接渡大桥初设说明.doc

乐平市接渡大桥维修加固工程两阶段初步设计说明- 6 -一、工程概况接渡大桥是位于乐平市接渡镇境内跨越乐安河的一座公路桥梁，建成于上世纪七十年代末，运营至今已近30年。实测接渡大桥全长403.33m，桥面净宽：净7.15m21.2m人行道。上部结构为10孔净跨径35m的等截面悬链线空腹式钢筋混凝土双曲拱和1孔简支板通道桥；下部构造为桩基或扩大基础配重力式墩台。经过实测拱肋下缘坐标进行推算得到跨径35m双曲拱主拱圈净矢跨比为f0/l0=1/6，拱轴系数为m1.988。按同年代修建的同类型桥梁推论，桥梁的设计荷载标准为：汽车-15，挂车80，人群3.5KN/m2。每跨主拱圈由4根基肋，3道拱波和现浇混凝土填平层组成，主拱圈全宽为820cm。拱肋为倒T型，其中每片拱肋宽底为40cm，全高为40cm，拱肋间净距为220cm。主拱基肋系分三段预制拼接而成，各拱肋间均设置7道横隔板和6道横系梁，两者交替设置。每跨拱上均设有8个腹孔，0号台上设有3个腹孔，4号单向推力墩上有2个腹孔，其余墩台上均设1个腹孔。腹拱圈由10块预制混凝土板拱拼接而成，净跨径为225cm，腹拱圈厚度均为18cm。腹拱墩为排架式腹拱墩，由底座，柱身，横系梁和墩帽组成。引桥通道板横桥向宽924cm，纵桥向长653cm，厚25cm。板底设有6根支撑梁，梁长453cm，宽25cm，高36cm，梁间净距136cm。目前、乐平市拟对乐平至秧坂公路按照二级公路标准进行改建，拟将接渡大桥改建利用，乐平市农村公路开发有限公司委托江西赣路交通设计研究有限公司（江西省交通桥梁检测加固有限公司），对接渡大桥进行维修加固两阶段设计，改建后汽车设计荷载：公路-级，桥面宽：9m宽行车道+两侧1.5m人行道。二、大桥存在的主要病害及现状评定结果2.1 大桥存在的主要病害经现场检测发现大桥主要存在以下主要病害：（1）接渡大桥主拱肋分段拼接处出现局部混凝土碎落钢筋外露锈蚀；（2）主拱肋与拱波连接处开裂现象较普遍且渗水严重；（3）拱波多处出现纵向裂缝并贯穿；（4）腹拱圈与腹拱墩连接处渗水，腹拱圈开裂局部混凝土蜂窝麻面现象严重；（5）栏杆，挑梁，人行道板损害严重，严重影响了两岸居民的出行安全；（6）两岸桥台严重开裂。2.2 大桥评定结果（1）经综合计算评估，全桥结构技术状况指数39，评估接渡大桥目前技术状况等级为四类，为差的状态，应进行大修改建；（2）大桥现状承载能力尚能满足原设计荷载（汽车-15级；挂车-80；人群-3.5KN/m2）的使用要求；三、维修加固设计依据3.1 景德镇乐平市接渡大桥维修加固两阶段设计技术服务合同，乐平市农村公路开发经营有限公司，江西赣路交通设计研究有限公司（江西省交通桥梁检测加固有限公司），2007年12月；3.2 乐平市接渡大桥结构检查、现状评定与维修加固方案，江西省交通桥梁检测加固有限公司，2007年10月；四、维修加固后技术指标4.1 桥面净宽：净-9m行车道+21.5m 人行道；4.2 设计荷载：公路-级，人群3.5KN/m2；4.3 桥梁纵向布置：详见维修加固总体布置图(与原桥相同)；4.4 桥面纵向未设置纵坡，行车道设置双向1.5%横坡。五、维修加固设计采用的规范5.1 交通部颁公路桥涵设计通用规范（JTJ 021-85）/（JTG D60-2004）；5.2 交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ 023-85）/（JTG D62-2004）；5.3 公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005)5.4 交通部颁公路桥涵施工技术规范（JTG 041-2000）；5.5 建设部和国家质量监督检验检疫总局联合颁布混凝土结构加固设计规范（GB50367-2006）；5.6交通部颁公路桥涵养护规范（JTG H11-2004）；六、结构检算6.1检算原则及特点（1）主拱圈拱轴线型、腹拱圈及腹拱墩以实测数据为准，主（腹）拱圈两岸拱脚均按固结进行检算；（2）为便于计算，确定主拱圈材料特性时对拱肋、拱波及现浇填平层中的混凝土材料特性进行统一换算；（3）对原结构采用原结构车道宽度计算车辆及人群荷载分布，对拓宽结构采用维修加固后车道及人行道宽度计算车辆及人群荷载分布；（4）温度变化：根据江西省乐平市的平均气温，考虑主拱圈整体升温20与整体降温20两种状态分别分析桥梁检算截面内力；（5）采用综合程序MIDAS进行计算，计算模型见下图所示。图6.1 原结构计算模型图6.2加固拓宽后结构计算模型6.2检算荷载的确定考虑接渡大桥建成于上世纪七十年代，根据当年的桥梁设计规范推定其设计荷载为汽车-15级；挂车-80；人群-3.5KN/m2。检测时按原设计荷载及二级公路现行荷载标准公路-级分别进行计算。6.3检算结果分析（1）控制截面应力计算结果（表中应力值压应力为负，拉应力为正）： 原结构计算分析结果 表6.1组合内容单位恒载恒载+汽15+步人（恒载+挂-80）/1.25恒载+公路-级+步人拱顶截面上缘应力（最大）Mpa-2.19-2.33-1.98-2.45拱顶截面下缘应力（最大）-2.11-1.98-1.55-1.87L/4截面上缘应力（最大）-2.42-2.48-1.93-2.45L/4截面下缘应力（最大）-2.19-2.07-1.62-1.98拱脚截面上缘应力（最大）-2.50-2.06-1.29-1.64拱顶截面下缘应力（最大）-2.69-2.55-2.00-2.51拱顶截面上缘应力（最小）-2.19-3.19-2.76-3.97拱顶截面下缘应力（最小）-2.11-2.74-2.27-2.92L/4截面上缘应力（最小）-2.42-3.24-2.80-3.84L/4截面下缘应力（最小）-2.19-2.91-2.48-3.12拱脚截面上缘应力（最小）-2.50-3.54-3.10-3.86拱脚截面下缘应力（最小）-2.69-3.51-2.97-3.78 采用柱式腹孔墩结构改建计算结果 表6.2组合内容单位恒载恒载+公路级+步人恒载+公路-级+步人+温升20恒载+公路-级+步人+温降20拱顶截面上缘应力（最大）Mpa-3.20-3.41-2.99-3.84拱顶截面下缘应力（最大）-2.30-1.68-2.01-1.35L/4截面上缘应力（最大）-2.64-2.27-2.21-2.34L/4截面下缘应力（最大）-2.79-1.95-2.11-1.79拱脚截面上缘应力（最大）-3.47-2.01-3.14-0.88拱顶截面下缘应力（最大）-3.11-2.24-1.87-2.61拱顶截面上缘应力（最小）-3.20-4.65-4.22-5.07拱顶截面下缘应力（最小）-2.30-3.21-3.53-2.88L/4截面上缘应力（最小）-2.64-4.58-4.52-4.65L/4截面下缘应力（最小）-2.79-4.01-4.17-3.85拱脚截面上缘应力（最小）-3.47-5.46-6.58-4.33拱脚截面下缘应力（最小）-3.11-4.86-4.49-5.23 采用墙式腹孔墩计算结果 表6.3组合内容单位恒载恒载+公路级+步人恒载+公路级+步人+温升20恒载+公路级+步人+温降20拱顶截面上缘应力（最大）Mpa-3.06-3.27-2.84-3.70拱顶截面下缘应力（最大）-2.63-2.01-2.34-1.69L/4截面上缘应力（最大）-3.19-2.83-2.77-2.89L/4截面下缘应力（最大）-2.83-1.99-2.16-1.83拱脚截面上缘应力（最大）-2.88-1.43-2.55-0.30拱顶截面下缘应力（最大）-3.92-3.06-2.69-3.43拱顶截面上缘应力（最小）-3.06-4.50-4.07-4.93拱顶截面下缘应力（最小）-2.63-3.54-3.87-3.22L/4截面上缘应力（最小）-3.19-5.14-5.08-5.21L/4截面下缘应力（最小）-2.83-4.05-4.22-3.89拱脚截面上缘应力（最小）-2.88-4.87-6.00-3.74拱脚截面下缘应力（最小）-3.92-5.67-5.30-6.04（2）计算结果分析拓宽加固采用柱式墩弋阳岸拱脚截面上缘最大会出现6.58MPa，采用墙式墩相应最大值为6.04MPa,接近20号混凝土的设计容许应力值7MPa，因此在维修加固时在拱脚截面拱背位置增设填平层，以增强该部位的抗压能力。七、维修加固设计要点我单位根据检测结果，在进行充分的理论计算和综合分析基础上，本着“对结构受力病害进行补强、对非结构受力病害进行修复，通过采取适当的加固措施将大桥提载拓宽”的原则，提出以下两套维修加固措施：7.1 方案(1)、拆除全桥腹孔墩盖梁、拱上侧墙及填料和通道上矩形板；(2)、在主拱下缘锚固钢筋网，锚喷8cm厚C30混凝土，增厚拱脚附近拱板，在各横系梁旁设置横隔板,对拱肋拼装接头处进行修复；(3)、混凝土外包并加高原有腹孔墩，拆除并重新浇注腹孔墩盖梁，在拱顶实腹段增设腹孔墩及盖梁；(4)、主拱上预制安装20cm厚简支矩形板，乐平岸通道和桥台上浇注整体肋板桥面,台后设置桥台搭板；(5)、浇注12cm厚钢筋网混凝土桥面铺装，在各墩台处设置伸缩缝，重设人行道系；(6)、对开裂的桥台进行外包混凝土加固；(7)、对桥梁各构件开裂、破损进行局部修复； 7.2 方案(1)、拆除全桥腹孔墩（4号墩除外）和乐平岸通道；(2)、重浇横墙式腹孔墩，并重新浇注腹孔墩盖梁，在拱顶实腹段增设腹孔墩及盖梁；(3)、整体现浇20cm厚连续矩形板，重建乐平岸通道，桥台上浇注整体肋板桥面,台后设置桥台搭板；(4)、其余同方案八、维修加固工程所采用的材料8.1 混凝土C50：伸缩缝预留槽C40：桥面铺装、桥面连续C30：桥面板、腹孔墩C25：桥台外包、乐平岸通道下部构造（方案）C15：桥台整体桥面主肋垫层8.2 钢材钢筋：直径小于12mm采用R235钢筋，大于或等于12mm采用HRB335钢筋。钢筋网：桥面铺装钢筋网。8.3 其他材料伸缩缝：40型型钢伸缩缝；植筋胶：A级成品植筋胶；矩型板支承：2mm橡胶片；裂缝灌浆料：成品裂缝修补胶；九、施工要点桥梁的维修加固施工是一项繁琐的系统工程，施工工艺较复杂并多具有一定的特殊性，施工过程中涉及诸多隐蔽工程，施工时应慎之又慎。建议本次维修加固工程由具有旧桥加固施工经验与相应资质的单位进行施工，并应聘请具有相应监理资质与类似桥梁施工经验、旧桥加固经验的工程师进行监理，且报请有关工程管理部门对施工进行质量监督。施工中应严格按照公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）及旧桥加固相关施工规程进行施工。本项目为“全封闭交通施工”，并特别注意以下几点：9.1 拆除构造物桥上部分结构在改造中需进行拆除，在拆除过程中严禁使用大型机械，以防损坏原有结构，同时，由于拱式桥梁的受力特性，在拆除时应保持各跨拆除的同步性。9.2 拱肋接头破损修复大桥普遍主拱肋接头破损、主筋严重锈蚀现象，本次维修加固拟加焊钢筋以对钢筋截面进行补强，为防止焊接高温灼伤拱肋混凝土，在焊接前于表面设置隔热材料，焊接完成后将其轻微凿除。9.3 主拱圈锚喷混凝土喷射混凝土质量与操作人员熟练程度相关联，因此应聘请有相关经验的人员并在现场试验成熟后进行施工。9.4 薄壁混凝土浇注因旧桥维修加固的特殊性，本次维修加固中腹孔墩外包混凝土（方案）和桥台外混凝土厚度均较小（15cm），施工时应采取措施保证其内钢筋处在设计位置以及混凝土的密实度和表观质量9.5 工作平台的实现主拱圈维修加固可采用搭设落地满堂支架方式和吊架方式施工。注意满足正常通航要求。9.6 施工期间交通组织方案本项目需全封闭交通施工，结合现场实际情况，拟在现有大桥旁搭设人行便桥，机动车辆一律绕行上下游桥梁。9.7 建议按照以下施工流程进行维修施工：相关材料试验落实施工平台、搭设便桥现场勘察检查维修状况、扫尾工作拆除构筑物设置便道加固主拱、构件局部修复拆除构筑物设置拱上建筑基坑开挖（方案）设置桥面系恢复通道下道路设置通道图9.1 施工流程图（建议）九、施工质量控制及要求本工程维修加固施工质量控制按施工图、施工说明及如下规范、规程有关条文规定执行：9.1混凝土结构加固设计规范（GB50367-2006）；9.2公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）；9.3