¿Análisis de daños y plan de refuerzo para puentes en arco?

1. Descripción general

El puente Nanjiangkou está ubicado en la carretera provincial S36, que es la sección de la aldea Xiazui de la ciudad de Nanjiangkou, condado de Yunan. El número del centro del puente es K44+860. un puente de hormigón armado tiene una carga de diseño de 20 para automóviles y 100 para remolques; el tramo principal es de 260 m, la longitud del puente es de 169,5 m, el ancho del puente es de 9,5 m, la altura del puente es de 25,3 m y la navegación. los requisitos son el nivel VI, el pilar es sólido y la base del pilar es; El puerto de Nanjiang es una base expandida de excavación abierta, el Banco Yunfu es una base de grupo de pilotes y los pilares del puente son tapas de hormigón armado y fundaciones de pilotes. Fue terminado y abierto al tráfico en 1993.

A medida que la carga de vehículos aumenta día a día, y el volumen de tráfico y los vehículos sobrecargados aumentan rápidamente después de abrirse al tráfico, la condición técnica de los puentes de las carreteras disminuye rápidamente y el daño a la plataforma del puente continúa intensificándose. Actualmente, existen una gran cantidad de tableros de puentes cemento-álcali. Enfermedades y defectos Las principales enfermedades incluyen grietas en el tablero del puente, filtraciones de agua, daños en barandillas, aceras y otras obras auxiliares. el sofito, el arco principal y otros lugares, y la pendiente del cono están separados de la pared lateral del pilar y otros problemas de ingeniería importantes, poniendo en grave peligro la seguridad del tráfico. Por lo tanto, es necesario realizar una investigación integral y detallada sobre el uso del Puente Nanjiangkou, analizar y evaluar los tipos y la gravedad de las enfermedades, descubrir las causas de las enfermedades y proponer planes de tratamiento prácticos, económicos y confiables para efectivamente. mejorar las condiciones existentes de la carretera del puente y mejorar su calidad de conducción y nivel de servicio.

2. Investigación de enfermedades del puente Nanjiangkou

Después de una observación prolongada de las estructuras superior e inferior del puente, se descubrió que el pilar del puente no tenía asentamiento ni desplazamiento horizontal obvios. , y el tablero del puente El pavimento resultó parcialmente dañado y aparecieron un gran número de grietas. El tablero del puente en la sección sólida del vientre del marco rígido experimentó deflexiones en diversos grados.

2.1 Superestructura

2.1.1 Las barras de acero en la superficie inferior del tablero del puente rectangular del tramo este-oeste están corroídas en muchos lugares y el concreto en las áreas oxidadas está agrietado En casos severos, el concreto incluso se desprende, provocando que los tendones principales queden expuestos. El área dañada del hormigón representó el 23,13% de todo el fondo de la losa, reduciendo seriamente la capacidad portante.

Según el análisis del hecho de que el espesor de la capa protectora de hormigón en el punto de desconchado del hormigón armado corroído es de solo 0,5 cm-1,5 cm, la razón principal del daño del hormigón armado corroído es que la capa protectora es demasiado fina.

Aparecieron grietas longitudinales en la plataforma del puente en el orificio central. El ancho de las grietas era de entre 0,3 mm y 5 mm. La distancia entre las grietas era básicamente la misma que el ancho de la placa ligeramente doblada. Yo-rayo. Todas las seis vigas en I tenían grietas perpendiculares al eje de la viga en un rango de aproximadamente 8 m en el medio. Las grietas tenían entre 0,1 y 0,2 mm de ancho y el espacio entre las grietas era entre 1,3 y 2,0 m. -4 grietas desde la parte inferior de la viga hasta la mitad del alma, hay 1 o 2 grietas que atraviesan la parte superior de la viga desde la parte inferior de la viga. Las grietas cortas tienden a seguir propagándose hacia arriba.

2.1.2 Deformación y fragmentación del tablero del puente y bordillos

La deformación longitudinal del tablero del puente se ha vuelto ondulada, siendo más grave la fragmentación de los bordillos. Las grietas son particularmente graves en las juntas de expansión cerca de la parte superior de los pilares. El sistema de drenaje lateral del tablero del puente es básicamente ineficaz y la erosión del agua de lluvia es grave.

2.1.3 Las aceras y barandillas sufrieron graves daños

El pavimento de las aceras se rompió y despegó en grandes áreas, las barandillas se rompieron en muchos lugares y el hormigón se despegó y expuestos los refuerzos.

Cuando los vehículos pasan por el puente, la plataforma del puente fluctúa significativamente en la sección sólida del vientre del arco del marco rígido; aparecen grietas en los tirantes diagonales de las nervaduras del arco del marco rígido y en las raíces de las patas del arco. Las grietas graves miden 25 cm de largo y 1,5 cm de ancho.

2.2 Subestructura

En ambas alas del pilar este del puente, hay una grieta oblicua hacia abajo, cada una dentro del rango de 10 cm a 15 cm desde la tapa del pilar. La longitud de la grieta es. 2,5 m. Una tira tiene 3 m de largo y su ancho está entre 1,2 cm y 1,5 cm. La observación in situ encontró que tiene tendencia a continuar expandiéndose hacia abajo.

El muro frontal y ala del estribo oeste están completamente rotos. La fractura del lado izquierdo del recorrido comienza debajo del casquete de la plataforma, y ​​del lado derecho comienza 17cm por debajo del casquete de la plataforma. Las fracturas en ambos lados descienden hasta la parte inferior del pilar del puente en forma de U. La fractura de la derecha es más estrecha, con un ancho de 2,3 cm a 3,7 cm, y la fractura de la izquierda tiene un ancho de 4,2 cm a 5,8 cm. La pared del ala de la izquierda se desplaza 4,7 cm hacia afuera en la dirección que se aleja de la superficie de la carretera. Las dos fracturas son tan profundas como la pared.

Las direcciones de las roturas y grietas de los dos estribos son básicamente consistentes con las líneas de las esquinas interiores de la pared frontal y la pared lateral. La parte posterior de la pared del ala se ve afectada por la presión del suelo, empujando la pared del ala hacia afuera, lo que causará daños en la conexión entre la superficie superior de la pared del ala y la pared frontal.

2.3 Análisis de la causa de la enfermedad

Las grietas longitudinales en el tablero del puente se deben a que no existen vigas divisorias transversales entre las vigas I y las vigas están no conectado en su conjunto. Las grietas en la parte inferior de la viga I del puente fueron causadas por el aumento del volumen de tráfico que pasa por el puente en los últimos años y el excesivo número de vehículos con sobrepeso, que produjeron una tensión de tracción excesiva en la parte inferior de la viga y agrietaron la hormigón en la parte inferior de la viga.

Según la encuesta, en los últimos años, con el aumento del volumen de tráfico y de los vehículos pesados, el fenómeno de los vehículos perdidos en el puente se ha vuelto cada vez más frecuente, y los vehículos pesados ​​circulan principalmente en un solo carril. tipo de frecuente La carga excéntrica de vehículos pesados ​​corta repetida y alternativamente el anillo del arco cerca de la línea central del puente, provocando grietas longitudinales en el anillo del arco.

La integridad de las nervaduras del arco, las ondas del arco y las raíces del arco se ha dañado hasta cierto punto y no se puede garantizar bien la integridad lateral. La carga del vehículo continúa actuando sin cesar, lo que hace que el anillo del arco se mueva. ser estresado localmente, el estrés es desigual en toda la sección.

Debido a no mantener y limpiar oportunamente las juntas de expansión y las instalaciones de drenaje, el tablero del puente resultó gravemente dañado.

3. Plan de mantenimiento y refuerzo

3.1 Contenido constructivo

El refuerzo de este proyecto consiste principalmente en la eliminación del sistema de tablero del puente existente (incluido el sistema anticolisión). rieles, pavimento del tablero del puente, capa de relleno y placa ligeramente curvada), retire las vigas de amarre, agregue cuatro nervaduras de arco a cada tramo y vierta una placa sólida continua como la losa de la calzada del tablero del puente. Luego vierta el pavimento del tablero del puente e instale. juntas de dilatación.

3.2 Secuencia constructiva

La secuencia constructiva es la siguiente:

a) Retirar los rieles anticolisión originales, pavimento del tablero del puente, capa niveladora y ligeros codos. tablero;

b) Instale el soporte de suspensión de la construcción de nervaduras del arco;

c) Retire las vigas de unión entre las nervaduras del arco y conserve las barras de acero expuestas de las nervaduras del arco del marco rígido original. como conexiones sólidas

d) Cincelar la tapa del muelle, plantar las barras de acero correspondientes, atar las barras de acero, pegar las placas de acero correspondientes con resina epoxi, verter la silicona de pilar de las nuevas nervaduras del arco y asegurar la preranurado Instalar nuevas nervaduras del arco en la entrada;

e) Instalar el encofrado inferior de las nervaduras del arco y las vigas de unión, atar las nervaduras del arco y las barras de acero de las vigas de unión e instalar el encofrado general;

f) Utilizar grúa colgante. El silicio se vierte secuencialmente sobre el marco.

h) Retirar el encofrado y pasar a otra nervadura del arco para la construcción.

i) Unir el macizo; forme barras de acero y vierta silicio simétricamente en ambos tramos al mismo tiempo;

j) Vierta el pavimento del tablero del puente y los rieles anticolisión simétricamente en ambos tramos al mismo tiempo e instale juntas de expansión <; /p>

k) Utilice resina epoxi para sellar los tirantes diagonales de las nervaduras del arco originales. Selle las grietas con las patas del arco para evitar que las uniones diagonales se ensanchen y se alarguen en un solo paso.

3.3 Tecnología constructiva

3.3.1 Retire las barandillas anticolisión y el pavimento del tablero del puente

Utilice una máquina cortadora de silicona para dividir la pared anticolisión en piezas y luego use una máquina de gancho para levantar los bloques de silicio. Al mismo tiempo, se usa un compresor de aire para quitar manualmente el pavimento de la plataforma del puente para minimizar los residuos alcalinos que caen al río durante la construcción. Durante la construcción, la mitad del área será demolida y la otra mitad se utilizará como camino de acceso a la construcción y paso peatonal, que será administrado por personal dedicado. Antes de la construcción de la mitad del ancho, se debe realizar un replanteo para garantizar que la mitad del pavimento del tablero del puente y la nervadura del arco central se superpongan.

3.3.2 Retirar la placa ligeramente curvada

El orden de extracción es primero 1/4 de arco, luego 1/2 arco, (parte superior de la bóveda) y finalmente retirar los pies del arco. Durante la construcción, el trabajo manual se coordina con la demolición equilibrada y simétrica de la grúa.

3.3.3 Instalación de soportes suspendidos

Utilice soportes suspendidos (marcos de arco) para la construcción. La cantidad de construcción auxiliar debe ser pequeña y no afectará el espacio libre para la navegación en el agua. Su principal desventaja es su coste ligeramente superior. Durante la construcción, los soportes deben disponerse en grupos de 2 m de distancia a lo largo de la dirección longitudinal. Los soportes deben tener suficiente resistencia, rigidez y estabilidad para garantizar que las nervaduras del arco fundido no se flexionen ni se deformen.

3.3.4 Desmontaje de las vigas de tirantes

Después de desmontar el sistema del tablero del puente, las placas ligeramente curvadas e instalar los tirantes suspendidos, el sistema de tirantes y las antiguas nervaduras del arco forman un todo El tirante Las vigas se retirarán más adelante. Se debe tener cuidado durante la construcción para conservar las barras de acero incrustadas de las nervaduras del arco y las vigas de amarre.

3.3.5 Construcción de muescas en las nervaduras del arco

Al perforar orificios para colocar barras de acero, consulte el diagrama de disposición del refuerzo del pilar del dibujo original del puente construido para evitar daños al perforar el barras de remache de pilar originales, al pegar la placa de acero, la posición de pegado, la superficie fl4 y la superficie de la placa de acero deben procesarse adecuadamente, y el silicio viejo de la superficie debe eliminarse antes de pegar la placa de acero.

Los tirantes diagonales y las patas del arco de las nervaduras del arco originales se fijan en las muescas reservadas de las tapas de los pilares, y las nervaduras del arco recién agregadas se fijan en las muescas reservadas de las barras de acero al silicio fuera de las tapas de los pilares. , se acorta la longitud de los nuevos tirantes diagonales y los pies del arco, y se debe prestar atención a la ubicación de las nuevas nervaduras del arco al verterlos.

Durante la construcción del pilar, la unión entre el álcali nuevo y el viejo se debe verter primero con lechada de cemento y luego con silicona.

Al construir la ranura de las nervaduras del arco, las tres nervaduras del arco antiguas deben utilizarse por completo para instalar la plataforma de construcción. La plataforma de construcción soporta principalmente la carga del personal de construcción.

3.3.6 Instalación del encofrado y vertido de silicona

El encofrado utiliza encofrado de madera y láminas de hierro y se instala sobre un soporte suspendido. Al verter álcali sobre las nervaduras del arco, se debe colocar. De acuerdo con las especificaciones constructivas se vierte primero el silicio de base del arco, luego el silicio de bóveda (1/2 arco), y finalmente se vierte el silicio de 1/4 arco, logrando estrictamente una construcción simétrica y equilibrada de los dos vanos en los extremos. mismo tiempo. El encofrado debe estar soportado por tirantes diagonales para asegurar la rigidez y estabilidad del encofrado.

Las vigas de tirante transversal y las dovelas de arco se colan al mismo tiempo para asegurar la integridad y estabilidad lateral de las vigas y nervaduras.

Al mismo tiempo, utilice mortero de cemento para rellenar el espacio en la parte superior de la cuerda de la nervadura del arco original y la sección de alma sólida con mortero. Antes de rellenar, la superficie de hormigón antigua de esta parte debe ser rugosa, por lo que. que La conexión entre el hormigón viejo y el nuevo es firme. Además, debido a la desviación y deformación de las nervaduras del arco, la elevación de la superficie superior es menor que la elevación real, por lo que se puede colocar hormigón en la parte superior para ajustarse a la elevación correcta.

El hormigón C40 se vierte mediante mezcladoras in situ y materiales transportados manualmente.

3.3.7 Retire el encofrado y los soportes de suspensión

Generalmente, el encofrado lateral se puede quitar solo cuando la resistencia a la compresión del concreto alcanza los 2,5 MPa y la resistencia del concreto cumple con la resistencia de diseño. El molde inferior se puede retirar cuando el valor estándar alcance el 75%. El encofrado debe desmontarse en el orden de soporte primero y luego desmantelarse, y luego desmantelar primero el último soporte. Está estrictamente prohibido tirar durante el desmontaje.

No está permitido utilizar métodos como golpes violentos y torsiones fuertes al desmontar y retirar el encofrado; el encofrado y el marco del arco deben repararse y clasificarse después de su extracción, y clasificarse y almacenarse adecuadamente.

3.3.8 Construcción de losa sólida

Las barras de acero de la losa sólida deben atarse con las barras de acero expuestas en la parte superior de las nervaduras del arco del marco rígido y deben reservarse las juntas de expansión; en ambos extremos Posición: corte una costura horizontal de 1 cm correspondiente a la posición en la parte superior del tirante diagonal y la pata del arco, y rellene el centro de la costura con asfalto. El vertido de hormigón debe realizarse de forma simultánea y simétrica en ambos tramos.

El álcali C30 se vierte mediante mezcladores in situ y materiales transportados manualmente.

3.3.9 Construcción de pavimento del tablero del puente, rieles anticolisión y juntas de dilatación

Una vez que la base de losa sólida alcanza una cierta resistencia, se comienza la construcción del pavimento del tablero del puente y se construyen dos vanos. Se vertió al mismo tiempo y de forma simétrica y el tablero del puente se pavimentó con silicona hidrófuga C35 y se mezcló mecánicamente en obra.

Durante la construcción de la barrera anticolisión, las costuras deben instalarse transversalmente a lo largo de la barrera anticolisión cada 6 m a 8 m; primero se deben quitar el óxido de los pasamanos y las columnas de los pasamanos y luego pintarlos con dos capas de pintura antioxidante y dos manos de acabado para juntas de dilatación. Se debe desconectar la pared, incrustar espuma de polietileno tipo XQ-1 en las juntas de la pared y pintar la periferia exterior con pasta selladora de polisulfuro de dos componentes con un ancho de 40mm y un espesor de 20mm. La pared anticolisión debe construirse después de pavimentar la plataforma del puente alcalino reforzado; por la noche, la película reflectante se coloca en la superficie entrante de la barandilla de acero de acuerdo con el tamaño de color requerido y se colocan los tubos de drenaje de PVC en ambos lados; del puente con una separación de 6m. La junta de expansión adopta el tipo NJSF.

El proyecto de mantenimiento y refuerzo del puente Nanjiangkou comenzó en diciembre de 2004 y finalizó en marzo de 2005, con un período de construcción de casi tres meses. Dado que el puente está ubicado en la S368 y tiene un gran volumen de tráfico, para no interrumpir el tráfico, durante el período de construcción se adoptó una construcción de medio ancho y un método de apertura al tráfico de medio ancho. Llamativas señales de seguridad y señales de límite de velocidad. Se instalaron instalaciones de iluminación en ambos extremos de la cabecera del puente y se encendieron instalaciones de iluminación por la noche para garantizar la seguridad de las personas y los vehículos que pasan por debajo del puente. Después de más de un año de uso, el puente se encuentra en buen estado general y no se han encontrado problemas de calidad en la parte de mantenimiento.

4. Conclusión

Este artículo presenta las principales medidas y planes para el refuerzo del puente Nanjiangkou en la línea S368 y analiza las cuestiones de tecnología de construcción relacionadas con la construcción de soportes suspendidos. Se espera que se pueda aplicar en la práctica. Se han logrado buenos resultados, proporcionando una experiencia práctica útil para futuras aplicaciones de tecnología de reconstrucción y reconstrucción de puentes antiguos.

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