舊路升級改造中橋梁設(shè)計問題探討論文
摘要:結(jié)合筆者參與的若干舊路改造項目,探討了既有橋梁升級改造的若干問題,并提出處理建議。
關(guān)鍵詞:舊路;升級改造;橋梁設(shè)計
中圖分類號:U442.5文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1007—6921(2016)02—0100—01
1研究背景
近年來,舊路升級改造工程在公路工程中的占比逐年提高,挑戰(zhàn)與問題也隨之而來。如何充分利用舊路既有構(gòu)造物、在節(jié)省造價的同時達到使用效能最大化,是工程參與者面臨的重要課題。尤其是既有橋梁的利用、修復(fù)、改建、重建問題,如何考慮設(shè)計會更加方便施工、確保使用、減少對既有道路的擾動、減少造價,成為此類橋梁設(shè)計中最為關(guān)鍵的考量。
2舊路升級改造工程中橋梁設(shè)計各過程中的重點簡述
眾所周知,一條公路的設(shè)計,通常要經(jīng)歷可行性研究階段、外業(yè)勘測階段、初步設(shè)計階段、施工圖設(shè)計階段、施工中修正設(shè)計階段。每個階段都有其關(guān)注的重點。
。玻笨尚行匝芯侩A段
該階段要對項目有總體的把握,總體規(guī)劃、規(guī)模控制都是在該階段完成的。作為橋涵專業(yè),應(yīng)重點關(guān)注改造后公路使用性能的變化對周邊地區(qū)的影響,例如:在低等級公路改高速的工程中,因高速實行全封閉通行,應(yīng)考慮沿線的村鎮(zhèn)市的人民通行便捷,增設(shè)輔道、通達等,在農(nóng)牧區(qū),亦應(yīng)增設(shè)農(nóng)耕通道、牧道等。同時,須對既有構(gòu)造物進行外觀檢查,詳細了解構(gòu)造物的外觀損壞、病害情況,并進行評估,對于評級較高、存在繼續(xù)使用可能的橋涵,應(yīng)列入相應(yīng)的荷載檢測試驗費,以便在初步設(shè)計階段確定該橋的使用可能性;對于評級較低的橋涵基本可以認定為拆除新建。
。玻餐鈽I(yè)勘測階段
該階段對既有道路進行采集數(shù)據(jù)勘測,同時應(yīng)重點關(guān)注評級較高、存在繼續(xù)使用可能的橋涵,對關(guān)鍵橋涵應(yīng)進行詳細的檢測,確定其使用健康情況,并對其使用狀態(tài)進行詳細分析評價,確定該構(gòu)造物是否可以采取加固措施后繼續(xù)使用。
2.3初步設(shè)計階段
除常規(guī)設(shè)計新建橋涵外,應(yīng)對需要加固改造的橋梁按照現(xiàn)有狀態(tài)進行驗算設(shè)計。對于上部無法繼續(xù)使用的橋梁,應(yīng)驗算下部承載能力,承載能力驗算尚可的,應(yīng)對蓋梁進行改造,以方便架設(shè)新建的上部構(gòu)造,同時,應(yīng)反算橋面標(biāo)高,并要求縱斷設(shè)計人員進行重新擬合。對于已無法使用的橋梁,設(shè)計中應(yīng)采取加大單孔跨徑的原則,如原橋為4m~13m中橋,則重建橋宜設(shè)置為4m~20m,并采用錯位布置,以避開原有橋梁的基礎(chǔ),同時橋臺設(shè)計,不宜采用開挖面積較大的橋臺類型,宜采用樁柱式橋臺,以減少開挖,避免擾動原已穩(wěn)定的路基,計算中,樁長應(yīng)從天然地面起算。
2.4施工圖設(shè)計階段
對可以加固的橋梁應(yīng)提出詳細的加固改造方案,對于新建橋梁,樁柱式橋臺,天然地面以上部分應(yīng)按墩柱計算受力及配筋,天然地面以下部分按樁基計算配筋,同時,新舊結(jié)構(gòu)防護工程的銜接應(yīng)仔細考慮。
2.5施工階段
應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場具體情況,適當(dāng)調(diào)整設(shè)計方案,以方便施工。
。玻稊U建項目
對于擴建項目,亦應(yīng)調(diào)查既有橋涵的典型標(biāo)高,以方便加寬、接長設(shè)計,設(shè)計中應(yīng)充分考慮新舊構(gòu)造物銜接方法,及銜接點的特殊設(shè)計。
3工程實例
某公路,原設(shè)計等級為二級公路,現(xiàn)欲改造為一級公路。既有4m~13m中橋一座,擴大基礎(chǔ),上部為先張空心板,設(shè)計荷載為汽-20,掛-100。經(jīng)外觀檢測,發(fā)現(xiàn):該橋板縫全部開裂,且大面積脫落,板縫滲水嚴(yán)重;0#橋臺臺帽開裂,原橋臺混凝土標(biāo)號為C25,一字臺。外觀檢測評定為2級,可考慮加固改造繼續(xù)使用。經(jīng)計算分析發(fā)現(xiàn),該空心板已無法滿足在維持原設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上加鋪10cm瀝青混凝土鋪裝層的使用要求,故判定上部拆除重建。按照新荷載標(biāo)準(zhǔn)公路-Ⅰ級驗算后發(fā)現(xiàn):在該地區(qū)地震動峰值加速度0.1g作用下,橋臺、橋墩承載能力無法滿足使用要求,判定下部亦拆除。經(jīng)考慮后,為避免新建橋梁基礎(chǔ)與既有橋梁基礎(chǔ)沖突,選擇新建4m~20m中橋,且橋墩與既有橋梁錯位布置。為避免開挖擾動既有已穩(wěn)定的路基,橋臺采用樁柱式橋臺,天然地面以上部分樁高約10m,按橋墩受力計算,同時亦考慮土壓力影響進行二次驗算,樁長計算按照天然地面以下受力,計算應(yīng)有樁長。同時,為了考慮充分利用既有橋梁防護工程,設(shè)計中,不拆除既有橋梁的橋臺,將原橋臺視為擋墻,鑿除與新建上部沖突部分臺帽,對現(xiàn)有的錐坡等防護工程進行修復(fù),同時,新建的防護工程盡量與既有防護工程銜接,減少工程量。
4結(jié)論與建議
舊路升級改造項目,既需盡量充分利用既有構(gòu)造物,又要考慮改造、加固、重建中的細節(jié)。
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