桥梁拓宽工程桥梁搭板的设计与施工

2013-11-04 02:48赵洪秀
卷宗 2013年5期
关键词:构造搭板设计

赵洪秀

摘 要:结合整体式桥台桥梁搭板的受力特点,探讨了整体式桥台桥梁搭板的构造措施,阐明了桥头搭板采用分段的形式可有效释放结构的温度变形,利用具有高粘弹性的橡胶改性沥青填充材料作为变形缝的填料,既能方便施工、缩短工期,又能保证接缝质量,使接缝更加平顺。本文的构造措施可为整体式桥台桥梁搭板的细部设计提供参考。

关键词:整体式桥台;搭板;设计;构造

一、旧桥搭板构造

为缓解桥头路基沉降带来的病害,减轻桥头跳车,提高行车的安全性和舒适性,在桥台后设置一道 6~8m 的搭板。设置搭板可有效地缓解桥头路基沉降对行车地影响,是一种较为有效的减轻桥头跳车的措施。拓宽前万江新村桥的台后搭板长度为6m,宽度为 8.5m,厚度为30cm,桥梁的桥台处设置牛腿搁置搭板。根据桥梁工程整体加宽的需要,搭板需加宽 10.1m。加宽的桥梁除进行上部构造的拼接外,还需要对桥梁与路基接合处的搭板进行台后填砂、基层处理、搭板拼接等技术处理,以提高结构的强度保证行车的需要。

二、拼宽工程的搭板设计

拼宽工程的搭板设计为三块搭板,横向布置在桥面净宽内(出于经济、合理性考虑,在荷载不大的人行道处不设搭板)。2块大搭板宽4m,长8m,厚度30cm,搭板下的路基设置28cm 的水泥石灰土垫层,搭板上方预留8cm的厚度浇混凝土路面。小搭板的宽度为50cm,设置在已建搭板与新建大搭板的空隙处。见图1。

三、搭板拼宽设计存在的问题

桥面拓宽是解决旧桥桥面宽度不足的有效途径,能否处理好新旧桥桥面联接问题是桥梁拼宽工程的关键所在。旧桥的设计中并未考虑桥梁的拓宽问题,因此需对旧桥原有牛腿、搭板处的结构进行认真分析,使新旧桥能很好的结合成一个整体。

1.由于旧桥已使用多年,旧桥的混凝土已充分收缩,自重作用下的徐变也已基本完成,所以拓寬新增混凝土的自重、收缩、徐变等,在设计与计算时应充分考虑,以免新旧混凝土的接合面开裂或变形不一致。

2.旧桥搭板后的路面早已完成,因此在小搭板范围内的填料无法压实。由于本拓宽桥不是等宽度拓宽,所以该位置处于拓宽后的主车道上,冲击荷载较大,对路面结构层的要求较高。搭板下的水泥石灰土垫层无法压实,在今后的营运过程中会产生不均匀沉降,使搭板下出现脱空现象导致搭板断裂。

3.新旧搭板结合处老桥耳墙的位置对搭板的搁置影响较大。老桥耳墙处没有设置牛腿搭板无法放置,新旧结合处基础的不均沉降导致搭板受力不均匀。

四、整体式桥台桥梁搭板的特殊构造设计

整体式桥台桥梁与传统设伸缩缝的桥梁不同,整体结构的受力和变形主要受温度、收缩徐变及搭板周围土体的影响,这种新型桥梁的受力和变形实质上为上部结构与土的共同作用,梁体的伸缩变形主要通过台后土体及设置在搭板上的变形缝来吸收。搭板与桥台及主梁铰接,搭板的设置不仅直接影响结构的变形和受力,而且还影响桥面和路面的正常工作,当温度变化时,搭板与梁体共同伸缩,并因此具有阻滞作用,他将部分地影响到梁体的受力和变形,因此也要纳入整个结构的计算当中。搭板的设计方案为在两侧桥台各设 6m长、10.5m宽、0.3m厚的钢筋混凝土搭板,搭板分两段,每段3m,支撑在钢筋混凝土枕梁上。在搭板分段点及搭板与水泥路面连接位置设两道宽30cm、深15cm的变形缝,变形缝以高性能改性沥青填充。搭板与桥台台帽铰接,铰接处设2×4cm假缝,用填充式伸缩缝混合料填塞。搭板底铺设土工布,并在其上涂改性沥青以减小搭板底面约束。

五、解决问题的思路

1.为预防拼接新老搭板路基的不均匀沉降对搭板的影响,拼宽侧的搭板需要与旧桥搭板隔开,以达到明确受力互不干扰的目的,防止受力不均匀引起开裂、变形等的不利状况。

2.增设的小搭板支承在老桥台上,需先处理要原有老桥耳墙,使小搭板有摆放位置。小搭板由于宽度较小,无法单独承受车辆荷载的作用,需采用一定的办法与老搭板连成一体。

3.大搭板与小搭板由于不处于同一个桥台上,且台后路基也有不同,新大搭板支承在拼宽路基上,而小搭板则基本支承在老路基上,考虑到沉降的不同,需预防不均匀沉降变形对搭板的影响,因此大搭板与小搭板之间应用适当的材料隔开。

六、设计及施工方案

1.对搭板宽度进行适当调整,靠近老桥4m 宽的搭板调整为3.5m,小搭板相应增加 0.5m,即小搭板为1m宽。这样可使搭板受力清晰,且增加了小搭板的宽度,改善了小搭板的受力。

2.将老桥耳墙凿低30cm以上,小搭板可搭放在老桥桥台上。在老桥牛腿上种植 6 根φ18 的螺纹钢筋,种植深度大于40cm,设置成为一条长为75cm,宽与高为 30cm的梁,一端支承在耳墙上,另一端与种植钢筋连接,与原桥的牛腿相一致,小搭板支承在此梁上。

3.为保证搭板下基层的可靠性、稳定性,采用低标号的混凝土来代替水泥石灰土垫层。以解决压路机无法压实路基的问题。

4.若75cm搭板单独承受行车荷载的作用,小搭板很容易产生裂缝、毁坏。因此在老搭板上种植间距同搭板上的横向钢筋一致的φ20的二级钢筋,种植深度大于30cm,种植钢筋伸入小搭板内,与搭板内焊接,浇筑混凝土后与老桥搭板连成整体共同受力。

5.施工工程中,搭板开挖后,发现原搭板上靠近老路的一端25cm宽度没有路面基层,经过对老桥施工图的搭板的分析,发现此处正是老路的土路肩部分,所以该25cm没有结构层,将此处的土挖除后因搭板的长度和高度差将导致路面结构层无法碾压密实,因此将75cm搭板长度由6m延长到8m,并将搭板设置成变截面,钢筋重新布设,布设时考虑悬挂因素。将老桥搭板上25cm的非路面材料清除干净,并与75cm宽搭板连成整体一起浇筑。修改后的搭板施工图设计如图2。

七、结论

1.整体式桥台桥梁搭板设计上首先要满足长度、宽度及厚度等常规搭板设计的一般规定,其中搭板长度的确定考虑的因素较多,如要满足搭板的沉降坡差小于容许值,长度跨过填土破坏棱体等要求。

2.整体式桥台桥梁搭板的变形缝、搭板与桥台连接构造、台后填土及搭板与填土间的的界面处理等特殊构造措施进行了设计。整体式桥台桥梁搭板设计的影响因素比较多,在设计时要注意与实际工程经验相结合。

参考文献

[1]JTGD60-2004.公路桥涵设计通用规范[S].

[2]顾锋,邵容光,裴世保.桥头搭板设计[J].公路,1996(1):23-25.

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