浅谈拱桥加固工程中气泡混凝土的应用

镇西大桥是位于文成县百丈漈水库库区长镇线K5+962处的一座1×65m钢筋混凝土双曲拱桥,设计荷载为汽-15,挂-100,桥梁全长76.5m,桥面净宽4.7m,两侧2×0.3m栏杆,全宽5.3m,矢跨比1/8,三肋两波,主拱圈高度为1.3m,拱上设8个净宽为4.2m的腹拱。桥台为重力式桥台。该桥拱肋采用300#混凝土,拱波、拱板、均为200#混凝土,拱上立柱、盖梁、柱座均为250#混凝土。经桥梁特殊检查,结论为桥跨结构刚度和强度能够满足汽车-15的使用要求,校验系数都接近于1.0,结构的安全储备不大。

结构在试验荷载作用下基本完全处于弹性工作状态,主要挠度测点的实测挠度值远小于挠度容许值,满足刚度要求。实测频率大于理论频率,填料对增加结构刚度有一定的效果,实测频率比理论频率为1.08,说明结构处于较好状态。结构阻尼比为0.39,属于小阻尼振动,结构振动衰减正常。

实测冲击系数最大为1.18和1.21,均大于按照规范计算的理论冲击系数1.09,安全系数略微偏小为1.24,小于最小安全系数为1.40,结构的安全储备不大,综合评定等级为3类桥梁,需要进行加固。根据现有检测资料及现场勘察,针对桥梁目前存在的影响桥梁安全性、使用性、耐久性的主要病害有针对性的进行维修加固,确保桥梁原设计功能、增强安全性和耐久性,采取更换拱上填料,重建桥面系,拱上填料采用气泡混凝土换填。

一、气泡混凝土特点及公路工程应用情况

①气泡混凝土特点

气泡混凝土,是通过气泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡,并将泡沫与水泥浆均匀混合,然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型,经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。它属于气泡状绝热材料,突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔,使混凝土轻质化和保温隔热化。气泡混凝土具有以下特点:

1)轻质性:干体积密度为300-1600KG/M3,相当于普通水泥混凝土的1/5~1/8左右,可减轻建筑物整体荷载。

2)整体性:可现场浇注施工,与主体结合紧密,不需留界隔缝和透气管。

3)低弹减震性:气泡混合轻质土的多孔性使其具有低的弹性模量,从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。

4)抗压性:抗压强度为0.6-25.0MPA。

5)耐水性:现浇气泡混合轻质土吸水性较小,相对独立的封闭气泡及良好的整体性,使其具有一定的防水性能。

6)耐久性:与主体工程寿命相同。

7)施工速度快:只需使用简单的机器可实现自动化作业,可实现800米的远距离输送,工作量为150—300M3/工作日。

8)环保性:气泡混合轻质土所需原料为水泥和起泡剂,起泡剂为中性,不含苯、甲醛等有害物质,避免了环境污染和消防隐患。

9)经济性:综合造价低。

公路工程应用情况

公路工程主要在新建公路桥台背路基换填,以有效解决软基路段预压不充分遗留的工程沉降问题;在旧路改造的桥台背路基换填,可一次性彻底解决工后沉降引起的桥头跳车问题;在道路扩建中的加宽路基填筑,更好解决新旧路基差异变形问题,并可节省征地,避免拆迁;在山区陡峭路段的路基填筑,避免高填高挖带来的施工技术难题;以及用于地下大跨度结构工程的覆土减荷等以减轻荷重或土压等。

二、气泡混凝土实施效果

镇西大桥加固工程中更换拱上填料采用轻质高强的气泡混凝土,一方面能够减轻主拱圈所受荷载,另一方面还能够有效改善和加强桥面荷载的扩散效应,具体加固工程拱上恒载变化见下表:

可以看出,上部结构换填后,虽然桥面结构厚度加强,导致恒载的增加,总体拱上恒载整体上还是减少了107T,均匀的减少拱上自重,尤其是拱上填料采用气泡混凝土就减少了150T,气泡混凝土施工工艺及质量管理简单可控,最大的好处是带来主拱圈内力减少,提高桥梁的承载能力。本桥上部结构换填约150立方米,相比换填普通砼C10单价成本约增加80元/每立方米计1.2万元,顶部增加钢筋网计0.8万元,镇西大桥全长76.5m,桥面净宽4.7m,桥面面积350平方米仅增加投入2万元经费,实施完成后满足原设计标准,采用气泡混凝土拱上填筑对于拱桥加固具有一定推广意义。

以上浅谈拱桥加固工程中气泡混凝土的应用由鲁班乐标搜集整理,更多关于“浅谈拱桥加固工程中气泡混凝土的应用”等建筑方面知识可以关注鲁班乐标行业栏目。

免费
试用
登录
注册
服务
热线
微信
咨询
返回
顶部