¿Plan técnico de refuerzo de antiguos puentes carreteros?

¿Cuáles son las soluciones técnicas para el refuerzo de puentes de carreteras antiguos? ¿A qué proyectos puedo referirme? Lea el artículo del editor de Zhongda Consulting.

1. Planteando el problema

A medida que pasa el tiempo, cualquier puente de carretera se convertirá en un puente viejo y tendrá defectos y enfermedades en diversos grados por diversas razones y necesitará ser reparado. y reforzado. La mayoría de los puentes de carretera construidos en las décadas de 1960 y 1970 con estándares de carga de diseño bajos en la provincia de Jiangxi todavía están en servicio. A finales de 2000, había 427 puentes peligrosos en Jiangxi, cubriendo 13.849 metros lineales. Es muy pesado, la idea de quitar todo y empezar de nuevo no es realista ni científica, ni debería serlo.

Por lo tanto, a principios de la década de 1980, nuestra provincia inició la investigación y práctica de la tecnología de refuerzo y reconstrucción de antiguos puentes de carreteras en el proceso de reconstrucción y reconstrucción de carreteras que mejoró continuamente el nivel técnico. Hemos completado una serie de proyectos de investigación científica sobre el refuerzo y reconstrucción de puentes antiguos basados ​​en diferentes tipos de puentes, diferentes tecnologías y métodos de refuerzo, y hemos logrado importantes beneficios económicos y sociales. Dos de ellos ganaron el Premio al Progreso en Ciencia y Tecnología de la provincia de Jiangxi. Debido a que la tecnología de detección, evaluación y refuerzo de puentes antiguos es una tecnología integral y compleja que se desarrolla y actualiza constantemente, también es un tema candente de preocupación común para los técnicos de ingeniería de carreteras. Por lo tanto, la siguiente es una breve introducción a algunos resultados de la investigación y las condiciones reales de los puentes en la provincia de Jiangxi sobre la tecnología de refuerzo de puentes de carreteras antiguos.

II. Introducción a los principales proyectos de investigación científica

1. Nuestra provincia completó la "Investigación para mejorar la capacidad portante de puentes de viga pequeña-losa" con el fin de evaluar cualitativamente. medir la rigidez del puente antes y después de la reconstrucción y el grado de mejora de la capacidad de carga, se proponen dos indicadores, "grado de mejora de la rigidez" y "grado de mejora de la capacidad de carga", así como métodos de cálculo. Los dos reflejan la condición de todo el puente. El primero se refiere al múltiplo de que la rigidez de todo el puente ha aumentado, y el segundo se refiere al múltiplo de que la capacidad de carga de todo el puente ha aumentado. Este logro ha sido citado muchas veces por otras provincias.

2. La "Investigación sobre un puente de arco de doble curvatura reforzado con hormigón proyectado con anclaje" realizada entre 1988 y 1991 permitió construir un puente de arco de doble curvatura de cinco orificios con una luz de 45 metros con el diseño original. carga: vapor-13, remolcado -60, aumentado a 20 para automóviles y -120 para remolques, y pasó con seguridad a un vehículo con sobrepeso con un peso total de 134 toneladas. Este logro fue confirmado por una búsqueda del Instituto de Información Científica y Tecnológica del Ministerio de Transporte. En ese momento, entre los puentes reforzados con hormigón proyectado de anclaje del país, tenía el mayor claro y el mayor aumento en el nivel de carga. puente.

3. En 1994, se completó con éxito la primera investigación del país sobre el uso de cables rectos pretensados ​​externamente para fortalecer el puente de viga que soporta carga en la parte inferior de la viga. Se utilizó tecnología para solucionar el problema de corrosión y falla de los cables pretensados ​​externos debido a dificultades técnicas.

4 En 1996, se completó el proyecto "Investigación sobre el fortalecimiento de puentes voladizos dobles de hormigón armado ordinario con orificios para colgar", y se utilizó con éxito el hormigón con fibra de acero para resolver el problema del agrietamiento del hormigón en la flexión negativa. Área de momento del tablero del puente y cuestión de corrosión de las barras de acero.

5. Se completó con éxito la investigación sobre la ampliación en voladizo de los tableros de puentes de vigas y puentes de arco, ampliando el tablero del puente net-7 a una acera net-9+2×, con un ancho total de 1,5 metros. 12,5 metros.

6. Completó con éxito la investigación sobre puentes de vigas reforzadas con tela de fibra de carbono y confirmó el efecto del refuerzo en la mejora de la resistencia a la flexión mediante pruebas de carga estática críticas antes y después del refuerzo.

7. Se utilizaron con éxito placas de acero pegadas, barras de acero pegadas, hormigón exterior y métodos de recubrimiento de arcos para reforzar la estructura superior del puente y varios métodos para reforzar la estructura inferior del puente.

3. Introducción a los esquemas típicos de refuerzo de puentes

1. Puente Dexing Xiangtun (método de pulverización de anclajes, puente de arco de doble curvatura)

1.1 Breve introducción al diseño del puente Tun Bridge es un puente en la carretera que conduce a la mina de cobre Dexing. Se completó y se abrió al tráfico en agosto de 1969.

La carga de diseño del puente es -13 para vapor, -60 para remolque y el ancho libre del tablero del puente es -7+2×;0,25m. La estructura superior es un arco de doble curvatura de 5 huecos y 45 m (relación de luz sagital 1/6), con 6 nervaduras transversales y 5 ondas. La estructura inferior es un muelle macizo de tipo gravedad y un estribo en forma de U con asiento trasero. A excepción de la plataforma Dexing, que se basa en una densa capa de guijarros, los demás pilares y estribos están construidos sobre un lecho de roca de filita

1.2 Estado de la enfermedad del puente Xiangtun

(1) Grietas en el anillo del arco principal

① Grietas longitudinales en el círculo del arco principal Durante la inspección, se encontró que había grietas longitudinales en las cimas de las olas de cada agujero.

②Grietas en las articulaciones de las costillas y ondas. Se produjeron grietas en la mayoría de las conexiones entre las ondas del arco y las nervaduras del arco en cada agujero.

③ Grietas en las costillas del arco. Hay grietas transversales en las nervaduras del arco de cada agujero, muchas de las cuales son grietas en forma de U. Estas grietas ocurren principalmente aproximadamente 10 m antes y después de la bóveda.

④Grietas en vigas de tirantes transversales.

El número es pequeño pero se encuentran todos excepto los hoyos 1 y 4.

(2) El eje del círculo del arco principal disminuye El eje del arco principal generalmente disminuye, con la bóveda cayendo de 5 a 18 cm, el punto l/4 disminuyendo de 0 a 9 cm, y los valores de descenso del agua superior e inferior son muy inconsistentes.

(3) La deformación longitudinal de la plataforma del puente y la plataforma del puente rota se han vuelto onduladas, pero la diferencia de altura aún no es grande. El fenómeno de agrietamiento del tablero del puente es muy grave y se concentra en los orificios 3, 4, 5 y los dos asientos traseros. Las grietas se desarrollan particularmente cerca de las juntas de expansión cerca de la parte superior del muelle, lo que hace que las grietas expongan el tablero. refuerzos.

(4) Enfermedades de los arcos abdominales y las paredes verticales. Los arcos abdominales y las paredes verticales están hechos de escombros de mortero. Debido a la mala calidad de la capa impermeable, hay rastros de filtración de agua en muchos abdominales. agujeros y paredes verticales, lo que ha dado lugar a numerosos descubrimientos. Las "estalagmitas" que allí cuelgan han sido disueltas por el agua corriente. También se encontraron grietas en el anillo del arco abdominal y en la pared vertical.

(5) El asiento trasero del pilar está gravemente deformado. Las juntas de asentamiento en la conexión entre el muro de contención del asiento trasero de los dos pilares y el pilar han aumentado a 8 ~ 10 cm (diseñado para ser de 2 cm), y el relleno interno se puede ver desde el exterior de los agujeros. Tanto el muro de contención horizontal como el trasero están de 5 a 8 cm fuera del borde exterior del pilar. La plataforma del puente en el asiento trasero se hundió muchas veces Durante las reparaciones, se encontró que el relleno en la capa superior estaba a unos 2 m de distancia. Cuando los vehículos pasaban, las cenizas se escapaban de las juntas de asentamiento, haciendo que la superficie de la carretera fuera inestable. .

⑤Grietas en el cuerpo del muelle Hay grietas verticales en cada muelle, lo que refleja ciertos problemas en el vertido del hormigón y la calidad del cemento y los agregados durante la construcción. Sin embargo, las grietas generalmente son muchas grietas que aparecieron en la etapa inicial. Debido a la edad. Con el tiempo, aparecen precipitados de cristales blancos a lo largo de las costuras.

También se encontraron muchas grietas verticales y diagonales en el pilar del puente de mampostería de mortero, pero eran relativamente menores.

1.3 Puntos clave en el diseño de refuerzo del puente Xiangtun A juzgar por la inspección y análisis del puente, no se han encontrado signos de enfermedad en los cimientos del muelle, ni siquiera en el puente del muelle de Dexing colocado sobre un. base no rocosa No se encontraron signos de desplazamiento en el estribo, por lo que el refuerzo del puente se centró principalmente en la superestructura y el asiento trasero del estribo.

1.3.1 El tamaño de las vigas de atado horizontales originales reforzadas por el anillo del arco principal es demasiado pequeño, la conexión lateral es deficiente y es un componente débil Para solucionar este problema, el original. las vigas de unión horizontales se amplían de 116×; 15×; 18 cm. El tamaño de la sección transversal se reduce a 116×;15×;50 cm, y las tres vigas de unión transversales en la parte superior de la bóveda se cambian a 116×;30×; Diafragma de 84 cm para fortalecer la integridad lateral y garantizar la misma tensión en todo el ancho del arco. A excepción de las vigas atadas en los extremos, originalmente se planeó construir otras vigas de unión transversales utilizando tecnología de anclaje de escopeta, pero luego se cambiaron a instalación prefabricada.

Debido a que el anillo del arco principal está sometido a una gran tensión y tiene muchas grietas, las nervaduras del arco y las partes onduladas del arco se envuelven con una malla de acero y se rocían con hormigón de 6 cm de espesor 25# para reforzar la sección del anillo del arco y mejorar la Rigidez general y capacidad de carga de cada orificio. Para reducir la tensión en el pie del arco, se moldea concreto reforzado 30# en la parte superior del anillo del arco desde el pie del arco hasta el segundo orificio del vientre de cada tramo, con un espesor de 10 cm. El dibujo de diseño es el siguiente:

1.3.2 Tablero del puente El tablero del puente original carece de una capa base estable y sólida y tiene una integridad deficiente. Es necesario limpiar completamente el tablero del puente original. Excave parte del cojín de grava (si no es relleno de grava, debe excavarse y reemplazarse con relleno de grava y compactarse) antes de volver a pavimentarlo. La base de grava estabilizada con cemento tiene un espesor de 15 cm, sobre la cual se coloca un hormigón armado de 20 cm de espesor. Se vierte el tablero del puente.

1.3.3 Refuerzo del asiento trasero del estribo del puente: Quitar el firme del asiento trasero del estribo del puente y sustituirlo por paneles prefabricados unidireccionales de hormigón armado calibre 30# de 35cm de espesor. , apoyado en las paredes de ambos lados. Utilice barras de acero de anclaje de φ24 mm para conectarlas a las paredes laterales, pavéelas con una plataforma de puente de hormigón 30# de 15 cm de espesor y deje un espacio entre las losas de hormigón armado y el relleno del asiento trasero para que la presión de la carga viva pueda actuar directamente sobre las paredes laterales. paredes laterales. Se resta la presión del suelo sobre las paredes laterales debido a las cargas vivas y se aumentan la capacidad de corte de las paredes laterales y la fricción de la base.

1.4 Evaluación de la capacidad de carga después del refuerzo

(1) Bajo la acción de la carga combinada principal de steam-chao 20, la carga combinada adicional de -120 y la carga combinada adicional del especial -150, se predice que la tensión, la deformación y el ancho de la grieta de cada punto de medición cumplen con los límites permitidos estipulados en la especificación. Por lo tanto, el puente puede soportar steam-super 20, tow-120 y especial tow-150.

(2) Este puente utiliza refuerzo de anclaje de hormigón proyectado para mejorar la capacidad portante del puente antiguo y conseguir los resultados esperados.

(3) La capa reforzada de hormigón proyectado de este puente no tiene el mismo efecto que el puente antiguo. Debido a la existencia de cavidades en el hormigón proyectado y a la baja fuerza de adherencia, el grado de sinergia es sólo del 65,6%. Se recomienda utilizar el "método de pulverización húmeda" para la construcción de hormigón proyectado de anclaje en el futuro para mejorar el grado de sinergia entre el hormigón nuevo y el viejo, de modo que la capa de hormigón de anclaje de hormigón proyectado y el puente antiguo puedan desempeñar un papel integral completo y mejorar el efecto de refuerzo.

(4) Dado que la contracción y fluencia del puente antiguo se han completado básicamente, el hormigón proyectado no soporta la carga muerta del puente original y solo soporta la carga viva durante la etapa de trabajo. por lo que no se controla la resistencia del hormigón proyectado.

2. Puente Lingxi en la Carretera Nacional 320 (método de pulverización de anclaje de cable recto pretensado externamente, puente de vigas)

2.1 Descripción general del Puente Lingxi El Puente Lingxi está ubicado en la Carretera Nacional 320. Originalmente un puente antiguo. En octubre de 1970, el puente se transformó de un puente de vigas de madera de siete orificios con vanos desiguales y tirantes en forma de ocho a un puente de vigas de hormigón armado simplemente apoyado de siete orificios con vanos desiguales. La longitud total es de 119,99 m y la estructura superior. es una viga en T de cuatro haces. Las estructuras inferiores son todos pilares de gravedad y muros abocinados. La carga de diseño es -13 para automóviles y -60 para grúas, y el ancho libre del tablero del puente es -7+2×0,5 m de acera; Después de que la Carretera Nacional 320 se convirtió en una carretera secundaria, el puente tiene un gran volumen de tráfico y a menudo pasan camiones pesados ​​con una capacidad de aproximadamente 200-300 nudos, y también hay más peatones, bicicletas y carritos que pasan. Por lo tanto, el puente se ha convertido en un obstáculo para toda la línea y de vez en cuando se producen accidentes de tráfico. Para garantizar un tráfico fluido y seguro para peatones y vehículos, con la aprobación de los superiores, el puente fue reforzado y ampliado a una capacidad de carga estándar de -20 para automóviles, -100 para suspensión y un ancho neto del tablero del puente de -9+2×; acera de 1,5m.

2.2 Plan de ampliación y fortalecimiento del puente Lingxi

2.2.1 Ampliación y fortalecimiento Los caminos de acceso en ambos extremos del puente Lingxi se han convertido en caminos secundarios y el pavimento de concreto se ha terminado. Ya no es posible cambiar la ubicación del puente y construir uno nuevo. Por lo tanto, sólo se compararon dos opciones de reconstrucción in situ o ampliación y refuerzo.

(1) Plan de reconstrucción del lugar. Para no interrumpir el tráfico, es necesario construir un puente para la reconstrucción en el lugar. Dado que la profundidad del agua debajo del puente es de aproximadamente 3 a 4 metros durante todo el año (debido a la construcción de una presa aguas abajo), el costo de construir un puente es alto; y la reconstrucción requiere la remoción de las estructuras superiores e inferiores originales, lo que también requiere una tarifa considerable. Sin embargo, después de la reconstrucción, todos los estándares y estructuras del puente son "nuevos", lo que lo hace psicológicamente más hermoso, duradero y confiable.

(2) Ampliar el plan de refuerzo. Este plan no requiere la construcción de un puente, pero requiere un control de tráfico adecuado y su ampliación y refuerzo mientras esté abierto al tráfico. Dado que se pueden utilizar los pilares y estribos originales, el ensanchamiento y refuerzo se realizan principalmente en la estructura superior, ahorrando así más inversión. Siempre que el plan de ampliación y refuerzo sea apropiado, se podrán cumplir los requisitos de carga de diseño. Sin embargo, el tamaño de los agujeros del puente varía, la calidad del hormigón del puente original es baja y hay ciertos defectos. Aunque ha sido ampliado y reforzado, siempre parece ser inferior al puente nuevo.

Después de la investigación y la discusión, se cree que, de acuerdo con la actual escasez de fondos para la construcción de carreteras en Jiangxi, los costos de construcción que se pueden ahorrar deben ahorrarse tanto como sea posible para invertir en otros proyectos de construcción necesarios. por lo que se debe seleccionar el plan de ampliación y fortalecimiento.

2.2.2 Plano de refuerzo y realce de la viga principal del puente original Existen muchos métodos de refuerzo y realce, como por ejemplo:

① Utilizar anclaje por proyección o vaciado. -concreto in situ para agregar barras de acero en el área de tensión de la viga en T y aumentar la sección del cuerpo

② Refuerzo con pegado de placa de acero

③ Refuerzo con pretensado externo, etc.

Según los cálculos, la viga principal original se ha reforzado para soportar la carga de diseño del vagón -20 y el remolque -100, lo que requiere más barras de acero y mayores costos, por lo que no se selecciona el método ①; El método 2 requiere placas de acero expuestas. El mantenimiento regular y el pegado de las placas de acero dificultarían su unión firme con el cuerpo de la viga, por lo que no se utilizaron. El método ③ requiere menos acero y la aplicación de pretensado puede reducir o cerrar las grietas de las vigas, y la construcción es simple. Sin embargo, también existen problemas para prevenir la corrosión del acero pretensado y fortalecer el mantenimiento regular. Al mismo tiempo, el acero pretensado se ve directamente afectado. por la temperatura atmosférica. Después de repetidos estudios, se decidió adoptar la solución de reforzar primero con pretensado externo y luego cubrirlo con hormigón proyectado. Esta solución no sólo puede resolver el problema de la anticorrosión del acero pretensado, sino que también evita que se vea afectado directamente por la temperatura atmosférica. Al mismo tiempo, después de proyectar el hormigón, también puede aumentar la resistencia al corte del cuerpo de la viga.

(1) Utilice el espacio del extremo de la viga de dos orificios en la parte superior del pilar para instalar una viga en voladizo transversal fundida in situ e instale una placa prefabricada ligeramente curvada sobre ella.

(2) Instale vigas de acera prefabricadas en forma de π en las partes en voladizo de las vigas en voladizo. Las vigas de la acera a ambos lados de la abertura del puente son más largas que las vigas principales. Un extremo se apoya en la viga del pilar lateral y el otro extremo se apoya en el pilar de soporte especialmente diseñado en el terraplén. Esto es para evitar ensanchar el estribo del puente. .

(3) Entre el ala interior de la viga de la acera y la antigua plataforma del puente, use concreto No. 25 para verter la parte de ensanchamiento de la plataforma del puente, y al mismo tiempo se vierte el concreto de la capa de pavimento de la plataforma del puente. para formar un carril de tráfico neto de 9 m. El pavimento de la plataforma del puente y la ampliación de la plataforma del puente están equipados con malla de acero para mejorar el rendimiento general.

(4) La junta de expansión de la plataforma del puente se coloca en el centro de la viga en voladizo y la extensión del pavimento de la calzada se forma en la viga en voladizo.

Se coloca una segunda capa de linóleo debajo del pavimento del puente sobre la viga en voladizo para permitir que se contraiga con la temperatura. Las juntas de dilatación se rellenan con material de poliuretano.

2.3 Conclusión de la prueba después del refuerzo

(1) Los resultados de la prueba de deflexión muestran que las deflexiones de la viga de acera y la viga en T son muy pequeñas bajo la carga de prueba. La deflexión calculada de la viga en T bajo la carga de vapor-20 (se ha tenido en cuenta el coeficiente de impacto) es de sólo 3,607 mm, y su f/l=1/4574 es de 4,142 mm; f/l=1/4104, ambos están lejos Menos de l/600, cumple plenamente con los requisitos de uso.

De la tabla de comparación entre los valores de deflexión medidos y calculados en la segunda etapa de carga, se puede ver que el valor medido es mucho menor que el valor calculado de la carga correspondiente y su coeficiente de calibración. es solo 0,329 ~ 0,369, lo que indica que la viga de acera y la viga en T La rigidez real es mucho mayor que la rigidez utilizada en los cálculos teóricos. Por ejemplo, el momento de inercia de fisuración calculado de una viga en T es 0,0978 m4, el real calculado. El momento de inercia es 0,14135 m4 y el momento de inercia convertido calculado de la viga es 0,23197 m4.

(2) Se puede ver en los datos de prueba que cuando el momento flector de carga en la mitad del tramo aumenta 1.631 veces antes y después del refuerzo y ensanchamiento, la deflexión medida de la viga en T lateral y la tensión de la barra de acero en la zona de tensión en la parte inferior de la viga solo aumenta 1.071 veces y 1.071 veces, respectivamente 1.063 veces, se puede ver que después del refuerzo y ensanchamiento, la superestructura del puente tiene una gran capacidad de carga y es seguro y confiable.

(3) Los valores de deformación y tensión de la viga bajo la carga de vapor-20 inferidos de los datos de la prueba son menores que los valores permitidos bajo la carga de peatones y la carga muerta. Se ha visto que el refuerzo después del ensanchamiento, la estructura del puente cumple plenamente con los requisitos de diseño.

2.4 Evaluación del efecto de refuerzo del puente

(1) El puente Lingxi utiliza pretensado externo para fortalecer la viga en T primero y luego usa hormigón proyectado de anclaje para unir los tendones de acero pretensados ​​al cuerpo de la viga. El método de refuerzo es eficaz y logra el propósito y efecto esperado. Este método se utiliza por primera vez en China. No sólo aumenta la resistencia a la flexión, la resistencia al corte y la rigidez de la viga, sino que también previene eficazmente que los tendones de acero pretensados ​​se oxiden debido a la exposición a la atmósfera y también los hace menos directos. Afectados por la temperatura atmosférica, los tendones de acero pretensados ​​se pueden hacer seguros y confiables, y se pueden reducir los costos y trabajos de mantenimiento futuros. Este método tiene las ventajas de un equipo de construcción simple, operaciones de construcción sencillas, velocidad de construcción rápida y básicamente ninguna interrupción del tráfico durante el proceso de construcción. Especialmente al aplicar pretensado, la viga principal producirá un arco hacia arriba, lo cual es muy beneficioso para mejorar la deflexión hacia abajo del puente viejo y puede reducir o cerrar las grietas. La combinación de pretensado externo y refuerzo de hormigón proyectado del antiguo puente erradica la concentración de tensiones provocadas por grietas y otras causas en la estructura original y restablece la coordinación de deformación de la estructura original, haciéndola capaz de soportar mayores cargas externas. El hormigón proyectado envuelve barras de acero pretensadas, que no sólo desempeña el papel de pretensado, sino que también ejerce las ventajas del hormigón de anclaje de hormigón proyectado. También resuelve el problema del mantenimiento externo del acero pretensado. Los beneficios económicos son muy importantes y proporciona un método para el mantenimiento. refuerzo y reconstrucción de puentes similares.

(2) El puente Lingxi adopta el método de erigir vigas de acera sobre vigas en voladizo colocadas en los pilares para ensanchar la plataforma del puente, de modo que las vigas de acera no solo soporten la carga peatonal, sino que también compartan parte de la carga de tráfico. Aprovechar al máximo su capacidad de carga ahorra el coste de construir nuevos pilares y estribos de aguas profundas, que pueden servir de referencia para puentes de vigas similares para ampliar sus tableros.

(3) La plataforma de trabajo flotante es un método muy económico para reforzar puentes de vigas. Es fácil de instalar y desmontar, estable y seguro de usar. Vale la pena usarlo para reforzar puentes de vigas que tienen agua debajo del puente durante todo el año y no son muy altos.

(4) El proceso de refuerzo y ampliación del puente es simple, fácil de construir, requiere menos equipo y el costo del refuerzo es de solo 950.000 yuanes si se construye un nuevo puente en el lugar, un acceso a aguas profundas. Se construirá un puente, que será más caro, con un coste total de 2,5 millones de yuanes, el coste de refuerzo y ampliación es sólo alrededor del 40% de eso. Los beneficios económicos son significativos.

(5) Salvo algunas partes del refuerzo y ampliación del puente, la construcción se realizó con la mitad del puente abierto al tráfico. El resto permite el paso de vehículos en ambos sentidos, lo que tiene evidentes beneficios sociales.

(6) El objetivo del diseño de este puente es utilizar inteligentemente las vigas en voladizo de los pilares para ensanchar la plataforma del puente y evitar ensanchar los pilares y estribos, lo que no solo ahorra dinero, sino que también ahorra mucho. acelera el progreso Al mismo tiempo, la operación de construcción y simple.

(7) Diferentes puentes tienen diferentes características, pero puentes del mismo tipo tienen las mismas características. Sus métodos de refuerzo se pueden usar como referencia, pero los problemas específicos deben analizarse en detalle y se pueden usar sus características. hábilmente. Las dificultades se pueden resolver fácilmente. Como la instalación de vigas en voladizo y vigas de acera con orificios laterales en los pilares del puente Lingxi.

(8) El puente se encuentra en funcionamiento desde su refuerzo y ampliación, y se encuentra en buen estado según observaciones de seguimiento.

3. Puente Ganzhou Xihe (zona de momento flector negativo reforzado con hormigón con fibra de acero, puente en voladizo doble)

3.1 Descripción general del puente Xihe El puente Xihe de la ciudad de Ganzhou está ubicado en el área urbana y se extiende. El río Zhangjiang sirve como canal a través del río de la ciudad que conecta las áreas urbanas este y oeste y ingresa al área urbana desde la Carretera Nacional 105. El puente tiene 256,2 m de largo y es un puente de vigas de hormigón armado en voladizo doble de 9 orificios con una apertura de 12,6 + 7 × 33 + 12,6 m. La luz calculada de la viga colgante con orificios en voladizo es de 14 m. -10 y remolque-60, el ancho neto del tablero del puente es -7+2× acera de 1,5 m; El puente fue diseñado en 1955 según los planos estándar soviéticos y con referencia a los planos de construcción del puente Luohe, y se completó y abrió al tráfico en 1956.

Debido al creciente volumen de tráfico y la creciente carga de vehículos después de la finalización del puente, el puente ha desarrollado numerosas grietas en las áreas de momento de flexión positivo y negativo de la viga principal y las ménsulas, y el puente Pavimento y expansión de la plataforma. También hay grietas y otros daños en las uniones. Debido a los graves daños sufridos por el puente, está prohibido el paso de vehículos más pesados. Desde 1992, la sucursal de autopistas de Ganzhou ha organizado inspecciones y grabaciones de vídeo del puente en tres ocasiones. En 1993 se llevó a cabo una inspección más completa y detallada antes de realizar el diseño de refuerzo del puente.

3.2 Condiciones de inspección de enfermedades del puente Los principales síntomas de las enfermedades del puente Xihe son:

(1) Grietas y deformación de la viga principal Las grietas de la viga principal ocurren principalmente en el medio del tramo de anclaje (área de momento de flexión positivo) ) viga y el borde superior de la raíz de la viga en voladizo (área de momento de flexión negativo), este último recorre principalmente todo el ala de la carretera. El ancho de cada grieta es de aproximadamente 0,1 ~ 0,5 mm. Obviamente, estas grietas se deben al agrietamiento de la zona de tensión de la viga provocado por el paso de una gran cantidad de vehículos pesados, lo cual es un fenómeno normal. Sin embargo, dado que las grietas en la zona de momento negativo están ubicadas arriba, el agua de lluvia puede filtrarse fácilmente dentro de la viga a través de las grietas, causando corrosión de las barras de acero y una reducción en la resistencia del concreto.

La deformación permanente de la viga principal es grave. Este estado ondulado se puede ver claramente en los cambios en las barandillas y columnas del puente. La diferencia de altura entre el tablero del puente en el estribo de la pila y la pila intermedia es. tan grande como unos 6 cm.

(2) Grietas en ménsulas Las grietas en ménsulas se producen principalmente en las ménsulas de la viga principal en la dirección del agujero en voladizo de Ganzhou. Las grietas más grandes miden hasta 21 mm y son grietas verticales cerca del soporte. Un trozo de hormigón de ménsula en dirección a Nanchang desde donde se lanzaba el agua en el séptimo hoyo se cayó del soporte. La placa de acero del soporte se movió hacia afuera y las barras de acero quedaron expuestas. La viga colgante que lo sostenía estaba severamente corroída. Hay pocas grietas en las ménsulas de las vigas colgantes, y la mayoría son grietas diagonales o grietas verticales en las esquinas (extremo empotrado).

Cuando más tarde se cortó el hormigón original de las ménsulas, se descubrió que debido a las densas barras de acero, el hormigón no se vertía firmemente y había agujeros.

(3) El tablero del puente y las juntas de dilatación están ondulados. Las grietas y fragmentación del pavimento del tablero del puente son muy graves. Las grietas se desarrollan especialmente en las juntas de dilatación en la parte superior de las pilas y en las ménsulas de los orificios de suspensión, provocando su rotura y caída. La razón puede ser que hay una capa impermeable de fieltro de aceite suave debajo del pavimento de la plataforma del puente, que es propensa a agrietarse bajo la acción de vehículos pesados ​​y cargas de impacto.

3.3 Plan de refuerzo del puente Xihe Mientras realizábamos pruebas de carga estática antes del refuerzo, también realizamos una verificación de la resistencia estructural de los componentes principales del puente. Los cálculos muestran que simplemente reparar el puente sólo puede restaurarlo para cumplir con los requisitos de carga de vapor 10, pero no puede cumplir con los requisitos de operación de carga de vapor 20.

De acuerdo con el método de tensión permitida, la tensión máxima del hormigón en la zona de presión de la sección de fulcro del orificio en voladizo alcanza 13,5 mpa, lo que excede el valor de tensión de compresión permisible del hormigón real y según el cálculo de; En el estado límite de capacidad portante, la resistencia de la sección normal de la sección media del tramo es insuficiente, el momento flector máximo que puede soportar la viga es de 11839,87 kn?m, que no puede cumplir con el momento flector requerido de 13184,81 kn?m. . De acuerdo con los datos de inspección, prueba y análisis de cálculo en el sitio, para que el Puente Xihe resista los requisitos de los niveles de carga de vapor-20 y suspensión-100 a través del refuerzo, las ménsulas de las vigas colgantes principales, las vigas principales y el pavimento de la cubierta superior deben Reforzar y modificar los soportes de ménsulas y juntas de dilatación.

3.3.1 Refuerzo de la viga principal del agujero voladizo y las ménsulas de la viga colgante

(1) Después del cálculo, la sección más débil de las ménsulas es θ=28,86° o θ=41,19; ° ; (excluyendo h), la sección oblicua se verificó como un miembro de tensión excéntrico y las tensiones de tracción fueron 2,0 y 2,2 mpa respectivamente. Se verificó el tamaño de la sección transversal de las ménsulas para ver si podía cumplir con los requisitos de control de grietas. Se encontró que el tamaño de la sección transversal de las ménsulas era insuficiente. La fórmula fvk≤β. El coeficiente medio β debe ser ≥1,39 para ser satisfecho, y el valor de resistencia al agrietamiento de las ménsulas sometidas a carga estática debe ser al menos β. =0,80 De lo anterior se desprende que el estado de las ménsulas antes del refuerzo es evidentemente inseguro. Además, la carga vertical puede aumentar mucho debido a saltos de vehículos e impactos provocados por desniveles en las juntas de dilatación de los canecillos.

Como resultado, se siguen desarrollando microfisuras dentro del hormigón en ménsula, que eventualmente provocan graves grietas y destrucción.

(2) Dado que la ménsula es una parte clave del puente voladizo, su resistencia y confiabilidad es uno de los factores decisivos para que el puente pueda mantener un tráfico seguro. La ménsula es también el eslabón débil de la viga en voladizo. La altura de la viga disminuye repentinamente en la ménsula y la sección transversal tiene muchos ángulos cóncavos y de giro. La fuerza concentrada a transmitir es muy grande y con frecuencia resiste el impacto. vehículos, por lo que es una fuerza muy compleja. Varios métodos de cálculo de verificación existentes tienen una aproximación considerable y no pueden reflejar completamente la situación de tensión. Para ello, hemos propuesto dos opciones para reforzar las ménsulas:

Opción 1: Quitar el hormigón de baja calidad (antiguo hormigón nº 170) de las ménsulas originales y verter en su lugar hormigón con fibra de acero nº 30. . Al verter hormigón de fibra de acero, aplique mortero epoxi en la superficie de unión del hormigón nuevo y viejo para mejorar la unión entre los dos.

Opción 2: Cambie la viga colgante de dos puntos de apoyo en la viga principal a múltiples puntos de apoyo en las vigas de los extremos. Esta solución puede reducir la tensión sobre las ménsulas originales, pero el hormigón de las ménsulas aún necesita ser desconchado y vuelto a verter con hormigón nuevo debido a la fragmentación y el agrietamiento. Las vigas de los extremos también deben desconcharse debido a la insuficiencia original. ancho y marcas bajas El vertido y el ensanchamiento aumentarán la cantidad de trabajo. Otro inconveniente de esta solución es que la situación de la transmisión de fuerza no está clara.

3.3.2 Refuerzo del momento flector negativo de la viga principal

Según la inspección, los datos de prueba y los resultados de los cálculos, se producirá una gran cantidad de grietas en el área del momento flector negativo de la viga principal. ​​La viga principal bajo carga normal también se produjo una gran cantidad de grietas en el pavimento del tablero del puente. Estas grietas no sólo son antiestéticas y hacen que las personas se sientan inseguras, sino que también hacen que el agua de lluvia penetre en las vigas principales y las placas de las alas, provocando la corrosión de las barras de acero que soportan tensiones y afectando la vida útil del puente.

Al considerar el plano de refuerzo, se agregaron barras de acero de tracción longitudinales según los datos de cálculo y se colocaron dentro de la capa de pavimento original. Los resultados del cálculo también mostraron que debido al momento de flexión de carga del nuevo estándar de diseño. , la cubierta del puente La tensión de tracción del concreto alcanzará 3.96mpa Si se usa concreto ordinario de varios grados enumerados en las especificaciones de diseño de puentes y alcantarillas actuales, la parte superior de la viga aún se agrietará porque la resistencia de diseño a la tracción no se puede cumplir solo si es de acero. Si se utiliza hormigón de fibra, la resistencia de diseño a la tracción es posible que sea mayor que esta tensión de tracción para garantizar que no haya grietas en la plataforma del puente. Por lo tanto, en el plan de refuerzo, utilizamos hormigón de fibra de acero vertido para el pavimento de la plataforma del puente en el área del momento de flexión negativo, lo que requiere que esté verdaderamente conectado firmemente a la placa del ala superior de la viga en su conjunto. Por lo tanto, además de darle rugosidad a la placa del ala superior de la viga, también es necesario colocar barras de anclaje sobre ella y aplicar una capa adhesiva en la superficie superior para combinar firmemente el hormigón nuevo y el viejo. Antes de verter la capa de pavimento de hormigón con fibra de acero, se deben presionar materiales químicos poliméricos en las grietas en la parte superior de la viga para unir las grietas.

Otra solución propuesta para el refuerzo de la zona de momento flector negativo es utilizar armaduras pretensadas no adheridas dentro del pavimento del tablero del puente. Esta medida tiene como objetivo cerrar aún más las grietas originales en el tablero del puente, reducir la deflexión del extremo del voladizo debido a la reducción del momento flector negativo del voladizo y reducir el impacto en la conexión entre la viga principal y la viga colgante. Este plan se abandonó debido al corto período de construcción, la tecnología de construcción relativamente nueva y la necesidad de ciertos equipos, para los cuales el equipo de construcción general no necesariamente tiene las condiciones.

3.3.3 Cuando el refuerzo del claro de anclaje de la viga principal y la zona de momento flector positivo de la viga colgante se calculan según el estado límite de capacidad portante, la resistencia de la sección transversal de la viga principal La viga no cumple con la carga de vapor-20 y colgante-100, por lo que es necesario complementarla con potencia. Las medidas de refuerzo consisten en cortar el pavimento original de la plataforma del puente y el fieltro de linóleo, hacer rugosa la plataforma del puente original, usar varillas de anclaje para agregar una capa de malla de acero dentro del espesor de la capa de pavimento original y luego verter UEA No. 30 para compensar. Para hormigón de retracción y autoimpermeabilización. El propósito de utilizar hormigón autoimpermeable de contracción compensada UEA es que la contracción compensada UEA es un hormigón moderadamente expandido. Bajo las limitaciones de las barras de acero y las posiciones adyacentes, se puede establecer una tensión de prepresión de 0,2 ~ 0,7 MPa en el hormigón para fabricar la estructura. antifisuras y antifiltración El objetivo es solucionar el problema de impermeabilización. Las vigas colgantes se refuerzan de la misma manera que las vigas principales, excepto que no se agrega ninguna malla de acero dentro del espesor de la capa de pavimento original.

3.3.4 Unión de fisuras de la viga principal

Con el fin de mejorar la tensión en el área de momento flector negativo de la viga principal, y aumentar la durabilidad y rigidez de la placa de la viga. Al mismo tiempo, para requerir que cuando la viga guía se mueve hacia el interior del orificio, la viga principal y las vigas colgantes puedan soportar con seguridad el peso del equipo de la viga guía que pasa por encima. El diseño de refuerzo de este puente adopta el método de presión. enlechar las grietas en la viga principal y la viga colgante con materiales químicos poliméricos para evitar que las grietas se peguen.

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