玻璃纖維混凝土常用於軌道交通圍護結構，但在橋梁結構中並不多見。結合上海軌道交通15線穿越張家港大橋樁基工程，介紹並分析了玻璃纖維增強材料的物理力學性能。用玻璃纖維鋼筋混凝土樁基代替普通鋼筋混凝土橋梁樁基，解決了橋梁基礎體系改造時的結構承載力問題。這可為類似工程提供參考。
隨著上海軌道交通網絡的不斷擴大，軌道交通工程建設環境面臨著新老線路交叉、盾構穿越既有建築等壹系列問題。在工程建設中，應充分利用新技術、新施工方法和新工藝來解決這壹問題。
1項目概況
在建的上海軌道交通15線全長約42.6km，均為地下線路，全線盾構區間穿越橋梁樁基8處。以盾構機穿越張家塘港大橋樁基為例，介紹和分析了玻璃纖維加固在橋梁結構體系改造中的技術應用。15線上海南站至百色路站盾構區間平面呈弧形通過張家塘港口大橋。該區間地面道路為城市次幹道。既有橋梁跨度組合為(8+10+8)m，橋寬39m，橋面雙向七車道，分四塊布置。有90 * *？600mm鋼筋混凝土鉆孔灌註樁基礎，其中55根樁受間隔影響。根據水防洪要求，張家塘港在施工期間不得斷流；張家塘港口大橋東南角為汙水管排放工程頂管工作井。市政管線復雜，施工環境非常復雜。
大橋改造方案為東側保留1橋，西側改造3橋。橋跨組合分別為(8+10+10)m和(10+10)m，橋寬不變。施工期間，原橋面翻轉，分兩個階段進行施工。橫斷面布置見圖1。施工中，考慮到基坑開挖深度較大，同時為了減少圍護結構對橋下流水段的影響，拆除各階段舊橋上部結構，搭設設施鋼平臺，將與區間隧道沖突的樁基拔出，新建樁基；拆除鋼平臺，搭建臨時圍護結構，拆除施工墩臺結構。橋梁圍護結構主要采用單排/雙排拉森鋼板樁，局部采用“鋼板樁+鉆孔樁”形式，分為四個區域，分別實施。坑內采用高壓旋噴樁加固，坑外緊鄰已有建築物的活動區域采用MJS樁加固。
2玻璃纖維增強材料的特性
玻璃纖維增強體是由含量小於65438±0%的無堿玻璃纖維無撚粗紗或高強度玻璃纖維無撚粗紗與樹脂基體(環氧樹脂、乙烯基樹脂)、固化劑等材料通過成型固化工藝制成的增強體。根據《土木工程用玻璃纖維增強鋼筋》(JG/T406—2013)，該材料的物理力學性能見表1。
玻璃纖維混凝土樁基的設計與應用
3.1玻璃纖維混凝土樁基的布置
張家塘港口大橋臨時施工期間，需要保證雙向四車道和兩條非人行通道的通行能力。第壹施工階段，橋梁樁基位於15線上隧道，鋼筋混凝土樁基布置必須滿足盾構區間要求。0號墩臺帽懸臂長4.27米，臺後填土高度6.93米，1號墩臺帽懸臂長5.02米，2號墩臺帽懸臂長7.06米，3號墩臺帽懸臂長9.63米，臺後填土高度6.93米..根據計算，1 ~ 3號墩下部結構承載力不能滿足規範要求，原因是橋墩懸臂過大。
玻璃纖維鋼筋具有強度高、與混凝土粘結性能好、導熱導電率低、強度和剛度穩定、抗凍融性能好等特點。適用於隧道內臨時樁基布置，也便於後續盾構機切割樁基。樁基應盡可能靠近盾構機的中心線布置。根據橋梁樁基受力要求，每個橋墩下應布置2根樁。1000mm玻璃纖維增強混凝土樁基；由於樁頂彎矩最大，所以在標高–16.0 ~–6m範圍內全部布置玻璃纖維鋼筋，樁基其他區域采用普通鋼筋。玻璃纖維增強樁基的布置如圖2和圖3所示(圖2中黑點為玻璃纖維增強樁，圓圈為鋼筋混凝土樁)。
3.2玻璃纖維混凝土樁基設計
為便於玻璃纖維增強下料，統壹長度為15m。玻璃纖維混凝土構件的物理力學性能和試驗研究表明，沿周邊均勻制備的圓形截面偏心受壓構件的抗拉強度在玻璃纖維混凝土構件破壞前是完全線彈性的，說明玻璃纖維混凝土構件的破壞模式是脆性破壞。為了使混凝土受壓破壞具有預兆性，有必要將構件設計成受壓破壞的超筋結構。因此，玻璃纖維鋼筋的直徑增加了壹個等級(？28mm)；同時，為了便於盾構機刀盤切割，水下采用C30混凝土。玻璃纖維增強材料的排列如圖4所示。
采用MIDAS/CIVIL(V2010)軟件對結構進行計算分析(見表2)，單樁在–- 16.0 ~-6.0m ~–6.0m範圍內的最不利結構效應出現在3號橋臺..為了說明玻璃纖維混凝土的優越性，將素混凝土和普通鋼筋混凝土截面樁基與玻璃纖維混凝土在承載力、抗裂性、工期、經濟效益以及在盾構掘進工程中的關系進行了對比。盾構機切割範圍內樁基材料的比選見表3。
3.3玻璃纖維加固施工技術
主筋搭接交錯，玻璃纖維筋用U型夾緊螺栓與主筋連接，水平筋用1號綁紮固定。10鐵絲；玻璃纖維鋼筋是脆性材料，需要多點吊裝。鋼筋與玻璃纖維鋼筋連接處必須設置吊點，吊裝時應緩慢起吊，防止起吊撓度過大。鋼筋籠離地後，靜置檢查整體受力和變形，無異常後進行安裝施工。主筋之間的綁定形式如圖5所示。
3.4使用玻璃纖維增強材料的註意事項
玻璃纖維筋剛度低，容易變形，水平放置時要多點支撐；不要暴曬，以免過度熱膨脹；嚴禁在現場對熱固化玻璃纖維鋼筋進行冷加工；在裝卸和運輸過程中，不得拋擲或撞擊玻璃纖維增強材料。施工前，應按JG/T406—2013《土木工程用玻璃纖維增強鋼筋》的要求對產品進行檢查和驗收，以符合設計要求。加工運輸過程中，註意自我保護，避免被刺傷。
4結論
通過玻璃纖維加固在軌道交通地下連續墻施工中的成功應用經驗，解決了上海軌道交通15線張家塘港口大橋盾構機穿越臨時施工階段的承載力缺陷問題，既為後續盾構機穿越預留了條件，又消除了安全隱患，節約了施工成本，縮短了工期，大大減少了外界惡劣環境的困擾。這可為類似橋梁的設計和施工提供參考。
以上玻璃纖維加固在橋梁工程中的應用由仲達咨詢公司收集整理。
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