环境类别:

Ⅱ类(滨海环境)

(6)地震动峰值加速度:

0.10g

3 桥梁总体设置和布置

本工程为改扩建工程,在原盘锦大桥东侧新建一幅新桥,新建盘锦大桥处于直线上,行车道桥面横坡为双向1.5%(中间高两侧低),人行道桥面横坡为1%(外高内低)。

4 桥梁上下部结构和附属结构

4.1 上部结构

(1)T梁部分:

新建盘锦大桥30mT梁一幅布置8片梁,梁间距2.4m,梁高2.0m,桥面板厚度16cm,跨中梁肋宽度20cm,纵向采用108cm厚的湿接缝形成结构连续。

(2)空心板桥部分:

本项目采用的20m、16m空心板均为装配式先张预应力混凝土简支空心板,桥面连续,三种跨径采用统一的板高90cm。

4.2 下部结构

柱式墩,肋板台(大桥及分离式立交),基础均采用钻孔灌注桩基础。

4.3 桥面铺装

T梁桥面设8cm C50水泥混凝土铺装、5cm沥青混凝土铺装;空心板顶设10cm C50水泥混凝土铺装、5cm沥青混凝土铺装。沥青混凝土与水泥混凝土之间设防水层。

4.4 支座

30mT梁采用GJZ500×500×130mm及GJZF4350×400×101mm板式橡胶支座,空心板采用GYZ250×63mm圆板式橡胶支座。选用的支座应满足国家交通行业标准《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》(JT/T 663-2006)的相关技术指标要求。

4.5 伸缩缝

本桥伸缩缝按80型及160型模数式伸缩缝设计。伸缩缝预留槽内浇注C50聚丙烯纤维混凝土。

5 结构耐久性设计要求

(1)参照交通部部颁标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)有关条款,本桥处于Ⅱ类环境地区,设计均按Ⅱ类环境有关要求执行。

(2)提高承台混凝土标号,采用C30混凝土。

(3)本桥位于Ⅱ类环境地区,结构混凝土最大水灰比0.50,最小水泥用量300kg/m3(预应力构件最小水泥用量350kg/m3),最大氯离子含量0.06%,最大碱含量1.8kg/m3。

(4)桥面铺装、伸缩缝预留槽口后浇混凝土和预应力管道注浆中掺加微硅粉,其含量是20.0kg/m3。产品的化学组成和物理性质规定如下:

①化学成分

SiO2≥90%,H2O≤2.0%,LOI(烧矢量)≤5.0%。

②物理性质

大于45μm(45μm筛余)≤5.0%;松散容重300～400 kg/m3。

6 施工要点

6.1 上部结构

新桥施工前,先将旧桥的东侧人行道及防护栏拆除,准确测量旧桥东侧边T梁翼缘的坐标位置,核查是否与新建桥梁的翼缘有干扰,如无干扰可正常进行施工。

浇注T梁混凝土前,应严格检查伸缩缝、护栏、泄水管、支座等附属设施的预埋件是否齐全,确定无误后方能浇注。施工时,应保证预应力管道及钢筋位置准确。梁端2m范围的混凝土,特别是锚下混凝土局部应力大,钢筋密集,应充分振捣,严格控制其质量。

为了防止预制梁上拱过大,预制梁与桥面现浇层由于龄期差别而产生过大收缩差,存梁期不超过90d;若累计上拱值超过计算值10mm,应采取控制措施。预制梁应设置向下的二次抛物线反拱。施工单位可根据工地的具体情况(如存梁期、混凝土配合比、材料特性及施工期间气候等)以及经验设置反拱。反拱值的设置原则是使梁体在二期恒载施加前上拱度不超过20mm,桥梁施工完成后桥梁不出现下挠。预制梁设置反拱时,预应力管道也同时设置反拱。

为防止同跨及相邻桥跨预制梁之间高差过大,同一跨桥各预制梁的存梁时间应基本一致,相邻跨预制梁的存梁时间亦应相近。

T梁预应力管道的位置必须严格按设计图提供的坐标定位并用定位钢筋固定,定位钢筋与T梁腹板箍筋点焊连接,严防错位和管道下垂,如果管道与钢筋发生碰撞,应保证管道位置不变而适当挪动普通钢筋位置。浇注前应检查波纹管是否密实,防止浇注混凝土时阻塞管道。

预制T梁预应力束必须待混凝土立方体强度达到混凝土强度设计等级的90%后,且混凝土龄期不小于7d,方可张拉。

结构连续一联上部结构施工顺序:T梁预制→架梁,浇筑翼缘板、横隔板湿接缝→浇筑墩顶现浇连续段,张拉中间墩墩顶T梁负弯矩钢束→形成连续体系→浇注桥面现浇层混凝土→安装护栏,浇注沥青混凝土铺装、安装附属设施→成桥。

预制梁采用设吊孔穿束兜梁底的吊装方法。预制梁运输、起吊过程中,应注意保持梁体的横向稳定,预制梁架设后应采取有效措施加强横向临时支撑,并及时连接现浇连续段连接钢筋和翼缘板、横隔梁接缝钢筋等,以增加梁体的稳定性和整体性。

预制梁如采用架桥机架设,必须在预制梁之间的横隔梁和翼缘板湿接缝混凝土浇注并达到混凝土强度设计等级的90%后,同时采取压力扩散措施,方可在其上运梁。架桥机在桥上行驶时,必须根据架桥机型号对T梁进行施工荷载验算,验算通过后方可施工。

待墩顶现浇连续段混凝土立方体强度达到混凝土强度设计等级的90%后,方可张拉连续负弯矩钢束。

6.2 下部结构

施工单位应采用可靠而精确的方法对桥梁基础及各桩位坐标准确放样,如桩位坐标与现场地物相互干扰,应及时与设计单位联系,以避免不必要的损失。

本桥在双台子河范围内及施工期间处于水中的桥墩,设计上考虑采用筑岛围堰围水施工,施工单位也可根据自身经验及设备选择其它的围堰方案,但必须保证施工安全。同时,施工围堰及钻孔桩期间,钻孔桩施工用水泥浆不得排入双台子河内,并采取其它可靠措施保证不污染河水。

(1)钻孔灌注桩基础:

桥桩基宜根据地质情况选择合适的成孔设备。各桥墩及桥台桩基础终孔原则上按各桥墩及桥台构造图要求伸入桩尖标高所在地质层中。由于本桥位处地质情况较差,请有关部门和施工单位施工时应逐个桩基础对照地质勘察图纸并结合实际钻孔情况判断地质情况,如与设计不符,应及时通知设计单位。

灌注桩基础钻孔完成后应严格清孔,沉渣厚度不应大于15cm,避免桩尖沉渣使桩基础产生沉降,可采取导管二次清孔。

如果施工过程中发现地质资料与实际情况不符,请与设计单位联系,以便及时处理。施工前应对墩台位置的实际地形与设计图纸进行对比,如有不同时请及时通知设计单位。

(2)承台:

施工单位浇注承台混凝土时应适当采取措施降低混凝土的水化热。承台全部采用C30混凝土浇注,承台内部绝对禁止抛填片石和块石。施工承台时应注意墩身钢筋的预埋,预埋时应保证钢筋定位准确。

(3)桥墩墩身:

墩身主筋及桩基竖向受力主筋机械接头采用套筒挤压接头(直径≥25mm的钢筋),其技术性能应符合JGJ108《钢筋机械连接通用技术规程》的规定。

(4)台后填筑:

台后应采用砂砾进行填筑,压实度要求在98%以上,内摩擦角不小于35°,台后填筑不得破坏大坝。填筑范围为从肋板台后2m的地面向后向上,以不陡于1∶1的坡度延伸至路基顶面,同时应保证换填范围延伸至搭板末端外不小于2m。

本桥跨越多条地下管线,施工前结合有关文件对管线进行详细调查,确定具体位置,以免施工造成损失。

7 本桥难点与体会

(1)难点

本工程为盘锦市营盘线盘锦大桥改扩建工程,旧桥桥位处地形复杂。为了满足河道泄洪要求,桥面采用单侧加宽,单幅双向横坡的形式增加桥下净空。旧桥采用1985旧规范,加宽部分采用2004新规范。新旧规范不统一,设计需考虑满足新规范的同时又要满足桥下泄洪要求。设计时采用左右幅桥梁不等高的结构形式。为了弥补左右幅不等高形成的视觉差,在桥梁中分带处设置缘石,缘石左右幅顶面等高,在缘石顶面摆放绿色植物。

对原有旧桥桥面系进行了修整,凿除原有桥面铺装,重新浇筑100mm厚C40混凝土铺装,桥面横坡通过沥青层的不同厚度形成,兼顾安全性的同时更加美观。

新建桥梁与旧桥外侧设置起台人行道,人车分流,相较于旧桥的人车混行更加安全。

位于河槽内的承台,上下游侧设置破冰楞,减轻流冰期流冰对基础的冲撞,且承台与墩身下部镶嵌花岗岩细料石,减轻流冰对基础冲撞的同时美化环境。

(2)体会

加宽改造项目情况复杂,难点多。首先需对原有结构进行检测论证评估,制定加宽方案,是单侧加宽还是双侧加宽,整幅还是分离设计,都需结合实际地形反复论证。形成方案时必须满足“技术先进、安全可靠、使用耐久、经济合理”的桥梁设计基本要求。同时考虑与周围环境相映成趣,和谐共生。

8 结论

本文主要对盘锦市营盘线盘锦大桥改扩建工程进行了论述,对同类桥梁改造加宽工程具有参考价值。

摘要：随着交通量的日益增加,既有桥梁逐渐不能满足通行需求,若拆除现有结构全部重新修建,势必造成浪费,结合盘锦大桥改扩建工程,对改扩建设计及施工要点做了简要介绍,对同类桥梁设计具有参考价值。

关键词：盘锦大桥,T梁,加宽设计

参考文献

[1]范立础.桥梁工程(上册)[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]JTG D62-2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

[3]JTG D60-2004,公路桥涵设计通用规范[S].

某大桥桥梁改扩建方案比选研究 篇3

关键词：桥梁,改建,方案研究

1 概述

本桥位于某省道跨越石头河处, 老桥采用16+30+8×16m简支T梁跨越, 桥面布置为1.5+9+1.5=12m, T梁结构宽度为11.2m, 老桥设计荷载等级为汽-20, 挂-100, 人群荷载为3.5k N/m2。需要对原有大桥进行改建, 改建后宽度为24.5m, 行车道为双向四车道。

2 老桥现状检测及验算

2.1 桥梁现状

每跨桥面均有较长的纵向裂缝, 部分跨径桥面有横向裂缝, 裂缝总长约为325m, 桥面破碎严重。左右侧护栏局部有锈胀露筋现象, 且护栏连接块有多处松动;人行通道表面混凝土老化剥落严重;人行道板底面横挑梁混凝土均不同程度风化、剥落, 钢筋锈胀;左侧护栏局部有破损露筋。伸缩缝堵塞现象较严重。泄水孔排水通畅。16m T梁翼板底面均有碎裂、露筋、锈蚀现象;T梁翼板底面及横隔板湿接缝位置均有修补。

16m T梁在1/2位置及1/4位置均有多条竖向裂缝, 裂缝宽度为0.15mm。

0-1#立柱表层大量干缩裂缝;0#台帽及2#、3#、4#盖梁表层混凝土均有风化、剥落现象, 且多处锈胀露筋, 其中0#台盖梁锈胀长1.2m;第1、2排立柱下部均有冲蚀现象;第1、4、7排立柱表层混凝土均有风化、剥落现象, 局部锈胀露筋。

2.2 检测结论

桥面系及附属结构综合评定等级为三类;上部结构综合评定等级为四类;下部桥墩及基础综合评定等级为三类;桥台及基础综合评定等级为二类, 本桥综合评价等级为三类桥梁。

2.3 桥梁结构验算

采用“桥梁博士V3.0”对T梁进行分析计算, 并以《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004) 和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004) 为标准进行检算。结构按A类预应力混凝土结构进行检算。

装配式预应力混凝土简支T梁, 共7片T梁。梁间距1.6m, 其中内梁预制宽度1.58m、边梁预制宽度1.58m, 翼缘梁中间湿接缝宽度0.26m。主梁跨中肋厚0.16m, 两端部均匀加厚段0.36m。其中30m主梁高度1.9m, 16m主梁高度1.1m。

通过对30m预应力T梁设计图纸的验算, 持久状况承载能力极限状态中端部附近个别截面抗剪截面尺寸不满足要求;使用阶段T梁混凝土下缘最大压应力不满足规范要求;现箍筋采用R235直径为8mm, 不满足规范要求;其它状况的各项指标均满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004) 的要求。

通过对16m装配式T梁设计图纸的验算, 其承载能力极限状态下跨中附近抗弯能力不满足规范要求, 边梁和中梁抗剪能力满足规范要求, 边梁抗剪截面尺寸不满足规范要求;正常使用极限状态下的中梁裂缝满足规范要求, 边梁裂缝宽度不满足规范要求。

3 设计方案

所跨河为规划六级航道, 原老桥桥跨净高、净宽均不满足通航和洪评要求, 结构宽度11.2m不满足半幅桥宽要求, 根据计算结构, 16m T梁边梁最大弯矩效应值2069N.m, 最大弯矩抗力值1426KN.m, 加固需要提高承载力达到50%以上, 抗弯能力严重不足。

建议对老桥进行拆除, 新建一座同时满足通航和洪评要求的新桥。

4 桥梁方案比选

4.1 推荐方案

孔径布置:4x25+3x45+25+25+22m。本桥断面布置为:0.5m (防撞护栏) +11m (行车道) +0.5m (防撞护栏) +0.5m (中分带) +11m (行车道) +0.5m (防撞护栏) =24.5m。主桥上部结构采用3x45m预应力混凝土等截面连续大箱梁, 单箱单室结构, 单幅箱梁顶板宽度12.00m, 底板宽度为5.7m, 顶板厚0.25m, 底板厚0.25~0.55m, 腹板厚0.5m, 梁高2.7m;主桥下部结构采用柱式墩, 承台, 桩基础。

引桥采用先简支后连续25m预应力混凝土组合小箱梁, 梁高1.4m。一幅宽19.0m, 单幅桥面2%的单向横坡通过组合箱梁腹板变高度来实现。单幅6片小箱梁, 双幅12片。小箱梁采用C50混凝土, 预应力均采用低松弛高强钢绞线, 公称直径φ15.2mm, 标准强度Ryb=1860Mpa。其中, 一期束采用3股、4股、5股钢绞线, 配YM15-3、YM15-4、YM15-5锚具;二期负弯矩束采用5股钢绞线, 配YMB15-5扁锚。下部结构:下部主要为柱式桥墩, 肋式桥台, 钻孔灌注桩基础。

施工方案:基础按常规方法施工;桥台施工时应与台后填土同时进行, 并要求填土分层夯实, 不得采用大型机械筑高的方法进行填土。一孔主桥上部的施工主要程序如下:上部箱梁采用搭支架现浇施工。主桥上部的施工主要程序如下:地基处理→搭设满堂钢管支架→支架预压重→铺装底模→测量放样→支座安装→梁部钢筋绑扎→外侧模板安装→隐蔽检查→灌浇梁体混凝土→养护→拆除外侧模板→预应力筋张拉→压浆→拆除底模→拆除支架→完成桥面系施工。

4.2 比较方案

孔径布置:4x25+3x45+25+25+22m。本桥断面布置为:0.5m (防撞护栏) +11m (行车道) +0.5m (防撞护栏) +0.5m (中分带) +11m (行车道) +0.5m (防撞护栏) =24.5m。主桥上部结构采用3x45m预应力混凝土T梁, 单幅5片梁。T梁梁高2.8m, 中梁宽1.5m, 边梁宽1.85m, 现浇湿接缝宽0.95m。T梁采用C50混凝土, 预应力均采用低松弛高强钢绞线, 公称直径φ15.2mm, 标准强度Ryb=1860Mpa。其中, 一期束采用9股、10股钢绞线, 配OVM15-9、OVM15-10锚具;二期负弯矩束采用5股股钢绞线, 配BM15-5扁锚。主桥下部结构采用柱式墩、桩基础。引桥采用和推荐方案相同的结构形式。下部结构:下部主要为柱式桥墩, 肋式桥台, 钻孔灌注桩基础。

施工方案:基础按常规方法施工;桥台施工时应与台后填土同时进行, 并要求填土分层夯实, 不得采用大型机械筑高的方法进行填土。主桥上部的施工主要程序如下:兜吊方法进行安装预制主梁→焊接钢筋→绑扎桥面板钢筋→逐跨现浇一期湿接缝→安装墩顶现浇连续段及翼缘板的模板、焊接或绑扎中横梁及翼缘板钢筋→逐墩现浇墩顶连续段及翼缘板混凝土→待现浇墩顶砼强度达到设计强度的90%时, 张拉墩顶负弯矩钢束;然后逐孔浇筑剩余部分的砼, 形成连续-刚构体系。

4.3方案比较 (如右表)

参考文献

[1]范立础.预应力混凝土连续梁桥.北京:人民交通出版社, 1996.

[2]姚玲森, 桥梁工程.北京:人民交通出版社, 1997.

大桥扩建 篇4

关键词：桥梁,桩基,溶洞,施工方法

1 引言

广清高速扩建工程大燕河大桥地处广东清远北江支流大燕河冲击平原区,新建大燕河大桥与旧大燕河大桥采用两侧加宽整体拼接的施工工艺。桥位岩溶极其发育,溶洞大小各异,形态极其复杂,溶洞多为粉质黏土填充或空洞。大燕河大桥共有89根桩基,其中大部分桩基位于溶岩地区,施工单位在施工过程中遇到许多问题,经采取相应措施,圆满完成了桩基的施工任务。

2溶洞地区桩基施工方法

根据桥位各溶洞发育特点、发育程度、连通情况,以及老桥地质及老桥基础类型,施工单位选择采用常规施工法、钢护筒护壁法、旋喷桩帷幕护壁法等处理措施。具体施工方法如下:

(1)针对覆盖层存在软弱层、松散砂层的情况,一般均采用钢护筒穿过软弱层、松散砂层的施工方法。

(2)对现有地质钻孔未发现溶洞的灰岩区桩基,桩基施工一般采用常规施工法(但在施工现场须做好应急处理措施)。若覆盖层有软弱土层,一般采用钢护筒护壁法,以确保旧桥安全。

(3)当加宽桥已探明地质覆盖层深厚,加宽桥基础采用摩擦桩设计。当覆盖层存在软弱层或松散砂层时,一般先在加宽桥桩周采用旋喷桩注浆形成帷幕护壁后,再进行加宽桥基础的钻孔施工。

(4)岩溶区桩基护壁所采用的钢护筒不回收(常规桩基孔口钢护筒可回收多次利用);应根据实际地质情况,以确保桥梁结构安全为原则,合理选用钢护筒下放方式。

3 钢护筒跟进法

3.1 机械准备

90 t振动锤1台,吊车1台,冲击钻机1台。

3.2 钢护筒尺寸要求

对于钢护筒尺寸的要求,因桩径大小不同而有所区别。桩径小于或等于1.6 m的桩基:采用直径比桩径大20 cm的护筒。护筒打入深度小于10 m时,采用壁厚为8 mm的护筒;打入深度大于10m但小于20 m时,采用壁厚为10 mm的护筒;打入深度大于20 m时,采用壁厚为12 mm的护筒。

桩径大于1.6m的桩基:采用直径比桩径大30 cm的护筒。护筒打入深度小于10 m时,采用壁厚为10 mm的护筒;打入深度大于10 m但小于20 m时,采用壁厚为12 mm的护筒;打入深度大于20 m时,采用壁厚为14 mm的护筒。

大燕河大桥的桩基直径分为1.2 m、1.6 m、1.8 m,施工时施工单位根据设计文件的要求选择相应规格的钢护筒。同时,为预防桩基溶洞塌孔、漏浆等情况发生,需准备足够的黏土、片石等应急物资。

3.3 施工工艺

3.3.1 工艺简述

钢护筒是用钢板卷制的圆形桶状结构物,钢护筒所起的作用主要是:①防止软弱层土质等引起土层坍塌。②减少受周围溶洞区的影响。③永久性钢护筒可以作为钻孔桩防腐蚀的屏障。在适当的条件下,还可以作为桩结构的一部分参与受力。

3.3.2 钢护筒制作

大燕河大桥钢护筒通过向专门的生产厂家定做,护筒尽可能卷圆,每节护筒都要经过检查,保证相互对接同心度偏差≤1‰。

钢护筒采取分节制作,制作长度为每节3 m,焊缝等级须达到一级标准,焊缝整齐顺滑,焊缝金属与母材过渡平顺,焊缝不得有裂纹、未熔合、夹渣和未填满弧坑等缺陷。为了满足钢护筒现场水平吊装的需要,在护筒外焊接吊耳。护筒内侧对应吊耳位置临时用“米”字形型钢支撑架进行加强。

3.3.3 打进钢护筒

(1)根据单桩地质勘察的详细情况,准确计算出岩层上部黏土层的埋深及层厚。先用冲击钻冲孔至一定深度(一般为6～10m),而考虑到护筒壁与土层岩层的摩擦力,现场施工时采用扩大冲孔直径的方法来确保钢护筒能顺利放入孔内(例如1.8 m的桩采用2 m的冲锤冲孔)。在此桩后续的钢护筒打进过程中,采用振动锤打入钢护筒。

(2)搭设导向架控制钢护筒的位置(即粗控)。预先分出导向架的纵横轴线,再用全站仪在孔位平台上放出钢护筒纵横轴线,平面位置偏差控制在50 mm以内。钢护筒进入导向架后,在测量人员控制下,利用导向架上、下层的调节千斤顶调整护筒的平面位置和垂直度,用吊车起吊钢护筒就位至上、下2层后,分别各用4个弧形限位板把护筒限定在导向架内,让钢护筒通过自重缓缓入泥,待钢护筒下沉稳定后吊车才能脱钩。护筒周围用黏土夯实,筒顶标高高出地面30 cm。

(3)在自重作用下钢护筒入泥稳定后,开始安放振动锤;将液压钳对位后(检查与钢护筒同心),夹住护筒,缓慢松钩,进行点振,吊机带力下沉;测量观察护筒垂直度和平面位置,满足要求后,将钢护筒施振至导向架顶口。移走导向架,再施振至设计标高。在施振的过程中随时观测护筒的垂直度和护筒的限位挡板,如发现垂直度有偏差或限位挡板焊缝脱落,要及时进行纠偏和补焊。护筒接长时,焊缝一定要饱满,保证不漏水。为保证钢护筒的强度和刚度,每隔3 m设置加强钢板箍。

(4)用振动锤将护筒振入指定深度,护筒中心和导正井架中心基本重合,孔位偏差≤1 cm。在振动作用下将护筒压入土层、岩层时保证其垂直偏差≤5‰,护筒离平台横梁不能太近,避免护筒随钻机晃动。

(5)复振:继续捶打钢护筒,直至打不动;然后再往孔内加黏土造浆冲孔。

4帷幕旋喷法

4.1 机械准备

高压旋喷机械1套。

4.2 材料准备

①满足设计及施工要求用量的32.5R水泥;②为预防桩基溶洞塌孔、漏浆等情况发生,准备好足够的黏土、片石等应急物资。

4.3 施工工艺

4.3.1 测量定位

首先采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出区域的控制桩,然后使用钢卷尺和麻线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置,用小竹签做好标记,并撒白灰标识,确保桩机准确就位。

4.3.2 机具就位

将施工使用的机具移动至施工部位,由专人指挥,用水平尺和定位测锤校准桩机,使桩机水平;导向架和钻杆应与地面垂直,倾斜率小于1.5%。对不符合垂直度要求的钻杆进行调整,直到钻杆的垂直度达到要求。为了保证桩位准确,必须使用定位卡,桩位对中误差不大于5 cm。

4.3.3启动钻机边旋转边钻进

采用高压单管施工,桩径不小于50 cm,平面沿桩周按45cm间距布置,平面直径为160 cm。该方法插管与钻孔两道工序合二为一,即钻孔完成时插管作业同时完成。在插管过程中,为防止泥沙堵塞喷嘴,应采取高压水喷嘴边射水、边插管,水压力一般不超过1 MPa,至设计标高后停止钻进。

4.3.4 浆液配置

高压旋喷桩的浆液采用32.5R普通硅酸盐水泥,水泥浆液配制严格按设计要求将水灰比控制为0.9:1,每米水泥掺量不小于250 kg。搅拌灰浆时,先加水,然后加水泥;每次灰浆搅拌时间不得少于2 min,水泥浆应在使用前lh制备;浆液在灰浆拌和机中要不断被搅拌,直到喷浆前。喷浆时,将水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时应过滤筛,把水泥硬块剔出。水泥浆通过胶管被输送到旋转振动钻机的喷管内,最后射出。旋喷桩帷幕护壁处理平面示意图见图1。

4.3.5 喷射注浆

在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统,设备的压力和排量必须满足设计要求。各部位密封圈必须良好,各通道和喷嘴内不得有杂物,并对其做高压水射水试验,合格后方可喷射浆液。对旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制,并随时做好关于旋喷时间、用浆量、冒浆情况、压力变化等方面的记录。喷射灰浆时,先应达到预定的喷射压力(24～26 MPa),喷浆旋转30 s,水泥浆与桩端土充分搅拌后,再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管,提升速度为180～200 mm/min,旋转速度为20～25 r/min。直至注浆管口距桩顶1m时,放慢搅拌速度和提升速度,保证桩顶密实均匀。施工过程中发生故障时,应停止提升和旋喷,以防桩体中断,同时立即检查排除故障。重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1 m,防止固结体脱节。旋喷桩帷幕护壁处理立面示意图见图2。

4.3.6 冲洗

喷射施工完成后,采用清水把注浆管等机具设备冲洗干净,防止凝固堵塞。管内、机内不得残存水泥浆,通常把浆液换成清水在地面上喷射,以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。

5溶洞区施工注意事项

5.1 钢护筒跟进法施工

施工前应弄清楚溶洞的深度,利用振动锤将加套钢护筒徐徐打下。护筒接长时,焊缝一定要饱满,保证不漏水。接口处要用加劲钢板连接焊牢,直至打进超过溶洞所在位置或所设定的深度,然后再往孔内加黏土造浆冲孔。溶洞高在3～5m之间,多层溶洞且间距较小的可采用钢护筒穿越处理。先用冲击锤进行冲孔、扩孔处理,然后用振动锤将钢护筒振动下沉至溶洞底部。为保证钢护筒的强度和刚度,每隔3 m设置加强钢板箍。

5.2 帷幕旋喷法施工

注意控制好旋喷压力和提升的速率,使成桩周围形成坚固的护壁。

6 结语

在溶洞地区进行桥梁桩基施工存在很多困难,大燕河大桥桩基采用钢护筒跟进法和帷幕旋喷法对溶洞进行处理的施工方案较为成功,经广东交通集团检测中心检测,一类桩比例达到桩基总数量的80%以上。此案例的施工经验是:在溶洞区桩基施工中对岩溶的处理需结合地质资料,选用既满足设计要求又能加快施工进度和保证质量的施工方法。

参考文献

[1]王吉侠.用爆破震动法处理岩溶地区冲击钻孔桩卡钻事故[J].桥梁建设,1988(1).

[2]郭先涛.溶岩地层桥梁基础的施工[J].桥梁建设,1988(1).

[3]中国建筑科学研究院.建筑桩基技术规范(JGJ 94—94)[M].北京:中国建筑工业出版社,1995:25-87.

[4]王赫.桩基础工程施工与组织管理[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.