番禺一、二涌新旧桥桥面连接方法及新材料研究

摘要

由于历史和资金的原因，我国大部分20世纪后期修建的桥梁仍在营运使用，但其桥面宽度已无法满足现代交通的通行要求，成为制约我国公路运输事业发展的瓶颈。对这些旧桥如要全部推倒重建，则既不科学，更不现实。对于那些健康情况良好，远没有达到使用寿命的旧桥，采用拓宽改建的办法，提高其通行能力，实则为明智之举。 旧桥拓宽可以采用利用旧桥单侧或双侧建新桥的办法，这种方法具有工期短，节省费用，并且不会中断交通的特点。当前，由于旧桥拓宽改建的过程中常存在原始资料和图纸不全的客观原因，旧桥拓宽改建设计的制约因素和技术风险远比设计新桥要大得多。加强对旧桥拓宽改建的新材料、新方法、新技术的研究，总结国内外旧桥拓宽改建的各种经验，如能为今后旧桥拓宽改建提供一些借鉴，则达到了本课题的研究目的。 本文主要结合位于广州番禺的两座桥拓宽改建的实例，并总结国内外旧桥加宽改建的各种经验，重点对新旧桥梁桥面纵向连接的处理方法和相关新材料进行研究，以解决新旧桥连接处常出现纵向缝、啃边和新旧桥梁之间存在明显的挠度差等问题，达到减少新旧桥之间的损坏，改善桥梁服务性能，延长桥梁使用寿命的目的，为即将进行拓宽改建的试验桥和今后类似工程提供工程借鉴和技术支持。本文研究成果主要有： 1、要控制新旧桥连接常出现的纵向缝、挠度差、啃边、瞬间错台等病害，一是要根据桥梁的大小、桥型的差异和使用情况选择合理的结构连接方法；二是要尽量采用强度高，粘接力强，耐用性好的新型材料。 2、微膨胀高强灌注料1天抗压强度可达50.9Mpa，抗折强度可达6.9Mpa，能满足高交通量桥面1d时间内通车的强度要求；经3％水环氧树脂和3％丁苯橡胶增韧的微膨胀高强灌注料用于水泥桥面维修，前者1d抗压强度达40Mpa，抗折强度达7.7Mpa，1d可开放交通，后者3d抗压强度达44Mpa，抗折强度达9.5Mpa，3d可开放交通；微膨胀高强灌注料和光面钢筋1天粘结屈服强度达到3.67N/m㎡，可以满足植筋1天后进行混凝土浇注的工程。 3、水性环氧树脂掺入SFRC后，混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度有较大的提高，早期强度也有较大的提高，一般7d龄期强度可达到28d龄期强度的75％左右。如果用于桥面铺装层施工，不仅可以减小铺装层厚度，还可以缩短开放交通的时间。 4、一涌桥老桥和加宽桥一边设纵向桥面连续，一边设置纵向伸缩缝；二涌桥老桥和加宽桥之间设纵向桥面连续。全桥范围内设8cm厚水泥混凝土桥面铺装。在老桥与加宽桥桥面铺装层内均增设横向桥面连续。老桥梁板板底局部剥露的混凝土用环氧水泥砂浆（也可用微膨胀高强灌注料）修补，防止露筋。 5、公路旧桥加宽改建，是一项繁杂的系统工程，因桥、因地各不相同，桥梁类型不同，加宽改造和维修的方式也不同。新旧桥梁桥面纵向连接的处理，要具体情况具体分析，要根据地基，桥型，结构，使用情况等因素采用合理的处理方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.2桥面拓宽原则

1.2.1拓宽的形式

1.2.2拓宽的一般要求

1.3桥面拓宽方法

1.3.1增设钢筋混凝土悬臂挑梁

1.3.2单边新建桥梁的拓宽改建法

1.3.3增设边梁或边拱肋的拓宽方法

1.3.4增加主(纵)梁或拱肋的拓宽方法

1.4新旧桥结构连接方式

1.4.1上部构造、下部构造均不连接

1.4.2上部构造、下部构造均连接

1.4.3上部构造连接、下部构造均不连接

1.5新旧桥结构连接方式比较

1.5.1上部构造、下部构造均不连接

1.5.2上部构造、下部构造均连接

1.5.3上部构造连接、下部构造均不连接

1.6国内外旧桥加宽现状

1.6.1上部构造、下部构造均不连接

1.6.2上部构造、下部构造均连接

1.6.3上部构造连接、下部构造均不连接

1.7课题来源及研究思路

第二章一涌桥二涌桥概况及检测结果分析

2.1一涌桥二涌桥概况

2.1.1桥梁概况

2.1.2病害情况

2.2一涌桥二涌桥检测情况

2.2.1检测方法及步骤

2.2.2检测结果

2.2.3检测数据分析

2.3一涌桥二涌桥病害原因

第三章研究内容、试验材料及试验方法

3.1研究内容及目标

3.1.1研究内容

3.1.2研究目标

3.2微膨胀高强灌注料

3.2.1减脆增韧试验

3.2.2粘结试验

3.3水性环氧树脂增强钢纤维混凝土

3.3.1基本力学性能试验

第四章微膨胀高强灌注料试验研究

4.1 EGM物理化学性能

4.1.1流动性能

4.1.2强度性能

4.1.3稳定性

4.1.4微膨胀性

4.1.5粘接性能

4.1.6耐久性

4.1.7凝结时间

4.2 EGM的使用方法

4.3 EGM增韧试验

4.3.1基本力学性能试验

4.3.2荷载-变形试验

4.4试验结果和增韧机理分析

4.4.1压折比分析

4.4.2掺水性环氧树脂试验结果和增韧机理

4.4.3掺丁苯橡胶试验结果和增韧机理

4.4.4掺橡胶粉试验结果和增韧机理

4.5小结

4.6粘结试验

4.6.1试验结果

4.6.2试验结果分析

第五章水性环氧树脂钢纤维混凝土性能试验研究

5.1水性环氧树脂特性

5.1.1物理化学性能

5.1.2析水固化时间

5.1.3渗透性能

5.1.4力学性能

5.1.5耐化学腐蚀性能

5.1.6耐高温性能

5.2钢纤维混凝土特性

5.2.1韧性

5.2.2抗裂性

5.2.3抗拉抗弯强度

5.2.4抗冲击性

5.2.5耐磨、耐久性

5.3水性环氧树脂增强钢纤维混凝土性能试验

5.3.1试验材料和试验方法

5.3.2试验结果及分析

5.4小结

第六章一涌桥二涌桥桥面纵向连接处理方法

6.1一涌桥二涌桥处理方案

6.1.1技术标准、设计规范

6.1.2主要材料

6.1.3粘贴钢板施工

6.1.4植筋施工要点

6.1.5二涌桥修复后横断面施工要求

6.1.6新旧桥连接处环氧树脂混凝土施工工艺

6.1.7其他施工要点和注意事项

6.1.8建议

6.2沉降和桥面震动的影响和应对措施

6.2.1沉降的影响

6.2.2沉降的应对措施

6.2.3桥面震动的影响

6.2.4桥面震动的应对措施

6.3挠度验算

6.4配筋计算

6.4.1跨中最大弯矩设计值

6.4.2配筋计算

6.5桥面铺装方案

6.5.1桥面铺装层方案选择

6.5.2桥面铺装层施工工艺

6.5.3不同材料铺装层经济技术比较

6.6一涌桥、二涌桥桥梁复验

6.7小结

结论与展望

主要结论

后续研究工作的展望

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢