廣東省某高速公路段橋梁上部結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)
2010-09-14 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
引言
由于設(shè)計(jì)年限久遠(yuǎn)，交通量與日俱增，車輛載重不斷提升，加之缺乏維修，公路橋梁多處于帶病超負(fù)荷工作狀態(tài)?，F(xiàn)結(jié)合廣東省某高速公路段中小橋加固工程實(shí)例，就工程出現(xiàn)的梁底縱向裂縫、板底大面積橫向裂縫、鉸縫開(kāi)裂、混凝土表面缺陷及露筋、橋面鋪裝破損等病害進(jìn)行了描述，分析了產(chǎn)生的原因，同時(shí)也提出了相應(yīng)的加固設(shè)計(jì)思路。
1.梁底縱向裂縫、板底大面積橫向裂縫、鉸縫開(kāi)裂
1.1 病害描述
部分板底縱向裂縫，縱裂縫寬0.05mm-0.4mm，空心板梁底密集橫向裂縫，縫寬在0.05mm-0.22mm之間，裂縫間距在10cm-30cm之間，板底輕度網(wǎng)裂，空心板梁間鉸接縫開(kāi)裂，局部滲水結(jié)晶，橋面雨水沿著鉸縫嚴(yán)重滲漏。
1．2 病害原因分析
現(xiàn)澆形成的整體板粱的受力特性是雙向異性板。在營(yíng)運(yùn)階段，當(dāng)作用活載后，將產(chǎn)生雙向彎曲，在梁底的橫向和縱向?qū)⑼瑫r(shí)產(chǎn)生拉應(yīng)力。設(shè)計(jì)時(shí)板梁配置縱向主筋，在橫向僅按構(gòu)造要求配置鋼筋或配主筋不足，難以承受雙向整體板的橫向拉應(yīng)力而產(chǎn)生縱向裂縫，縱向裂縫貫穿板梁使其受力模式產(chǎn)生變化而成為單向受力板。簡(jiǎn)支梁底密集橫裂主要是由于箍筋保護(hù)層偏薄等原因造成或梁體在預(yù)制過(guò)程中采用土模施工等不良因素引起的。鋼筋混凝土空心板梁鉸接縫橫向聯(lián)系剛度不夠，使單梁受力偏大，在重載沖擊作用下，產(chǎn)生開(kāi)裂。板梁鉸接縫處滲水為橋梁常見(jiàn)病害，通常與施工時(shí)橋面的防水層未鋪裝或鋪裝不完整，橋頭路堤沒(méi)有防水層或防水層損壞有關(guān)，雨水從橋面裂縫滲入到板梁鉸接縫。
1．3 加固設(shè)計(jì)思路
由于裂縫的產(chǎn)生、發(fā)展及長(zhǎng)期存在，使得潮濕空氣進(jìn)入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，從而引起結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的銹蝕，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的承載能力降低，影響到結(jié)構(gòu)的正常運(yùn)營(yíng)甚至安全運(yùn)營(yíng)，因此，對(duì)結(jié)構(gòu)目前存在的裂縫進(jìn)行相應(yīng)的處理及控制非常必要。但鑒于裂縫寬度的不同對(duì)結(jié)構(gòu)的影響也有所不同，此處共分兩種情況對(duì)橋梁的裂縫進(jìn)行灌漿（或封閉）處理，其灌漿材料采用環(huán)氧樹脂，封閉材料采用環(huán)氧砂漿，具體處理方法如下所述：
?。?）對(duì)于寬度小于0.15mm的裂縫，其對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋銹蝕的影響較小，故僅對(duì)此類裂縫用涂抹法進(jìn)行表面封閉；
?。?）對(duì)于寬度不小于0.15mm的裂縫情況，其對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋銹蝕的影響較大，故對(duì)此類裂縫開(kāi)設(shè)v槽，然后將V槽封閉并埋灌漿咀進(jìn)行灌漿處理。
對(duì)裂縫處理完畢以后，對(duì)于部分板底縱向裂縫，采用粘貼A3鋼板方式來(lái)進(jìn)行橫向補(bǔ)強(qiáng)；對(duì)于預(yù)制板板底大面積橫向裂縫，采用粘貼A3鋼板方式來(lái)進(jìn)行縱向補(bǔ)強(qiáng)。對(duì)鉸縫開(kāi)裂、滲水結(jié)晶，將鉸接縫表面清理干凈，除去鉸接縫的污物，先進(jìn)行裂縫處理后，再進(jìn)行粘貼A3鋼板加固。為了適應(yīng)鉸縫兩側(cè)高低差異，采用掛貼鋼板灌注法粘結(jié)。
對(duì)板底的縱向裂縫采用土木結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)MIDAS/Civil進(jìn)行計(jì)算分析。對(duì)整體板采用板單元進(jìn)行三維空間有限元分析，計(jì)算中按照J(rèn)TG D60—2004公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范和JTG D62—2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行荷載組合及承載力極限、正常使用的相關(guān)條款進(jìn)行驗(yàn)算。
2.混凝土表面缺陷及露筋
2.1 病害描述
梁底混凝土表面局部蜂窩麻面，局部梁底混凝土剝落、露筋銹蝕，左右幅梁底均有超高車輛刮傷痕跡，梁間鉸接縫混凝土局部脫落、缺失，鉸接縫混凝土有不飽滿現(xiàn)象。
梁底混凝土表面局部蜂窩麻面，施工質(zhì)量不良?，F(xiàn)澆板梁底被刮傷，為超高車所致。梁底混凝土剝落、露筋、銹蝕為保護(hù)層厚度不夠，雨水侵入后鋼筋銹蝕膨脹引起剝落。鉸縫的缺失，系由于梁間鉸接縫隙較窄，混凝土與梁腹板局部膠結(jié)不良，在橋面重載作用下逐步產(chǎn)生。梁?jiǎn)栥q接縫混凝土不飽滿主要是施工遺留問(wèn)題。
2.2 加固設(shè)計(jì)思路
對(duì)于梁底存在的蜂窩、麻面，混凝土剝落、露筋、銹蝕，梁底被刮傷等缺陷，首先將缺陷部位表層的松散混凝土全部鑿除，露出新鮮混凝土，然后利用人工除銹的方法對(duì)缺陷部位的外露鋼筋除銹，并將混凝土表面清理干凈，最后利用聚合物砂漿對(duì)缺陷部位進(jìn)行修補(bǔ)，在通道兩旁設(shè)置限高標(biāo)志；加強(qiáng)日常養(yǎng)護(hù)。對(duì)于鉸縫缺失，采用壓力灌漿器灌注復(fù)合環(huán)氧漿液，再用環(huán)氧膠泥涂抹。
3.橋面鋪裝破損
3.1 病害描述
車道混凝土有縱裂，左右幅橋面鋪裝混凝土板有不同程度的破損，搭板處混凝土局部破碎，橋面中央分隔帶防撞墻破損嚴(yán)重，護(hù)欄剝落露筋，伸縮縫有泥砂積塞。
3.2 病害原因分析
搭板開(kāi)裂主要是由于搭板處路基密實(shí)度不相同，在荷載作用下產(chǎn)生不均勻沉降而導(dǎo)致開(kāi)裂。橋面板破損開(kāi)裂為行車沖擊荷載作用下和混凝土本身收縮等綜合因素而產(chǎn)生。
3.3 加固設(shè)計(jì)思路
針對(duì)各種病害形式的不同（主要檢查梁底是否存在滲水痕跡，鉸縫混凝土缺失是否反射到橋面），對(duì)于存在病害的橋面鋪裝層處理方法如下所述：
?。?）水泥混凝土鋪裝破損嚴(yán)重的橋梁，鏟除原橋面鋪裝，增加改進(jìn)Fyr-l改進(jìn)橋面防水涂層，并加鋪鋼筋網(wǎng)。
（2）局部破損的橋面鋪裝按原鋪裝修復(fù)。
防撞欄破損開(kāi)裂先用氣動(dòng)工具把損壞的混凝土鑿除清理干凈，再用高一級(jí)混凝土進(jìn)行修補(bǔ)。
參考文獻(xiàn)：
【1】 張樹仁、王宗林，橋梁病害診斷與改造加固設(shè)計(jì)[M]，北京：人民交通出版社 2006。
【2】JTG 1360—2004，公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[s]。
【3】 GB 50367—2006，混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范[S]。
【4】 沈葉飛、林法力，混凝土橋梁的常見(jiàn)病害與加固技術(shù)[J]，山西建筑 2007 33（34）：324—325。
