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中图分类号:U448文献标识码: A
一、项目概况
机场高速牛首山河大桥右幅上跨佛城路T梁因遭受过往超高车辆的撞击,致使 右侧边T梁马蹄部分大面积砼破损、预应力筋裸露以及腹板砼碎裂和严重开裂等现 象,为了解该T梁撞损部位的范围和严重程度, 2011年6月8日对该受损T梁进行了现场调查。
跨佛城路上部构件为25m简支预应力砼T梁,马蹄底面宽0.40m,高0.20m,中心梁高1.65m,腹板厚0.18m,翼缘板宽0.95m,翼缘板端部厚0.10m,翼缘板根部厚0.21m,纵向共设置6道横隔梁。
二、检测目的和依据
通过现场调查主要了解被撞T梁的位置、受损范围和严重程度,并结合计算分析评估其对结构受力和安全的影响,为下一步处治提供依据和建议。
三、调查结果
经现场调查,机场高速牛首山河大桥右幅上跨佛城路右侧边T梁遭受车辆撞击后,致使造成该T梁马蹄部位出现大面积砼破损、钢筋断裂、预应力筋裸露、腹板 外侧砼碎裂以及腹板内侧顺桥向呈半弧形鼓裂现象。
由于该T梁马蹄和腹板部位的砼受损严重,受力截面已明显削弱,其梁体承载能力也已明显下降,目前结构处于较危险状态。
四、损伤计算及评估
根据现场调查结果,右幅外边T梁马蹄和腹板已严重撞损,计算时分别按下层预应力束波纹管下方砼全部撞损、马蹄砼全部撞损以及马蹄和腹板一半高砼全部撞 损等三种情况进行了验算,见图4-1〜图4-3所示:
说明:上述图中砼撞损部分假定不参与截面受力。
4.1撞损模拟计算结果汇总与分析
该T梁三种撞损模拟计算结果见表4-1所示,由表中应力数值分析可以看出,三种受损状况模拟计算结果均不满足规范要求,且随着受损砼截面退出工作的增大,梁体受力主要表现为:受损部位截面下缘压应力值和截面上缘拉应力值的显著增大。
尽管该T梁体马蹄和腹板砼撞损非常严重,但要准确模拟梁体截面削弱程度和砼撞损后的受力状态非常困难,因此模拟计算主要分析梁体截面削弱对结构受力状态的影响。计算假定和实际主要存在偏差:
(1)计算采用平面单T梁计算模型,未考虑梁体砼撞损后截面内力重分布过程中相邻T梁通过横隔梁、桥面湿接板参与的共同作用;
(2)尽管T梁马蹄和腹板混凝土撞损严重,但受损砼并未全部退出工作,大部分碎裂砼仍参与截面受力。
上述两个偏差因素实际上对结构受力都起着有利的作用,因此尽管从现场调查情况来看,该T梁马蹄和腹板受损严重,但该T梁并无断裂、桥面上拱等现象。
考虑到这两个有利的因素不好量化,即很难通过计算确定其参与梁体受力的程 度,因此从偏安全考虑,本次评估认为实际情况和后两种计算模拟情况较为接近, 说明目前该T梁的受力状况已明显恶化,结构已处于较危险状态。
表4-1三种撞损情况模拟计算结果
五、检测结论
牛首山河大桥右幅上跨佛城路右侧边T梁遭受车辆撞击后,致使造成该T梁马 蹄部位出现大面积砼严重破损、钢筋断裂、预应力筋裸露、腹板内外侧砼顺桥向呈半弧形严重开裂和破损等现象。
由于该T梁马蹄和腹板部位的砼受损严重,受力截面已明显削弱,根据计算其 梁体受力性能已严重恶化,目前结构处于较危险状态。按《公路桥涵养护规范(JTG H11-2004))),本桥为四类状态。
六、处理方案
6.1处理方案
考虑到该T梁属于大面积、深度受损,受力截面削弱明显,其截面内力已产生了重分布,且如需维修加固,必先凿除破损、开裂的砼,更将进一步削弱受力截面,从而对梁体受力更加不利,况且后修补的梁体砼无预压应力作用,不满足梁体正常受力要求,因此该T梁基本不具備维修加固的条件和意义。方案主要是采用换梁方案。
6.2交通管制
牛首山大桥上跨佛城路,实施交通管制方案需同时考虑机场高速与被交道路佛城路的组织方案。
6.2.1机场高速交通管制方案
对该桥进行交通管制,在受损及相邻跨仅留内侧1个通行车道,从而避免右侧边T梁参与车辆荷载受力(如桥面内侧通行仅留1个车道(3.5m宽)时,右 侧边T梁荷载横向分布系数仅为-0.09,如桥面内侧通行留2个车道(7.0m宽)时, 右侧边T梁荷载横向分布系数为0.265)。
6.2.3佛城路交通管制方案
佛城路施工前,按照国家标志及公路管理的具体要求在佛城路公路路面上设置限高门架、减速装置、施工警示灯、警示牌等标志,确保施工安全。
在进行T梁拆除和安装期间佛城路暂时封闭交通,其余时间开放交通,确保交通畅通。
6.3临时支架
在桥下搭设支架,避免受损T梁破损、开裂混凝土掉落和梁体断裂影响桥下 车辆通行安全
6.4临时加固
在拆除该T梁前,按图6-1和图6-2所示对T梁进行临时加固,以确保拆除过程T梁受力安全(由于该T梁受损严重,截面己明显削弱,部分内力己通过横隔梁、桥面湿接板传递至相邻T梁,如更换T梁时,直接切除横隔梁和桥面湿接板, 受损T梁在自身预应力作用下,有可能会在受损部位出现上拱断裂现象)。
6.5拆除桥面系
凿除外侧混凝土防撞墙,原设计图纸预制T梁,凿除该T梁两端桥面连续部位处以及与相邻T梁桥 面湿接板部位的沥青铺装层和砼现浇层。切割桥面湿接板和横隔板,解除和相邻T梁间的横向联系。
6.6吊除该受损T梁
T梁拆除时采用2台50T汽吊抬吊进行,拆除时在T梁底平铺通长的槽钢,起吊时与T梁捆绑在一起,以减少T梁受损部分受力,确保安全拆除。拆除的T梁利用运梁车运至场外破碎。
6.6 T梁预制
由于该桥施工时间较久,T梁的尺寸较为特殊,并且工期非常紧,如采用钢模或场外预制的话,将影响整个抢修进程,给机场高速和佛城路行车带来隐患。综合考虑,施工采用现场预制的方法进行,底模、侧模采用竹胶板,利用小钢管进行支模。拆模后施工强度及外观尺寸均满足设计,取得了良好的效果。
6.6安装新预制的T梁
由于现场场地影响,T梁底模与桥梁方向垂直,起模后放置在运梁车上。运梁车将T梁运至起点位置附近,汽吊逐步将T梁调整至起吊位置, 2台50T汽吊同时抬吊将T梁放置至落梁位置。
6.7桥面系施工
(1)横隔板连接施工
(2)桥面湿接板施工
(3)防撞墙和混凝土调平层施工
七、结束语
随着经济发展,大型运输车辆日益增加,原80、90年代修建的桥梁设置的净空高度已不能满足现有的运输需求。本文对类似由于桥梁的检修有着实际施工意义。对于净空高度影响的桥梁,建议采用下挖或设置限高门架,已保护桥梁安全和运输安全。
一、项目概况
机场高速牛首山河大桥右幅上跨佛城路T梁因遭受过往超高车辆的撞击,致使 右侧边T梁马蹄部分大面积砼破损、预应力筋裸露以及腹板砼碎裂和严重开裂等现 象,为了解该T梁撞损部位的范围和严重程度, 2011年6月8日对该受损T梁进行了现场调查。
跨佛城路上部构件为25m简支预应力砼T梁,马蹄底面宽0.40m,高0.20m,中心梁高1.65m,腹板厚0.18m,翼缘板宽0.95m,翼缘板端部厚0.10m,翼缘板根部厚0.21m,纵向共设置6道横隔梁。
二、检测目的和依据
通过现场调查主要了解被撞T梁的位置、受损范围和严重程度,并结合计算分析评估其对结构受力和安全的影响,为下一步处治提供依据和建议。
三、调查结果
经现场调查,机场高速牛首山河大桥右幅上跨佛城路右侧边T梁遭受车辆撞击后,致使造成该T梁马蹄部位出现大面积砼破损、钢筋断裂、预应力筋裸露、腹板 外侧砼碎裂以及腹板内侧顺桥向呈半弧形鼓裂现象。
由于该T梁马蹄和腹板部位的砼受损严重,受力截面已明显削弱,其梁体承载能力也已明显下降,目前结构处于较危险状态。
四、损伤计算及评估
根据现场调查结果,右幅外边T梁马蹄和腹板已严重撞损,计算时分别按下层预应力束波纹管下方砼全部撞损、马蹄砼全部撞损以及马蹄和腹板一半高砼全部撞 损等三种情况进行了验算,见图4-1〜图4-3所示:
说明:上述图中砼撞损部分假定不参与截面受力。
4.1撞损模拟计算结果汇总与分析
该T梁三种撞损模拟计算结果见表4-1所示,由表中应力数值分析可以看出,三种受损状况模拟计算结果均不满足规范要求,且随着受损砼截面退出工作的增大,梁体受力主要表现为:受损部位截面下缘压应力值和截面上缘拉应力值的显著增大。
尽管该T梁体马蹄和腹板砼撞损非常严重,但要准确模拟梁体截面削弱程度和砼撞损后的受力状态非常困难,因此模拟计算主要分析梁体截面削弱对结构受力状态的影响。计算假定和实际主要存在偏差:
(1)计算采用平面单T梁计算模型,未考虑梁体砼撞损后截面内力重分布过程中相邻T梁通过横隔梁、桥面湿接板参与的共同作用;
(2)尽管T梁马蹄和腹板混凝土撞损严重,但受损砼并未全部退出工作,大部分碎裂砼仍参与截面受力。
上述两个偏差因素实际上对结构受力都起着有利的作用,因此尽管从现场调查情况来看,该T梁马蹄和腹板受损严重,但该T梁并无断裂、桥面上拱等现象。
考虑到这两个有利的因素不好量化,即很难通过计算确定其参与梁体受力的程 度,因此从偏安全考虑,本次评估认为实际情况和后两种计算模拟情况较为接近, 说明目前该T梁的受力状况已明显恶化,结构已处于较危险状态。
表4-1三种撞损情况模拟计算结果
五、检测结论
牛首山河大桥右幅上跨佛城路右侧边T梁遭受车辆撞击后,致使造成该T梁马 蹄部位出现大面积砼严重破损、钢筋断裂、预应力筋裸露、腹板内外侧砼顺桥向呈半弧形严重开裂和破损等现象。
由于该T梁马蹄和腹板部位的砼受损严重,受力截面已明显削弱,根据计算其 梁体受力性能已严重恶化,目前结构处于较危险状态。按《公路桥涵养护规范(JTG H11-2004))),本桥为四类状态。
六、处理方案
6.1处理方案
考虑到该T梁属于大面积、深度受损,受力截面削弱明显,其截面内力已产生了重分布,且如需维修加固,必先凿除破损、开裂的砼,更将进一步削弱受力截面,从而对梁体受力更加不利,况且后修补的梁体砼无预压应力作用,不满足梁体正常受力要求,因此该T梁基本不具備维修加固的条件和意义。方案主要是采用换梁方案。
6.2交通管制
牛首山大桥上跨佛城路,实施交通管制方案需同时考虑机场高速与被交道路佛城路的组织方案。
6.2.1机场高速交通管制方案
对该桥进行交通管制,在受损及相邻跨仅留内侧1个通行车道,从而避免右侧边T梁参与车辆荷载受力(如桥面内侧通行仅留1个车道(3.5m宽)时,右 侧边T梁荷载横向分布系数仅为-0.09,如桥面内侧通行留2个车道(7.0m宽)时, 右侧边T梁荷载横向分布系数为0.265)。
6.2.3佛城路交通管制方案
佛城路施工前,按照国家标志及公路管理的具体要求在佛城路公路路面上设置限高门架、减速装置、施工警示灯、警示牌等标志,确保施工安全。
在进行T梁拆除和安装期间佛城路暂时封闭交通,其余时间开放交通,确保交通畅通。
6.3临时支架
在桥下搭设支架,避免受损T梁破损、开裂混凝土掉落和梁体断裂影响桥下 车辆通行安全
6.4临时加固
在拆除该T梁前,按图6-1和图6-2所示对T梁进行临时加固,以确保拆除过程T梁受力安全(由于该T梁受损严重,截面己明显削弱,部分内力己通过横隔梁、桥面湿接板传递至相邻T梁,如更换T梁时,直接切除横隔梁和桥面湿接板, 受损T梁在自身预应力作用下,有可能会在受损部位出现上拱断裂现象)。
6.5拆除桥面系
凿除外侧混凝土防撞墙,原设计图纸预制T梁,凿除该T梁两端桥面连续部位处以及与相邻T梁桥 面湿接板部位的沥青铺装层和砼现浇层。切割桥面湿接板和横隔板,解除和相邻T梁间的横向联系。
6.6吊除该受损T梁
T梁拆除时采用2台50T汽吊抬吊进行,拆除时在T梁底平铺通长的槽钢,起吊时与T梁捆绑在一起,以减少T梁受损部分受力,确保安全拆除。拆除的T梁利用运梁车运至场外破碎。
6.6 T梁预制
由于该桥施工时间较久,T梁的尺寸较为特殊,并且工期非常紧,如采用钢模或场外预制的话,将影响整个抢修进程,给机场高速和佛城路行车带来隐患。综合考虑,施工采用现场预制的方法进行,底模、侧模采用竹胶板,利用小钢管进行支模。拆模后施工强度及外观尺寸均满足设计,取得了良好的效果。
6.6安装新预制的T梁
由于现场场地影响,T梁底模与桥梁方向垂直,起模后放置在运梁车上。运梁车将T梁运至起点位置附近,汽吊逐步将T梁调整至起吊位置, 2台50T汽吊同时抬吊将T梁放置至落梁位置。
6.7桥面系施工
(1)横隔板连接施工
(2)桥面湿接板施工
(3)防撞墙和混凝土调平层施工
七、结束语
随着经济发展,大型运输车辆日益增加,原80、90年代修建的桥梁设置的净空高度已不能满足现有的运输需求。本文对类似由于桥梁的检修有着实际施工意义。对于净空高度影响的桥梁,建议采用下挖或设置限高门架,已保护桥梁安全和运输安全。