城市生態(tài)綜合治理工程PPP項(xiàng)目探討

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摘要：合理的雙曲拱橋加固改造方案，可有效提高結(jié)構(gòu)的承載能力和剛度。本文以萬年縣城市生態(tài)綜合治理工程ppp項(xiàng)目為研究背景，以4×20m的雙曲拱橋—珠山橋?yàn)檠芯繉?duì)象，建立主要受力構(gòu)件的有限元分析模型，并利用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及校驗(yàn)嚴(yán)格控制施工工藝，進(jìn)行了雙曲拱橋加固改造技術(shù)的研究。證明了增大截面法結(jié)合高質(zhì)量的施工工藝，不僅有助于結(jié)構(gòu)整體受力，更能有效提高結(jié)構(gòu)的承載能力和剛度。為同類工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：雙曲拱橋；加固改造；有限元；施工工藝；增大截面法

20世紀(jì)60、70年代，我國修建了大量的雙曲拱橋，距今已經(jīng)服役近50年。當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)較低，已不適應(yīng)交通量日益增長的需要，全部重建的思想既不現(xiàn)實(shí)，也不科學(xué)。實(shí)踐證明，采用適當(dāng)?shù)募庸谈脑齑胧粌H可以恢復(fù)和提高舊橋的承載能力和通行能力，還能延長橋梁的使用壽命。因此有必要對(duì)雙曲拱橋的加固改造技術(shù)進(jìn)行深入研究。

一、工程概況

位于江西省上饒市萬年縣的珠山橋，是一座建于上世紀(jì)70年代的4×20m上承空腹式鋼筋混凝土雙曲拱橋，橋?qū)?2.5m。主拱圈每跨由9片拱肋，8道拱波，7道橫向聯(lián)系組成。由于通車時(shí)間近40年，原施工圖設(shè)計(jì)文件和竣工圖文件均已丟失。且橋位所在地人口集中，交通量大。原珠山橋橋面系、拱圈等均出現(xiàn)不同程度的混凝土剝落，鋼筋外露等嚴(yán)重病害，當(dāng)?shù)卣巡扇〗煌ü苤拼胧?

二、橋梁病害情況

江西省萬水生態(tài)資源開發(fā)有限公司于2019年5月委托湖南致力工程科技有限公司對(duì)珠山橋進(jìn)行了橋梁檢測(cè)工作，并形成檢測(cè)報(bào)告。按《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/TH21－2011）“總體技術(shù)狀況評(píng)定”的規(guī)定，珠山橋技術(shù)狀況評(píng)分為55.31分，評(píng)定為4類橋梁，其中上部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況等級(jí)為5類，下部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況等級(jí)為2類，橋面系為4類，橋梁主要構(gòu)件有大的缺損，嚴(yán)重影響橋梁使用功能；或影響承載能力，不能保證正常使用，需對(duì)原珠山橋進(jìn)行加固改造。

三、病害原因分析

主拱拱肋、拱圈、拱波、橫向聯(lián)系梁及腹拱存在混凝土剝落、鋼筋外露銹蝕、拱肋析白、結(jié)晶、拱肋水侵害、及雜草滋生等病害。（1）鋼筋保護(hù)層厚度不足，經(jīng)過長期使用后，混凝土產(chǎn)生風(fēng)化和剝落，混凝土剝落后產(chǎn)生鋼筋銹蝕；（2）部分小型船只經(jīng)過橋下時(shí)，撞擊邊拱肋，造成混凝土剝落；（3）主拱拱波端部嵌固不牢靠，端部轉(zhuǎn)角太大，使得拱波跨中位置彎矩大于設(shè)計(jì)值，從而導(dǎo)致下緣開裂；（4）腹拱構(gòu)造不合理，腹拱拱肋截面高度不夠；（5）施工質(zhì)量較差，拱肋上的現(xiàn)澆層、拱波難以形成整體共同受力。根據(jù)以往雙曲拱橋加固經(jīng)驗(yàn)，很多危、舊橋橋面系拆除后發(fā)現(xiàn)，拱波僅擱置在拱肋上，拱上現(xiàn)澆層與拱肋剝離，拱上建筑難以形成整體受力，本橋建成時(shí)間較早，當(dāng)時(shí)的施工技術(shù)水平與如今相差較大，可以推定本橋的拱上建筑也難以整體受力。

四、病害整治措施

原珠山橋上部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況達(dá)到了5類。需將拱上建筑全部拆除，對(duì)拱圈的加固方案及拱上結(jié)構(gòu)的改造方案有較高要求。要求加固改造后的珠山橋滿足承載能力要求，且橋梁外觀與周圍環(huán)境相匹配。增大截面法是在主拱肋截面上下緣現(xiàn)澆鋼筋混凝土來加大結(jié)構(gòu)的截面，同時(shí)采用噴射混凝土對(duì)拱波進(jìn)行加厚，從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載力和剛度的效果。為加強(qiáng)拱肋間的橫向作用，提高拱肋的整體受力效果，對(duì)于原橫系梁四周各外包10cm的鋼筋混凝土，以提高主拱圈的橫向剛度。1．采用有限元軟件模擬增大截面后結(jié)構(gòu)的受力利用通用有限元軟件MIDASCIVIL2019，在原有限元模型的基礎(chǔ)上，建立加固后的有限元模型。在使用材料與截面特性中添加compositesection中的命令，將新增部分混凝土強(qiáng)度等級(jí)設(shè)置為C40。經(jīng)過分析計(jì)算，在主拱肋截面上下緣現(xiàn)澆鋼筋混凝土加大結(jié)構(gòu)的截面后，拱圈處于受壓狀態(tài)，承載能力、位移及應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。2．采用植筋膠作為植筋用的粘結(jié)材料鋼筋拉拔試驗(yàn)一般植筋72h后，可采用拉力計(jì)（千斤頂）對(duì)所植鋼筋進(jìn)行拉拔試驗(yàn)加載方式見圖4。為減少千斤頂對(duì)錨筋附近混凝土的約束，下用槽鋼或支架架空，支點(diǎn)距離≥max（3d，60mm）。然后勻速加載2~3min（或采用分級(jí)加載），直至破壞。破壞模式分為鋼筋破壞（鋼筋拉斷）、膠筋截面破壞（鋼筋沿結(jié)構(gòu)膠、鋼筋界面拔出）、混合破壞（上部混凝土錐體破壞，下部沿結(jié)構(gòu)膠、混凝土界面拔出）3種，結(jié)構(gòu)構(gòu)件植筋，破壞模式宜控制為鋼筋拉斷。試驗(yàn)證明，采用植筋膠作為植筋用的粘結(jié)材料滿足結(jié)構(gòu)受力要求。3．采用噴射混凝土增加拱波截面采用模筑混凝土加大拱肋截面后在拱波處綁扎鋼筋，鋼筋綁扎完成后采用噴射混凝土對(duì)拱波進(jìn)行加厚，并保證與拱肋的緊密粘連。由于拱波直徑較小，在進(jìn)行混凝土噴射操作時(shí)，嚴(yán)格控制好噴射的厚度，應(yīng)保證厚度的均勻性。噴射混凝土厚度是反映其工程質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，現(xiàn)場(chǎng)采用針探法對(duì)噴混厚度進(jìn)行自檢。經(jīng)針探法檢測(cè)拱波噴射混凝土厚度均在100mm左右，滿足設(shè)計(jì)值要求。4．采用環(huán)氧砂漿補(bǔ)強(qiáng)混凝土剝落病害采用與拱肋等強(qiáng)度的環(huán)氧砂漿進(jìn)行填補(bǔ)，具體實(shí)施如下：環(huán)氧砂漿混凝土剝落處砂漿補(bǔ)強(qiáng)均按上述步驟進(jìn)行施工，均滿足設(shè)計(jì)要求。

五、結(jié)語

本橋已經(jīng)加固改造完成，并順利通車，得出結(jié)論如下：（1）在主拱肋截面上下緣現(xiàn)澆鋼筋混凝土加大結(jié)構(gòu)的截面后，拱圈處于受壓狀態(tài)，承載能力、位移及應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。（2）通過抗拔試驗(yàn)、針探法和現(xiàn)場(chǎng)觀察，現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量均滿足設(shè)計(jì)要求，且橋梁外型美觀，與周圍環(huán)境相呼應(yīng)。本橋的加固改造方案設(shè)計(jì)可為同類工程提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范：JTGD60-2015[S].北京：人民交通出版社，2015.

[2]公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范：JTJ021-89[S].北京：人民交通出版社，1989.

[3]公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：JTGB01-2014[S].北京：人民交通出版社，2014.

[4]公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：JTJ001-97[S].北京：人民交通出版社，1997.

[5]公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范：JTG3362-2018[S].北京：人民交通出版社，2018.

[6]公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范：JTJ021-89[S].北京：人民交通出版社，2018.

[7]公路工程橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范：JTGD63-2007[S].北京：人民交通出版社，2007.

[8]公路工程橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范：JTJ024-85[S].北京：人民交通出版社，1985.

[9]公路橋涵養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范：JTGH11-2004[S].北京：人民交通出版社，2004.

[10]混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范：GB50367-2013[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013

作者：李小雪 單位：中鐵十一局集團(tuán)有限公司勘察設(shè)計(jì)院