廣東省某高速公路段橋梁上部結構加固設計
2010-09-14 來源：網(wǎng)絡
引言
由于設計年限久遠，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荷工作狀態(tài)?，F(xiàn)結合廣東省某高速公路段中小橋加固工程實例，就工程出現(xiàn)的梁底縱向裂縫、板底大面積橫向裂縫、鉸縫開裂、混凝土表面缺陷及露筋、橋面鋪裝破損等病害進行了描述，分析了產(chǎn)生的原因，同時也提出了相應的加固設計思路。
1.梁底縱向裂縫、板底大面積橫向裂縫、鉸縫開裂
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裂，局部滲水結晶，橋面雨水沿著鉸縫嚴重滲漏。
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。在營運階段，當作用活載后，將產(chǎn)生雙向彎曲，在梁底的橫向和縱向?qū)⑼瑫r產(chǎn)生拉應力。設計時板梁配置縱向主筋，在橫向僅按構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。簡支梁底密集橫裂主要是由于箍筋保護層偏薄等原因造成或梁體在預制過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)生開裂。板梁鉸接縫處滲水為橋梁常見病害，通常與施工時橋面的防水層未鋪裝或鋪裝不完整，橋頭路堤沒有防水層或防水層損壞有關，雨水從橋面裂縫滲入到板梁鉸接縫。
1．3 加固設計思路
由于裂縫的產(chǎn)生、發(fā)展及長期存在，使得潮濕空氣進入結構內(nèi)部，從而引起結構內(nèi)部鋼筋的銹蝕，最終導致結構的承載能力降低，影響到結構的正常運營甚至安全運營，因此，對結構目前存在的裂縫進行相應的處理及控制非常必要。但鑒于裂縫寬度的不同對結構的影響也有所不同，此處共分兩種情況對橋梁的裂縫進行灌漿（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：
?。?）對于寬度小于0.15mm的裂縫，其對結構內(nèi)部鋼筋銹蝕的影響較小，故僅對此類裂縫用涂抹法進行表面封閉；
?。?）對于寬度不小于0.15mm的裂縫情況，其對結構內(nèi)部鋼筋銹蝕的影響較大，故對此類裂縫開設v槽，然后將V槽封閉并埋灌漿咀進行灌漿處理。
對裂縫處理完畢以后，對于部分板底縱向裂縫，采用粘貼A3鋼板方式來進行橫向補強；對于預制板板底大面積橫向裂縫，采用粘貼A3鋼板方式來進行縱向補強。對鉸縫開裂、滲水結晶，將鉸接縫表面清理干凈，除去鉸接縫的污物，先進行裂縫處理后，再進行粘貼A3鋼板加固。為了適應鉸縫兩側高低差異，采用掛貼鋼板灌注法粘結。
對板底的縱向裂縫采用土木結構分析系統(tǒng)MIDAS/Civil進行計算分析。對整體板采用板單元進行三維空間有限元分析，計算中按照JTG D60—2004公路橋涵設計通用規(guī)范和JTG D62—2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范進行荷載組合及承載力極限、正常使用的相關條款進行驗算。
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。現(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不良，在橋面重載作用下逐步產(chǎn)生。梁問鉸接縫混凝土不飽滿主要是施工遺留問題。
2.2 加固設計思路
對于梁底存在的蜂窩、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缺陷部位進行修補，在通道兩旁設置限高標志；加強日常養(yǎng)護。對于鉸縫缺失，采用壓力灌漿器灌注復合環(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重，護欄剝落露筋，伸縮縫有泥砂積塞。
3.2 病害原因分析
搭板開裂主要是由于搭板處路基密實度不相同，在荷載作用下產(chǎn)生不均勻沉降而導致開裂。橋面板破損開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 加固設計思路
針對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），對于存在病害的橋面鋪裝層處理方法如下所述：
（1）水泥混凝土鋪裝破損嚴重的橋梁，鏟除原橋面鋪裝，增加改進Fyr-l改進橋面防水涂層，并加鋪鋼筋網(wǎng)。
（2）局部破損的橋面鋪裝按原鋪裝修復。
防撞欄破損開裂先用氣動工具把損壞的混凝土鑿除清理干凈，再用高一級混凝土進行修補。
參考文獻：
【1】 張樹仁、王宗林，橋梁病害診斷與改造加固設計[M]，北京：人民交通出版社 2006。
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