CN208009281U - 采用钢波纹管加固既有桥涵的结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种采用钢波纹管加固既有桥涵的结构，所述既有桥涵包括既有桥涵面板、换填钢波纹管基础和既有桥涵基础，其特征在于：所述结构包括钢波纹管和填充混凝土，其中，所述填充混凝土填充于既有桥涵基础中间并对应于既有桥涵面板和换填钢波纹管基础之间，所述钢波纹管置于填充混凝土的中间。在施工时，只需将既有桥涵面板下方的桥体挖空一部分用于钢波纹管的放置，钢波纹管放置好后，在钢波纹管外侧的剩余挖空空间用混凝土填充夯实，无需将整个桥涵拆除重建，可减少工程消耗，包括工期、工程费用、人力物力投入和固体垃圾存放等等，且钢波纹管置于桥体内部，对整个桥涵有支撑作用，使整个加固结构更加稳固。
Description
技术领域
本实用新型涉及道路工程改扩建领域，具体涉及道路工程既有桥涵的加固领域。
背景技术
公路桥涵是公路工程中的重要组成部分之一，无论是在工程数量上还是工程造价上，在公路工程中都占有相当的比重。目前我国公路路基中公路桥涵所占的比重越来越大，在平原地区每公里约有1～3座，在山岭重丘地区每公里约有4～6座。在我国修建的公路桥涵，由于长期受到超载车辆的反复作用、地质资料不详或施工等原因，很大部分受到了不同程度的病害。约有60％的公路桥涵出现了裂缝为主的病害，其中70％是纵向开裂，为了确保公路桥涵的结构安全以及使用功能，需要对这些公路桥涵进行维修加固，特别地，对病害严重的结构甚至需要进行拆除重建。因此，如何对既有公路桥涵进行处理是公路改扩建项目中所面临的重大问题之一。
目前应用于公路桥涵加固的传统方法主要有拆除重建法、裂缝修补、增大截面法，粘贴钢板加固法、粘贴纤维布加固法等。这些方法，虽然能够在不同程度上满足对轻微病害公路桥涵结构加固的需要，但仍然无法解决在通车状态下对病害严重的旧公路桥涵结构进行拆除重建的燃眉之急。改扩建一般方法主要是拆除旧桥涵、新建新桥涵，这样对交通和环境会造成不同程度的影响，固体垃圾、噪声和粉尘等又大幅度污染环境。
实用新型内容
针对以上不足，本实用新型提出一种钢波纹管加固既有桥涵的结构，只需在既有公路桥涵内部嵌套相应尺寸的钢波纹管，既有公路桥涵与钢波纹管采用填筑混凝土的方式，起到粘结作用，用以提高公路桥涵的承载能力，这种加固方法不仅不会中断交通，也节省了投资、加快了工期，避免了拆除旧桥涵混凝土产生的固体垃圾及堆放问题，是绿色环保节能减排、保护环境的加固的技术。
本实用新型提供了一种采用钢波纹管加固既有桥涵的结构，所述既有桥涵包括既有桥涵面板、换填钢波纹管基础和既有桥涵基础，所述结构包括钢波纹管和填充混凝土，其中，所述钢波纹管插入到既有桥涵基础之间并对应于既有桥涵面板和换填钢波纹管基础之间，所述填充混凝土填充于钢波纹管的外部空隙。
为了进一步实现本实用新型，所述钢波纹管为分片拼装，其各片具有一定的曲率半径，片与片之间的搭接用螺栓连接，各片之间交错搭接，最终形成一个整圆。
为了进一步实现本实用新型，所述钢波纹管外径小于桥涵高度，所述钢波纹管的外侧顶面与桥涵面板之间有一定距离，所述钢波纹管的外侧底面与换填钢波纹管基础之间有一定距离。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型采用钢波纹管加固既有桥涵，主要是利用钢波纹管对既有桥涵的支撑，以及钢波纹管本身的结构特点的优良性得到加固后的良好的受力效果，钢波纹管具有的圆形壳体结构以及其波纹设置，更有利于提高桥体的承载能力。
2、本实用新型的填充混凝土将钢波纹管包围，且填充混凝土夯实在既有桥涵面板、换填钢波纹管基础和既有桥涵基础之间，对置于其中的钢波纹管具有支撑稳固作用，同时填充混凝土为方形结构有利于施工。
3、本实用新型只需在既有桥涵面板下方的桥下基础开挖，而后将钢波纹管插入到开挖完成后形成的换填钢波纹管基础的上方，在钢波纹管外部空隙用混凝土填充夯实，无需将整个桥涵拆除重建，可减少工程消耗，包括工期、工程费用、人力物力投入和固体垃圾存放等等。
4、本实用新型的钢波纹管设置在既有桥涵面板下方的桥体中，从内部支撑桥涵，从本质上加固结构，可靠度较高。
5、施工方便，主要是顶推施工，无需较大工程设备。
附图说明
图1为本实用新型的立面结构示意图；
图2为实用新型的平面结构示意图；
图3为桥涵加固结构的断面示意图。
附图标记说明：1.既有桥涵面板；2.换填钢波纹管基础；
3.既有桥涵基础；4.钢波纹管；5.填充混凝土；6.护栏；
7.河床铺砌8.截水墙。
具体实施方式
参照图1、图2和图3对本实用新型做进一步说明。
本实施例中的采用钢波纹管4加固既有桥涵，其既有桥涵包括既有桥涵面板1、换填钢波纹管基础2、既有桥涵基础3，其加固结构包括钢波纹管4和填充混凝土5。其中，钢波纹管4插入到既有桥涵基础3之间并对应于既有桥涵面板1和换填钢波纹管基础2之间，填充混凝土5填充于钢波纹管4的外部空隙。其采用钢波纹管4加固既有桥涵的结构中，主要是利用钢波纹管4对既有桥涵的支撑，以及钢波纹管4本身的结构特点的优良性得到加固后的良好的受力效果，钢波纹管4具有的圆形壳体结构以及其波纹设置，更有利于提高桥体的承载能力；填充混凝土5将钢波纹管4包围，且填充混凝土5夯实在既有桥涵面板1、换填钢波纹管基础2和既有桥涵基础3之间，对置于其中的钢波纹管4具有支撑稳固作用，同时填充混凝土5为方形结构有利于施工。
其中，换填钢波纹管基础2为既有桥涵面板1下方的桥下基础，当安装钢波纹管4时，会在桥下基础开挖，其开挖深度＝梁底标高-管顶混凝土填充高度(25cm)-钢波纹管4直径(400cm)-管底混凝土垫层(25cm)-砂砾垫层(50～100cm)，砂砾垫层厚度视基底开挖情况定，开挖完成后即形成换填钢波纹管基础2，在钢波纹管4的下方填筑有管底砂砾垫层和管底混凝土垫层，其管底混凝土垫层位于管底砂砾垫层上面，钢波纹管4放置在换填钢波纹管基础2的上方，位于垫层上面，而后在钢波纹管4的外部空隙用混凝土填充夯实，其混凝土填充部分与管底砂砾垫层和管底混凝土垫层部分即形成了填充混凝土5结构，其混凝土填充起到粘结作用，将钢波纹管4与整个桥体连为一体，有利于加固后整个桥体的稳固，可进一步提高公路桥涵的承载能力。
为使安装方便，钢波纹管4为分片拼装，其各片具有一定的曲率半径，片与片之间的搭接用螺栓连接，各片之间交错搭接，最终形成一个整圆。
为使本实施例更加清楚，下面以既有桥梁的情况以及加固方法的具体实施方式做说明：
1.本实施例中的既有桥梁为某待加固简支梁桥，该桥总长5.75m，桥梁净长为4.99m，桥宽7.0m，横向布置为0.25m(护栏6)+6.5m(机动车道)+0.25m(护栏6)，上部结构形式为单跨简支梁，下部结构桥台采用浆砌片石砌筑。其中一端桥头两侧均设置了限宽混凝土块。该桥梁的设计、竣工等资料缺失，竣工年代不详。
2.对于该既有桥梁的检测结论
2.1外观检测
经检测发现，该既有桥梁总体状况非常差，其主梁腹板及桥台发现多条宽度较大的裂缝，此外还存在其他一些严重影响桥梁耐久性的病害，经汇总分析，可将该桥的主要病害归纳为如下几类：(1)桥头搭板连接不平顺，桥面堆积泥沙及滋生杂草；(2)防撞栏破损、露筋；(3)主梁腹板及微弯板开裂严重；(4)桥台开裂严重。
2.2承载力检测
检测报告结论，该桥上部结构主梁裂缝宽度大幅超过规范限值，下部结构桥台存在严重的结构性断裂缝，存在坍塌的危险，且承载能力下降达25％以上，桥梁总体状况非常差，将该桥的技术状况等级评定E级(危险)桥梁。桥梁主体混凝土强度推定值在13.4MPa～14.2MPa之间，横隔板混泥土强度推定值为13.2MPa；主梁和横隔板混凝土的平均碳化深度为7.0mm，材料性能有所退化；主梁腹板及横隔板的保护层厚度均能满足规范要求，个别主梁底板保护层厚度不满足规范要求；检测桥跨的静力工作性能较差，上部结构的横向整体工作性能差，大部分主要试验检测指标不能够满足规范的要求，试验过程中，上部结构梁体裂缝存在一定的扩展；桥梁的承载能力和正常使用性能不能满足“汽-15级”荷载等级的要求，并且该桥的实际刚度较小，桥梁的振动响应较大，行车性能差。
3.加固方案
工程采用钢波纹板加固方案，在旧桥桥跨底部插入直径4m钢波纹管4，在管涵外侧与旧桥之间填充混凝土5，形成新的结构形式。
4.施工方案
(1)管涵施工前应有仪器确定出路线的中心线和管涵轴线的控制点位。
(2)桥下基础开挖：开挖范围为既有桥台(或既有桥涵基础3)之间，在桥两侧各延伸2～3米(视开挖深度定)，开挖深度＝梁底标高-管顶混凝土填充高度(25cm)-钢波纹管4直径(400cm)-管底混凝土垫层(25cm)-砂砾垫层(50～100cm)，砂砾垫层厚度视基底开挖情况定。
(3)填筑管底砂砾垫层，长度沿管径方向两端各延伸1.5米；填筑管底混凝土垫层，长度沿管径方向两端各延伸1米，注意大致与原桥梁底平行；对梁底、桥台等部位湿水，以利与新浇筑混凝土的连接。
(4)钢波纹管4分片拼装，分片拼装管的紧固件采用国标中的标准紧固件，其强度和规格应满足力学要求，且不低于管材强度要求。拼接处必须清理干净，以确保拼缝搭接紧密，搭接处用密封防水材料(或热沥青)涂装。
(5)在涵管两侧设置垂直模板30cm高，分别从两侧浇筑混凝土并捣实，涵管内同时进行混凝土浇筑(涵管内混凝土浇筑高度到沟底高度为止，并注意沟底排水纵坡及方向)；在原模板高度上，加装垂直模板，每次加装高度为30cm，分层进行混凝土浇筑并捣实，直至管顶的混凝土浇筑；采用流动性适宜的30号商品混凝土(选用适宜的坍落度)，采用小型混凝土输送泵填筑，在每层浇筑时，从里往外进行，务必保持混凝土的密实和填筑均匀，并注意涵管两侧的填筑高度不能太大，交替浇筑时，中间不能中断。最后的管顶混凝土浇筑，一定要保证桥梁上部结构T梁的梁底必须填充密实，混凝土填筑工作尽量在一天内完成。
(6)浇筑完成后，在龄期内进行养护，与施工单位商量折除模板的时间。在模板折除前对开挖的沟底进行回填、压实；模板折除后，对两侧的混凝土表面进行整平处理，并与施工方商量浇水保湿的频率，进行养护。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，本实用新型并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部结构的改动，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，且属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。
Claims (3)
1.一种采用钢波纹管加固既有桥涵的结构，所述既有桥涵包括既有桥涵面板、换填钢波纹管基础和既有桥涵基础，其特征在于：所述结构包括钢波纹管和填充混凝土，其中，所述钢波纹管插入到既有桥涵基础之间并对应于既有桥涵面板和换填钢波纹管基础之间，所述填充混凝土填充于钢波纹管的外部空隙。
2.根据权利要求1所述的采用钢波纹管加固既有桥涵的结构，其特征在于：所述钢波纹管为分片拼装，其各片具有一定的曲率半径，片与片之间的搭接用螺栓连接，各片之间交错搭接，最终形成一个整圆。
3.根据权利要求1或2所述的采用钢波纹管加固既有桥涵的结构，其特征在于：所述钢波纹管外径小于桥涵高度，所述钢波纹管的外侧顶面与桥涵面板之间有一定距离，所述钢波纹管的外侧底面与换填钢波纹管基础之间有一定距离。
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Cited By (2)
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| CN115478495B (zh) * | 2022-10-11 | 2024-09-10 | 华南理工大学 | 一种发挥波纹钢柔性的盖板涵加固装置及其施工方法 |
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