六村堡汇报材料Word文档下载推荐.docx

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1、设计原则6

2、设计方案7

3、墩柱验算8

4、施工步骤11

5、交通组织方案11

五、工程造价12

一、任务依据

六村堡立交北辅道桥位于西安市北三环，在2013年7月24日常规检测中发现该桥第五、六联上部箱梁发生移位，造成伸缩缝橡胶条撕裂、支座损坏、墩柱偏移、裂缝。

以上病害给桥梁的安全及稳定带来了极其不利的影响，为了及时解决桥梁的病害，保证桥梁安全运营，受业主委托我公司于2013年7月25日对六村堡立交北辅道桥进行了实地调查，根据调查结果结合该桥桥梁检测报告，判明病害产生原因，现场制定加固方案,并进行施工图设计。

二、桥梁概况

六村堡立交北辅道桥全长697.72m，全桥共九联，上部结构跨径布置为2×

（3×

25）m现浇预应力混凝土连续箱梁+（35+36.64）m连续钢箱梁+（25+27+25）m+5×

25）m现浇预应力混凝土连续箱梁；

下部结构为柱式墩及薄壁台，钻孔灌注桩基础。

桥梁宽度：

0.25m（护栏）+2.75m（人行道）+4m（非机动道）+7.5m（机动车道）+0.5m（防撞护栏）=15m。

桥梁设计荷载：

城-A级，挂-120验算。

计算行车速度：

40km/h。

最大超高：

2%。

抗震设防烈度：

8度，地震动峰值加速度0.20g。

三、桥梁病害及成因分析

1.桥梁病害

（1）桥面系

①11#墩顶伸缩缝橡胶破损严重，右侧（内）缝宽变大，左侧（外）缝宽变小；

②14#墩顶伸缩缝橡胶破损，内侧杂物堵塞，伸缩缝宽度达10.5cm（病害见照片3-1~3-3）。

照片3-1伸缩缝橡胶条破损照片3-2伸缩缝堵塞、缝宽变大

照片3-3伸缩缝橡胶条破损照片3-4箱梁移位伸缩缝处错台

（2）上部结构

①第五、六联上部移位，第14跨与15跨间梁横向错位7cm（病害见照片3-4）。

（3）支座及下部

①11-1’号支座横向限位钢板变形，下端锚固混凝土开裂；

11-2’号支座上下钢板锈蚀，丧失滑动功能，导致梁端支座附近混凝土挤压破损1mx1m范围，深度约10cm，已全部翘曲；

②12号墩、13号墩外侧滑动支座均出现滑移，内侧固定支座对应桥墩由底部向桥墩中部均出现由内向外发展的环向裂缝。

12-2号墩约30cm一条裂缝，裂缝最大宽度0.3mm，未贯通；

13-2号墩约25cm一条裂缝，裂缝最大宽度0.6mm，未贯通。

12-2号墩顶横向偏位9.1cm，顺桥向偏位3.9cm；

13-2号墩顶横向偏位16.1cm，顺桥向偏位4.4cm。

③14号墩第14跨侧均为滑动支座，支座横向滑移23cm，滑出钢板17cm，支座均已丧失功能；

14号墩第15跨侧均为滑动支座，支座横向滑移13cm，滑出钢板8cm，支座均已丧失功能；

14号墩外侧防震挡块已丧失功能。

④15-2#桥墩向外侧位移10cm，15-2墩由底到顶约每30cm一条裂缝，一直延伸至桥墩中部，最大缝宽0.4mm。

⑤16-1支座向外偏位6cm，纵向偏位5cm。

17-3支座限位块脱落，支座上部调平层破损，支座纵向位移3cm17-2支座向外偏位6cm。

（病害见照片3-5~3-26）。

支座病害示意见图3-1。

照片3-5支座挡块变形照片3-6支座垫石开裂

照片3-7盖梁上杂土堆积照片3-8箱梁底板挤压破损、支座锈蚀

照片3-9支座向曲线外侧滑移照片3-1012#桥墩底部横向裂缝

照片3-1112#墩底部最大裂缝照片3-12支座向外侧滑动

照片3-1313#桥墩底部横向裂缝照片3-1413#墩底部最大裂缝

照片3-1514#墩外侧挡块严重破损照片3-16支座上部向外滑移，橡胶板破损

照片3-17上部向外滑移，支座橡胶板破照片3-18上部向外滑移，调平层、支座破损

照片3-1914#墩外侧挡块严重破损照片3-20上部向外滑移，支座破损

照片3-2115-2#支座倾斜破损照片3-2216-2#支座倾斜破损

照片3-2317-1#支座处调平层破损照片3-2417-2#支座横向位移

照片3-25盖梁上大量沙土堆积照片3-26支座限位钢板脱落

图3-1支座病害示意图

2、成因分析

经过检测及现场调查发现该桥主要病害为上部移位，支座损坏，下部墩柱产生环向裂缝，该桥主要病害产生原因如下：

（1）上部转动移位

该桥上部出现移位的两孔桥全桥桥高较高，曲线半径全桥最小，在地震荷载作用下，上部与下部位移差较大，同时存在横向摆动及水平扭转，地震作用下支座达到最大变形量被剪切破坏，上部位移无法恢复，造成上部转动移位。

（2）墩柱环向裂缝

出现环向裂缝的墩柱横向偏位较大，柱顶为横向固定支座，地震荷载作用下，墩柱受到较大水平力，导致在墩柱底部弯矩较大部位出现环向裂缝，为地震作用下的受力裂缝。

四、设计方案

1、设计原则

本桥主要病害为上部结构主梁在地震后移位，及由此导致的墩柱变形开裂、支座垫石、调平层破损以及防撞挡块、支座损坏失效等病害。

本次设计的整体思路是按照现行荷载等级要求，在满足有关规范及标准要求前提下，将上部现浇箱梁及墩柱复位，加固受损桥墩墩柱，同时尽量降低工程造价。

2、设计方案

（1）在12#、13#、15#、16#桥墩处内侧原承台顶面，搭设钢管支架，作为顶升及平移复位支撑；

在外侧柱顶安设抱箍，焊接钢构件，作为顶升及平移复位支撑；

图4-112#、13#、15#、16#桥墩曲线内、外侧复位装置

（2）在11#、14#、17#墩盖梁顶面安装复位装置，对第五联和第六联分次顶升复位施工；

图4-211#、14#、17#桥墩水平复位装置

（3）在12#、13#、15#、16#桥墩处内侧梁底及内侧柱顶安装复位装置，对其内侧墩柱进行复位；

（4）复位落梁前采用高性能复合砂浆修筑破损支座垫石，将支座更换为橡胶支座；

（5）将12-2#、13-2#、15-2#、16-2#墩柱复位后，对其采用外包15cm厚自流平混凝土增大截面加固，外包高度10m；

（6）凿除破损挡块，植入钢筋，采用自流平混凝土重新修筑挡块；

图4-3墩柱水平复位装置图4-4墩柱外包混凝土加固

图4-5挡块修复构造图4-6墩柱横向限位装置

（7）采用高性能复合砂浆修复其他部位混凝能破损；

对墩柱出现的裂缝宽度<

0.15mm的裂缝进行封闭，宽度≥0.15mm的裂缝进行压力灌注，恢复结构的使用性和耐久性；

（8）修复、复位完成后在12-2#、13-2#、15-2#、16-2#墩柱柱顶及梁底增设横向限位装置，并在限位装置之间及11#、14#、17#墩盖梁挡块与主梁之间安设高弹性软橡胶垫块；

（9）清理伸缩缝内及盖梁上沙土，更换破损伸缩缝。

3、墩柱验算

（1）地震作用下墩柱验算

采用MIDASCivil对桥梁进行整体建立计算模型，计算中考虑恒载及地震力作用，土体对桩基的作用采用节点弹性支撑进行模拟，盆式支座按照弹性连接模拟，在梁端采用多折线受压支承进行模拟。

计算模型见图1。

图1计算模型图

计算得地震E1荷载作用下顺桥向时柱底最大弯矩为2175.6kN，详见图2，柱顶最大位移为3cm，详见图3。

图2顺桥地震E1荷载作用下弯矩图

图3顺桥地震E1荷载作用顺桥向位移图

计算得地震E1荷载作用下横桥向时柱底最大弯矩为441.3kN，详见图4，柱顶最大位移为11.5cm，详见图5。

图4横桥地震E1荷载作用下弯矩图

图5横桥地震E1荷载作用横桥向位移图

经过混凝土配筋计算，固定支座下桥墩墩底的竖向力为4181.6kN，强度为3443.8kN，不满足规范要求。

滑动支座下墩柱强度可满足要求。

故考虑对支座进行更换。

（2）墩柱裂缝验算

采用MIDASCivil建模对墩柱按照柱单元进行验算，经计算得：

墩柱被强迫位移16cm后，最大钢筋应力达到530MPa，到达屈服状态，计算得裂缝宽度为0.38mm，小于检测宽度，表明钢筋进入塑性阶段后位移增加，导致裂缝宽度大于按弹性变形下计算的裂缝宽度。

从柱底7m范围出现裂缝宽度超限，5m范围内承载能力不满足规范要求。

为保证加固后墩柱的柔性，将墩柱按10m进行补强加固。

（3）支座验算

一联全长为75m，考虑支座安装后最大升降温温差为30℃，最大伸缩量为22.5mm，单端伸缩量为11.3mm；

GJZ550×

600×

130橡胶板式支座允许变形为45mm；

故将双向滑动盆式支座更换为橡胶板式支座可满足要求。

（4）加固后墩柱验算

原15m高1.4m直径墩柱抗推刚度为5000kN/m，加固后墩柱抗推刚度为10400kN/m，考虑更换支座为橡胶支座后，加固墩柱与支座整体的抗推刚度为3770kN/m，是整体刚度相对原桥墩变小，地震作用下水平力将比原设计水平力小，同时外侧墩柱将与内侧墩柱共同受力，可有效减小地震荷载对桥梁的破坏作用。

加固后考虑原钢筋的60%与新增钢筋共同受力，在相同荷载作用下，加固后承载能力为加固前的1.5倍。

4、施工步骤

（1）在12#、13#、15#、16#桥墩处开挖，在曲线内侧墩柱两侧搭设钢管支撑，并在其余墩柱两侧搭设施工工作平台支架；

（2）对12#、13#、15#、16#桥墩曲线外侧墩柱顶部采用钢板进行抱箍；

（3）在钢管支撑及其余墩柱顶部安设顶升复位装置；

（4）安设墩柱水平复位装置，对12#、13#、15#、16#桥墩曲线内侧墩柱进行水平复位；

（5）按一联为一个工序对上部结构整体顶升，将主梁落在临时支撑钢垫板上，对上部结构主梁进行水平复位；

（6）凿除破损挡块并修复，修复支座垫石及调平层，安置支座；

（7）回落主梁至支座上，对12#、13#、15#、16#桥墩曲线内侧墩柱自墩底往上10m范围外包15cm厚自流平混凝土进行加固；

（8）在12#、13#、15#、16#桥墩墩顶两侧增设横向限位装置；

（9）拆除支架；

回填土恢复15、16#墩之间路基边坡，保证下穿道路路基稳定；

（10）更换11#、14#、17#墩顶伸缩缝。

5、交通组织方案

施工期间应封闭北辅道桥交通，在该桥两侧起终点处将车辆分流至南辅道桥，将南辅道桥由单向行驶改为双向行驶，同时应安排专人维护交通，在该桥一定距离内设置交通标志、交通标牌，以减少交通事故发生，施工完成后恢复北辅道交通。

五、工程造价

西安市北三环六村堡立交北辅道桥复位工程建筑安装工程费3129113元，其他费用1109743元，工程总造价4366021元。