地铁隧道施工中的既有桥梁改建加固-精品文档

1、地铁隧道施工中的既有桥梁改建加固 引言 随着我国国民经济的日益发展， 国内许多大城市对于地铁隧 道的建设更为重视。然而随着隧道交通运输量的迅速增长， 隧道 中的现有危桥总长逐渐增多。 若将其拆除重建，不仅要耗费大量 资金，而且工期也较长；若有计划、有步骤的对现有旧桥进行加 固改造，桥梁加固后，可以延长桥梁的使用寿命，用少量的资金 投入，使桥梁能满足交通量的需求， 还可以缓和桥梁投资的集中 性，为国家带来巨大的经济和社会效益。 发生重大病害和不能满足运输要求的桥涵，应对其设备彻底 进行整治加固、改善、更新，以恢复原有桥梁建筑物的整体使用 效能和延长使用年限，并提高原有桥梁建筑物的荷载等级和通过

2、能力。桥梁维修与加固的主要内容在于：对既有桥梁上部构件维 修加固，对既有桥梁下部构件维修加固， 拓宽桥梁的行车道或人 行道，升高桥梁上部构造的高度， 更换桥梁行车道路面或引桥路 面的结构，部分或全部更换桥梁损坏或破坏服役了的结构物。桥 梁的维修与加固工作，须充分利用原有部分，凡能加固的，则不 宜改建，凡能部分改建的，则不应全部改建。对服役桥进行维修 加固，常有如下步骤：检查桥梁现状和损坏情况；调查桥梁历史 技术资料和现有交通状况； 提出维修加固或改建方案， 随时进行 分析比较；确定方案并付诸实施，即进行维修加固或改建施工。 二、地下工程风险分析 以风险来源为依据 , 我们可以将地下施工的风险分

3、为人为因 素风险、自然环境中的风险以及机械材料设备风险三类。 1、人为因素风险 （1）施工质量没有保证 , 没有根据规程进行操作 , 偷工减料 现象时有发生；如围岩爆破用药过量 ,导致围岩扰动 , 强度下降； 锚杆超前管棚型号、规格有误 , 数量不够；喷射混凝土质量、厚 度不达标准；忽视危岩检查 , 没有正确危石等。 （2）施工技术不适合 : 例如选择开挖方式、爆破方式不当 , 没有有效的地下水控制措施、未及时进行锚喷支护等。 （3）施工决策不当 : 例如量测不及时、未能及时反馈信息 , 导致决策失误 , 在紧急情况缺乏有力措施等。 （4）施工管理问题 : 例如施工管理方式不符合现代施工要求

4、没有形成流畅的施工管理信息 ,施工不按工序 ,抢工图快 ,只顾追 求进度等。 （5）人员技术力量薄弱 : 主要有施工技术水平较低 ,熟练程 度有待提高 , 缺乏对管理人员素质的培养等。 2、自然环境风险 （1）岩土体分布空间变异性较大 : 例如岩土体材料物理力学 性质与参数的变异性、地层分布的不确定性等。 （2）存在水文地质、不良地质 : 例如软弱断层、夹层、破碎 带以及风化槽、风化囊、岩石覆盖层过薄段等。 ( 3)不可抗力风险 : 气候条件太过恶劣、地震、洪水等自然 灾害。 3、材料设备风险 主要包括材料质量风险、 特殊材料和新材料的应用、 供应风 险、设备类型不当、设备故障等。 由于以上风

5、险的存在，使得隧道中现有桥梁容易受到破坏。 三、桥梁的维修与加固技术 1、桥梁的上部承重结构维修加固的方法 (1) 粘钢加固法 粘贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固于混 凝土结构受拉面或其他薄弱部位 , 使钢板与加固混凝土结构形成 整体,以提高构件的抗弯、抗剪能力 , 提高原结构的刚度 ,限制裂 缝的开展 , 改善钢筋与混凝土的应力状态。当粘贴钢板拟提高梁 的抗弯强度时 , 钢板粘贴在梁的底面。此时将钢板和混凝土作为 整体考虑 ,对钢板与混凝土的局部剪切强度进行控制设计 ; 当拟 提高梁的抗剪强度时 ,钢板可粘贴在构件侧面 , 并与原构件内抗 剪钢筋方向一致。 粘贴钢板补强加固的合理

6、设计应控制在钢板发 生屈服之前 , 以保证混凝土不出现剪切破坏。 (2) 粘钢加固法 粘碳纤维加固法是根据结构构件受力分析计算结果和受力 特征，应用配套树脂将碳纤维粘贴于强度不满足受力要求的混凝 土构件外部相应部位， 以达到构件满足承载力要求的一种补强加 固方法。其加固原理是利用其配套树脂的剪切强度将混凝土构件 承载的荷载传递给碳纤维， 使后粘贴碳纤维和原钢筋混凝土构件 共同承受荷载作用力。碳纤维加固特点： 1) 强度高：碳纤维加固 材料强度普遍较钢材高， 一些特制强化碳纤维强度可达钢材的数 倍之上。 2)重量轻：比重是钢板的 1/5 左右，因此加固后基本不 增加原结构自重。 3) 施工简便：

7、碳纤维重量轻，一般只需手工操 作，不受施工空间的限制，施工速度快。 4) 不受形状限制：不论 方形、六角形及各类不规则形，加固后均可保持物体原状，不影 响表面装饰。 (3) 桥面补强层加固法 桥面补强层加固法是通过在梁顶 (桥面 )上加铺一层钢筋混 凝土层 , 使其与原有主梁形成整体 , 从而达到增大主梁有效高度 和抗压截面 ,增加桥面整体刚度 , 提高桥梁承载能力的一种常用 且有效的方法。为了减小补强层增加的恒载 , 常将原有桥面铺装 层凿除,而且能使新老结合良好 , 共同受力。 (4) 增大梁截面积加固法 钢筋混凝土简支梁桥上部结构往往由于原结构或由于施工 质量不佳等原因导致在长期运营过程

8、中出现裂缝等现象从而使 结构的承载能力降低 , 通常采用增大构件截面、增加配筋、提高 配筋率的加固方法。这种方法是增大梁底面或侧面的尺寸 , 增配 主筋,提高梁的有效高度和抗弯强度 , 从而提高桥梁的承载力。 该 法广泛用于梁桥及拱桥拱肋的加固。 (5) 锚喷混凝土加固法 该法是借助高速喷射机械 , 将新混凝土混合材料连续地喷射 到已锚钢筋网的受喷面上 ,凝结硬化而形成钢筋混凝土 , 从而增 大桥梁的受力断面 ,增加补强钢筋 ,加强结构的整体性 , 使其能承 受更大的外荷载作用。这种锚喷加固法主要用于拱式桥梁 , 施工 工艺简单而且加固效果好。 2、桥梁的下部结构维修加固的方法 (1) 扩大基

9、础加固法 由于桥梁的基础承担着桥梁的全部自重及桥面上的可变作 用, 因而桥梁基础的加固成为桥梁加固工程中的重点。对于原基 础为扩大基础的桥梁 , 如果因基础的病害导致基础承载力不足、 基础产生沉降或不均匀沉降、 基础产生滑移和倾斜、 基础局部掏 空或损坏的情况下 , 可采用扩大桥梁基础底面积的加固方法进行 加固 ,该方法因受力明确、施工简单、造价低廉而在实际加固工 程中广泛采用。 (2) 增补桩基加固法 在桩式基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩 , 并 扩大原承台 , 以此提高基础承载力、 增加基础稳定性 , 这种方法的 优点在于不需要抽水筑坝等水下施工作业。 (3) 桥墩套箍加固法

10、对于桩柱式桥梁 , 当桥墩由于基础冲刷严重、 埋置深度不够 , 施工质量控制不严等因素导致墩台露筋及破损时 , 一般可对受损 的墩台采用钢筋混凝土套箍进行补强加固。 套箍可以沿墩台身或 桩身外侧布设 , 做成圈梁形式。 3、桥梁附属构筑物维修的方法 (1) 桥面铺装的维修 桥面铺装指的是为保护桥面板和分布车轮的集中荷载 , 用沥 青混凝土、 水泥混凝土、 高分子聚合物等材料铺筑在桥面板上的 保护层。其作用是保护桥面板防止车轮或履带直接磨耗面, 保护 主梁免受雨水侵蚀 , 并借以分散车轮的集中荷载。桥面铺装的病 害主要为原铺装层过薄、 铺装中未设钢筋网或含筋量过小、 铺装 与桥板间存在夹层、混凝

11、土浇筑不密实引起的。 桥面铺装主要有沥青混凝土和水泥混凝土铺装两种形式。 对 于沥青混凝土铺装病害形式 , 可以采用灌缝和挖补等日常手段进 行维修 , 而对于水泥混凝土铺装的病害形式除采用上述修补方式 处理外 , 最有效的就是对其进行彻底翻修。 (2) 桥面伸缩缝的维修 桥面伸缩缝主要由传力支承体系和位移控制体系组成 , 它的 主要功能是将车辆垂直和水平荷载通过支承结构传递到梁体, 并 适应桥梁纵横位移的变化和梁端翘曲发生的转角变化。 由于它设 置在梁端构造比较薄弱的部位 ,直接承担车辆反复荷载作用 , 又 大多暴露在大自然中 , 受到各种自然环境的影响。加之其装置的 性能及连接件等不尽完善 ,因而可以说伸缩缝是易损坏 , 难修补 的部位 , 经常会发生各种不同程度的缺陷。桥面伸缩缝的损坏 , 不仅影响着桥梁的正常使用 , 而且增大了养护维修的工程量 , 造 成了一定的经济损失和不良社会影响 ,因此 ,必须对桥面伸缩缝 进行经常性的维修整治 , 以保证桥梁的正常使用。 伸缩缝的维修必须注意的重要问题 : 当原伸缩缝装置的锚固钢筋等损坏、 松动或无锚固钢筋需增 设时 ,应先凿出锚孔后再安设钢筋等锚固件。 在凿除原有混凝土铺装时 , 不要损伤伸