六村堡匯報(bào)材料

1、西安市北三環(huán)六村堡立交北輔道橋復(fù)位工程施工圖設(shè)計(jì)匯報(bào)材料公路研究所有限公司2013年8月目 錄一、任務(wù)依據(jù)1二、橋梁概況1三、橋梁病害及成因分析11.橋梁病害12、成因分析6四、設(shè)計(jì)方案61、設(shè)計(jì)原則62、設(shè)計(jì)方案73、墩柱驗(yàn)算84、施工步驟115、交通組織方案11五、工程造價(jià)12西安市北三環(huán)六村堡立交北輔道橋復(fù)位工程【匯報(bào)材料】一、任務(wù)依據(jù)六村堡立交北輔道橋位于西安市北三環(huán)，在2013年7月24日常規(guī)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)該橋第五、六聯(lián)上部箱梁發(fā)生移位，造成伸縮縫橡膠條撕裂、支座損壞、墩柱偏移、裂縫。以上病害給橋梁的安全及穩(wěn)定帶來(lái)了極其不利的影響，為了及時(shí)解決橋梁的病害，保證橋梁安全運(yùn)營(yíng)，受業(yè)主委托我公

2、司于2013年7月25日對(duì)六村堡立交北輔道橋進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果結(jié)合該橋橋梁檢測(cè)報(bào)告，判明病害產(chǎn)生原因，現(xiàn)場(chǎng)制定加固方案,并進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。二、橋梁概況六村堡立交北輔道橋全長(zhǎng)697.72m，全橋共九聯(lián)，上部結(jié)構(gòu)跨徑布置為2（325）m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁+（35+36.64）m連續(xù)鋼箱梁+（25+27+25）m+5（325）m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁；下部結(jié)構(gòu)為柱式墩及薄壁臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁寬度：0.25m(護(hù)欄)+2.75m（人行道）+4m（非機(jī)動(dòng)道）+7.5m（機(jī)動(dòng)車(chē)道）+0.5m（防撞護(hù)欄）=15m。 橋梁設(shè)計(jì)荷載：城-A級(jí)，掛-120驗(yàn)算。計(jì)算行車(chē)速度：40km/h。

3、最大超高：2%。抗震設(shè)防烈度：8度，地震動(dòng)峰值加速度0.20g。三、橋梁病害及成因分析1.橋梁病害（1）橋面系11#墩頂伸縮縫橡膠破損嚴(yán)重，右側(cè)（內(nèi)）縫寬變大，左側(cè)（外）縫寬變小；14#墩頂伸縮縫橡膠破損，內(nèi)側(cè)雜物堵塞，伸縮縫寬度達(dá)10.5cm（病害見(jiàn)照片3-13-3）。 照片3-1伸縮縫橡膠條破損 照片3-2 伸縮縫堵塞、縫寬變大 照片3-3 伸縮縫橡膠條破損 照片3-4 箱梁移位伸縮縫處錯(cuò)臺(tái)（2）上部結(jié)構(gòu)第五、六聯(lián)上部移位，第14跨與15跨間梁橫向錯(cuò)位7cm（病害見(jiàn)照片3-4）。（3）支座及下部11-1號(hào)支座橫向限位鋼板變形，下端錨固混凝土開(kāi)裂；11-2號(hào)支座上下鋼板銹蝕，喪失滑動(dòng)功能，導(dǎo)

4、致梁端支座附近混凝土擠壓破損1mx1m范圍，深度約10cm，已全部翹曲；12號(hào)墩、13號(hào)墩外側(cè)滑動(dòng)支座均出現(xiàn)滑移，內(nèi)側(cè)固定支座對(duì)應(yīng)橋墩由底部向橋墩中部均出現(xiàn)由內(nèi)向外發(fā)展的環(huán)向裂縫。12-2號(hào)墩約30cm一條裂縫，裂縫最大寬度0.3mm，未貫通；13-2號(hào)墩約25cm一條裂縫，裂縫最大寬度0.6mm，未貫通。12-2號(hào)墩頂橫向偏位9.1cm，順橋向偏位3.9cm；13-2號(hào)墩頂橫向偏位16.1cm，順橋向偏位4.4cm。14號(hào)墩第14跨側(cè)均為滑動(dòng)支座，支座橫向滑移23cm，滑出鋼板17cm，支座均已喪失功能；14號(hào)墩第15跨側(cè)均為滑動(dòng)支座，支座橫向滑移13cm，滑出鋼板8cm，支座均已喪失功能；

5、14號(hào)墩外側(cè)防震擋塊已喪失功能。15-2#橋墩向外側(cè)位移10cm，15-2墩由底到頂約每30cm一條裂縫，一直延伸至橋墩中部，最大縫寬0.4mm。16-1支座向外偏位6cm，縱向偏位5cm。17-3支座限位塊脫落，支座上部調(diào)平層破損，支座縱向位移3cm17-2支座向外偏位6cm。（病害見(jiàn)照片3-53-26）。支座病害示意見(jiàn)圖3-1。 照片3-5 支座擋塊變形 照片3-6 支座墊石開(kāi)裂 照片3-7 蓋梁上雜土堆積 照片3-8 箱梁底板擠壓破損、支座銹蝕 照片3-9 支座向曲線外側(cè)滑移 照片3-10 12#橋墩底部橫向裂縫 照片3-11 12#墩底部最大裂縫 照片3-12 支座向外側(cè)滑動(dòng) 照片3-

6、13 13#橋墩底部橫向裂縫 照片3-14 13#墩底部最大裂縫 照片3-15 14#墩外側(cè)擋塊嚴(yán)重破損 照片3-16 支座上部向外滑移，橡膠板破損 照片3-17 上部向外滑移，支座橡膠板破 照片3-18 上部向外滑移，調(diào)平層、支座破損 照片3-19 14#墩外側(cè)擋塊嚴(yán)重破損 照片3-20 上部向外滑移，支座破損 照片3-21 15-2#支座傾斜破損 照片3-22 16-2#支座傾斜破損 照片3-23 17-1#支座處調(diào)平層破損 照片3-24 17-2#支座橫向位移 照片3-25 蓋梁上大量沙土堆積 照片3-26 支座限位鋼板脫落圖3-1 支座病害示意圖2、成因分析經(jīng)過(guò)檢測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)該橋主

7、要病害為上部移位，支座損壞，下部墩柱產(chǎn)生環(huán)向裂縫，該橋主要病害產(chǎn)生原因如下：（1）上部轉(zhuǎn)動(dòng)移位該橋上部出現(xiàn)移位的兩孔橋全橋橋高較高，曲線半徑全橋最小，在地震荷載作用下，上部與下部位移差較大，同時(shí)存在橫向擺動(dòng)及水平扭轉(zhuǎn)，地震作用下支座達(dá)到最大變形量被剪切破壞，上部位移無(wú)法恢復(fù)，造成上部轉(zhuǎn)動(dòng)移位。（2）墩柱環(huán)向裂縫出現(xiàn)環(huán)向裂縫的墩柱橫向偏位較大，柱頂為橫向固定支座，地震荷載作用下，墩柱受到較大水平力，導(dǎo)致在墩柱底部彎矩較大部位出現(xiàn)環(huán)向裂縫，為地震作用下的受力裂縫。四、設(shè)計(jì)方案1、設(shè)計(jì)原則本橋主要病害為上部結(jié)構(gòu)主梁在地震后移位，及由此導(dǎo)致的墩柱變形開(kāi)裂、支座墊石、調(diào)平層破損以及防撞擋塊、支座損壞失效

8、等病害。本次設(shè)計(jì)的整體思路是按照現(xiàn)行荷載等級(jí)要求，在滿足有關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)要求前提下，將上部現(xiàn)澆箱梁及墩柱復(fù)位，加固受損橋墩墩柱，同時(shí)盡量降低工程造價(jià)。2、設(shè)計(jì)方案（1）在12#、13#、15#、16#橋墩處內(nèi)側(cè)原承臺(tái)頂面，搭設(shè)鋼管支架，作為頂升及平移復(fù)位支撐；在外側(cè)柱頂安設(shè)抱箍，焊接鋼構(gòu)件，作為頂升及平移復(fù)位支撐； 圖4-1 12#、13#、15#、16#橋墩曲線內(nèi)、外側(cè)復(fù)位裝置（2）在11#、14#、17#墩蓋梁頂面安裝復(fù)位裝置，對(duì)第五聯(lián)和第六聯(lián)分次頂升復(fù)位施工；圖4-2 11#、14#、17#橋墩水平復(fù)位裝置（3）在12#、13#、15#、16#橋墩處內(nèi)側(cè)梁底及內(nèi)側(cè)柱頂安裝復(fù)位裝置，對(duì)其內(nèi)側(cè)

9、墩柱進(jìn)行復(fù)位；（4）復(fù)位落梁前采用高性能復(fù)合砂漿修筑破損支座墊石，將支座更換為橡膠支座；（5）將12-2#、13-2#、15-2#、16-2#墩柱復(fù)位后，對(duì)其采用外包15cm厚自流平混凝土增大截面加固，外包高度10m；（6）鑿除破損擋塊，植入鋼筋，采用自流平混凝土重新修筑擋塊； 圖4-3墩柱水平復(fù)位裝置 圖4-4 墩柱外包混凝土加固 圖4-5擋塊修復(fù)構(gòu)造 圖4-6 墩柱橫向限位裝置（7）采用高性能復(fù)合砂漿修復(fù)其他部位混凝能破損；對(duì)墩柱出現(xiàn)的裂縫寬度0.15mm的裂縫進(jìn)行封閉，寬度0.15mm的裂縫進(jìn)行壓力灌注，恢復(fù)結(jié)構(gòu)的使用性和耐久性；（8）修復(fù)、復(fù)位完成后在12-2#、13-2#、15-2#

10、、16-2#墩柱柱頂及梁底增設(shè)橫向限位裝置，并在限位裝置之間及11#、14#、17#墩蓋梁擋塊與主梁之間安設(shè)高彈性軟橡膠墊塊；（9）清理伸縮縫內(nèi)及蓋梁上沙土，更換破損伸縮縫。3、墩柱驗(yàn)算 （1）地震作用下墩柱驗(yàn)算采用MIDAS Civil對(duì)橋梁進(jìn)行整體建立計(jì)算模型，計(jì)算中考慮恒載及地震力作用，土體對(duì)樁基的作用采用節(jié)點(diǎn)彈性支撐進(jìn)行模擬，盆式支座按照彈性連接模擬，在梁端采用多折線受壓支承進(jìn)行模擬。計(jì)算模型見(jiàn)圖1。圖1 計(jì)算模型圖計(jì)算得地震E1荷載作用下順橋向時(shí)柱底最大彎矩為2175.6kN，詳見(jiàn)圖2，柱頂最大位移為3cm，詳見(jiàn)圖3。圖2 順橋地震E1荷載作用下彎矩圖圖3 順橋地震E1荷載作用順橋向

11、位移圖計(jì)算得地震E1荷載作用下橫橋向時(shí)柱底最大彎矩為441.3kN，詳見(jiàn)圖4，柱頂最大位移為11.5cm，詳見(jiàn)圖5。圖4 橫橋地震E1荷載作用下彎矩圖圖5 橫橋地震E1荷載作用橫橋向位移圖經(jīng)過(guò)混凝土配筋計(jì)算，固定支座下橋墩墩底的豎向力為4181.6kN，強(qiáng)度為3443.8kN，不滿足規(guī)范要求?；瑒?dòng)支座下墩柱強(qiáng)度可滿足要求。故考慮對(duì)支座進(jìn)行更換。（2）墩柱裂縫驗(yàn)算采用MIDAS Civil建模對(duì)墩柱按照柱單元進(jìn)行驗(yàn)算，經(jīng)計(jì)算得：墩柱被強(qiáng)迫位移16cm后，最大鋼筋應(yīng)力達(dá)到530MPa，到達(dá)屈服狀態(tài)，計(jì)算得裂縫寬度為0.38mm，小于檢測(cè)寬度，表明鋼筋進(jìn)入塑性階段后位移增加，導(dǎo)致裂縫寬度大于按彈性變

12、形下計(jì)算的裂縫寬度。從柱底7m范圍出現(xiàn)裂縫寬度超限，5m范圍內(nèi)承載能力不滿足規(guī)范要求。為保證加固后墩柱的柔性，將墩柱按10m進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。（3）支座驗(yàn)算一聯(lián)全長(zhǎng)為75m，考慮支座安裝后最大升降溫溫差為30，最大伸縮量為22.5mm，單端伸縮量為11.3mm；GJZ550600130橡膠板式支座允許變形為45mm；故將雙向滑動(dòng)盆式支座更換為橡膠板式支座可滿足要求。（4）加固后墩柱驗(yàn)算原15m高1.4m直徑墩柱抗推剛度為5000kN/m，加固后墩柱抗推剛度為10400kN/m，考慮更換支座為橡膠支座后，加固墩柱與支座整體的抗推剛度為3770 kN/m，是整體剛度相對(duì)原橋墩變小，地震作用下水平力將比

13、原設(shè)計(jì)水平力小，同時(shí)外側(cè)墩柱將與內(nèi)側(cè)墩柱共同受力，可有效減小地震荷載對(duì)橋梁的破壞作用。加固后考慮原鋼筋的60%與新增鋼筋共同受力，在相同荷載作用下，加固后承載能力為加固前的1.5倍。4、施工步驟（1）在12#、13#、15#、16#橋墩處開(kāi)挖，在曲線內(nèi)側(cè)墩柱兩側(cè)搭設(shè)鋼管支撐，并在其余墩柱兩側(cè)搭設(shè)施工工作平臺(tái)支架； （2）對(duì)12#、13#、15#、16#橋墩曲線外側(cè)墩柱頂部采用鋼板進(jìn)行抱箍； （3）在鋼管支撐及其余墩柱頂部安設(shè)頂升復(fù)位裝置； （4）安設(shè)墩柱水平復(fù)位裝置，對(duì)12#、13#、15#、16#橋墩曲線內(nèi)側(cè)墩柱進(jìn)行水平復(fù)位； （5）按一聯(lián)為一個(gè)工序?qū)ι喜拷Y(jié)構(gòu)整體頂升，將主梁落在臨時(shí)支撐鋼墊板上，對(duì)上部結(jié)構(gòu)主梁進(jìn)行水平復(fù)位； （6）鑿除破損擋塊并修復(fù)，修復(fù)支座墊石及調(diào)平層，安置支座； （7）回落主梁至支座上，對(duì)12#、13#、15#、16#橋墩曲線內(nèi)側(cè)墩柱自墩底往上10m范圍外包15cm厚自流平混凝土進(jìn)行加固； （8）在12#、13#、15#、16#橋墩墩頂兩側(cè)增設(shè)橫向限位裝置； （9）拆除支架；回填土恢復(fù)15、16#墩之間路基邊坡，保證下穿道路路基穩(wěn)定； （10）更換