摘要:本文就以古塘橋加固工程為例介紹金屬波紋管在危橋加固的一種應(yīng)用方法,它還可以采用定制管片內(nèi)襯方法(非整管)用于多種跨徑拱橋加固,以及用于新、改建公路的橋涵、通道修筑,相對(duì)于鋼筋混凝土涵洞,金屬波紋管涵洞的應(yīng)用,一方面節(jié)約了大量的石材、水泥,有利于環(huán)保,另一方面建設(shè)工期可以大幅度縮短,不僅加快了建設(shè)步伐,充分體現(xiàn)了建設(shè)工期縮短相對(duì)運(yùn)營(yíng)時(shí)間增加的經(jīng)濟(jì)效應(yīng),在搶險(xiǎn)、保通工程中應(yīng)用金屬波紋管更能體現(xiàn)其明顯的社會(huì)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益,金屬波紋管必將具有廣闊的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞:金屬波紋管,危橋,職稱(chēng)論文,應(yīng)用
金屬波紋管涵作為一種新型的公路橋涵構(gòu)筑物具有:1、施工工期短,主要為拼裝施工;2、采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn),設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)周期短;3、生產(chǎn)不受環(huán)境影響,進(jìn)行集中工廠化生產(chǎn),有利降低成本,控制質(zhì)量;4、現(xiàn)場(chǎng)安裝不需使用大型設(shè)備,安裝方便;5、與傳統(tǒng)的混凝土涵洞相比,減少了工后養(yǎng)生及養(yǎng)護(hù)工序,不僅提高了工作效率,也降低了工程綜合成本等特點(diǎn)。其卓越的性能,在各種復(fù)雜、困難的環(huán)境下,具有非常強(qiáng)的適應(yīng)性,不僅可以全面取代傳統(tǒng)的鋼筋混凝土涵洞,也可用于橋梁的加固。
1 工程概況
古塘橋原為1跨5米石拱橋,橋梁全長(zhǎng)8米,全寬8.5米,橋下凈高7.5米,主要病害為1號(hào)臺(tái)臺(tái)身豎向開(kāi)裂,主拱圈縱向開(kāi)裂,裂縫達(dá)三條,裂縫最寬處大3mm,導(dǎo)致病害的主要原因?yàn)?號(hào)橋臺(tái)基礎(chǔ)的不均勻沉降及超重車(chē)輛過(guò)橋。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)察看,該橋0號(hào)臺(tái)靠近山體,基礎(chǔ)位于石質(zhì)地基上,技術(shù)狀況完好;1號(hào)臺(tái)位于灘地填方路段,基礎(chǔ)位于土質(zhì)地基上,建設(shè)時(shí)下打入有松木樁加固,因河道沖刷裸露,基礎(chǔ)有不均勻沉降。
2金屬波紋管加固工藝
2.1金屬波紋管的優(yōu)勢(shì)
金屬波紋管是一種新型的柔性結(jié)構(gòu)物,不但具有一定的抗震能力,而且能適應(yīng)各種復(fù)雜地形、較大的沉降與變形和不同的路基填土高度。在結(jié)構(gòu)上具有橫向補(bǔ)償位移的優(yōu)良特性,可充分發(fā)揮鋼材的抗拉性能強(qiáng)、變形性能優(yōu)越的能力。特別是波紋鋼管的變形能力和鋼材抗拉性能及抗疲勞性能都較好,對(duì)預(yù)防或解決人為或地區(qū)冬季凍脹而導(dǎo)致的破壞較為有效。
2.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)
(1)在不影響泄洪流量的前提下,我們采用在每孔拱內(nèi)設(shè)置一根直徑為3m的金屬波紋管,四周空隙用片石混凝土進(jìn)行密實(shí)、填充加固處理。
(2)材料要求
對(duì)金屬波紋管的要求:金屬波紋管的幾何尺寸在允許偏差范圍內(nèi);表面光潔平滑.焊接平整,無(wú)氣孔裂縫夾渣及飛濺物等缺陷:鍍鋅層厚度≥84.0 µm,鍍鋅層要均勻;金屬波紋管在運(yùn)輸、裝卸時(shí)應(yīng)防止碰撞,鍍鋅層被破壞要及時(shí)進(jìn)行增涂涂層。
對(duì)金屑波紋管基礎(chǔ)的要求:金屬波紋管適應(yīng)形變能力較強(qiáng),適應(yīng)在許多不良地質(zhì)中使用,它對(duì)基礎(chǔ)材料要求相對(duì)不高,一般采用沙礫墊層或換填砂礫石即可,對(duì)金屬波紋管外同填筑材料的要求:金屬波紋管與原橋孔間的間隙,采用C30的片石混凝土填筑,片石的抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于30MPa,并不得低于混凝土的級(jí)別;在使用前應(yīng)清掃、沖洗干凈;填充片石的數(shù)量不宜超過(guò)混凝土體積的25%,片石厚度不小于150mm;片石應(yīng)均勻放置于剛澆筑的混凝土上,其凈距不小于100mm。
3 方案比選
(1)老橋注漿加固方案。注漿可封堵裂縫,對(duì)臺(tái)身、拱圈有一定的加強(qiáng),但因老橋基礎(chǔ)先天條件不佳,且橋上有超重交通通行,不能阻止病害的繼續(xù)發(fā)展,故不予采用。
(2)拆除老橋,修建新橋(涵)方案。該方案中首先是橋址的選擇。原址地基不宜建設(shè)橋梁,如往0號(hào)臺(tái)側(cè)偏移,可采用擴(kuò)大基礎(chǔ),亦利于防護(hù)工程修筑,缺點(diǎn)是0號(hào)臺(tái)靠山體,且近路線急彎側(cè),基礎(chǔ)和河道改遷開(kāi)挖石方量大,造價(jià)高亦對(duì)環(huán)境破壞較大。如往1號(hào)臺(tái)側(cè)偏移,靠近灘地,基礎(chǔ)較差,需采用樁基礎(chǔ),造價(jià)較高且不利于防護(hù)工程修筑。其次該方案施工工期長(zhǎng),同時(shí)需要修筑較長(zhǎng)便道,用地較多,造價(jià)較高,臨時(shí)便道的交通維護(hù)困難大,對(duì)地區(qū)交通運(yùn)輸?shù)挠绊戄^大。經(jīng)計(jì)算分析,可采用往1號(hào)臺(tái)側(cè)偏移,修筑1-5×4米鋼筋砼箱涵的方案。該方案中箱涵對(duì)地基要求較低,防護(hù)工程量較少,造價(jià)約50萬(wàn)元,作為主要比較方案,但仍存在臨時(shí)便道交通維護(hù)的問(wèn)題。
(3)金屬波紋管內(nèi)襯管涵加固方案。該方案主要利用新型材料金屬波紋管在老橋凈空內(nèi)設(shè)置一道直徑450cm,長(zhǎng)9米的金屬波紋管涵來(lái)對(duì)老橋進(jìn)行加固詳見(jiàn)下圖:
加固方法為:(1)、采用砂礫對(duì)老橋址處河床進(jìn)行回填,在上、下游均設(shè)置2道砼截水墻對(duì)老橋基礎(chǔ)進(jìn)行保護(hù)加固,面層采用砼鋪砌,并作為新增管涵的基礎(chǔ);(2)、在空地對(duì)金屬波紋管進(jìn)行拼裝,拼裝完成后吊車(chē)吊裝就位;(3)、對(duì)橋下除管涵部分外的凈空采用C20砼分層回填,拱頂下20cm范圍處采用注漿灌實(shí)。該方案優(yōu)點(diǎn)為(1)、施工工期短,正常天氣下20天即可完成;(2)、社會(huì)影響小,不需要封閉交通,僅吊裝作業(yè)時(shí)短時(shí)間占用道路,不用修筑臨時(shí)便道;(3)、不需要拆除老橋,節(jié)約投資且環(huán)保節(jié)能;(4)、加固效果好,橋、涵共同受力;(5)加固風(fēng)險(xiǎn)小,即使橋梁失效,涵洞亦可單獨(dú)承載;(6)加固費(fèi)用低,加固工程造價(jià)約25萬(wàn)元,比改建新橋節(jié)約50%費(fèi)用。該方案為實(shí)施方案。
4 施工注意事項(xiàng)
(1)拼裝金屬波紋管型號(hào)為CSPS 450~5.5,直徑450cm,管壁厚5.5mm,管身采用Q235A熱軋鋼板制作,鋼板屈服強(qiáng)度不應(yīng)小于235MPa,抗拉強(qiáng)度不應(yīng)小于375MPa;
(2)管涵施工前應(yīng)有儀器確定出路線的中心線和管涵軸線的控制點(diǎn)位。基礎(chǔ)放樣時(shí)應(yīng)在涵洞縱向適當(dāng)預(yù)留一定的預(yù)拱度,一般在0.3%~1.0%之間;
(3)鋼板波紋管為分片拼裝,分片拼裝管的緊固件采用國(guó)標(biāo)中的標(biāo)準(zhǔn)緊固件,其強(qiáng)度和規(guī)格應(yīng)滿足力學(xué)要求,且不低于管材強(qiáng)度要求。拼接處必須清理干凈,以確保拼縫搭接緊密,搭接處用密封防水材料(或熱瀝青)涂裝。摯片與緊固件相配,螺栓與螺母均采用熱浸鍍鋅處理。其它要求詳見(jiàn)《公路涵洞通道用波紋鋼管(板)》(JT/T791-2010)。
5 結(jié)語(yǔ):本文通過(guò)實(shí)例介紹了金屬波紋管在橋梁加固中的一種應(yīng)用方法,它還可以采用定制管片內(nèi)襯方法(非整管)用于多種跨徑拱橋加固,以及用于新、改建公路的橋涵、通道修筑,相對(duì)于鋼筋混凝土涵洞,金屬波紋管涵洞的應(yīng)用,一方面節(jié)約了大量的石材、水泥,有利于環(huán)保,另一方面建設(shè)工期可以大幅度縮短,不僅加快了建設(shè)步伐,充分體現(xiàn)了建設(shè)工期縮短相對(duì)運(yùn)營(yíng)時(shí)間增加的經(jīng)濟(jì)效應(yīng),在搶險(xiǎn)、保通工程中應(yīng)用金屬波紋管更能體現(xiàn)其明顯的社會(huì)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益,金屬波紋管必將具有廣闊的應(yīng)用前景。
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