某大橋病害成因及加固方案設(shè)計(jì)探析

1、某大橋病害成因及加固方案設(shè)計(jì)探析摘要：本文結(jié)合筆者工程實(shí)例，就某大橋病害產(chǎn)生的原因 進(jìn)行了初步的分析，對于主梁、支座、橋面、橋臺、橋頭等 不同部位的病害特點(diǎn)提出了具有針對性的加固方案設(shè)計(jì)措 施，僅供參考。關(guān)鍵詞：橋梁病害；加固；方案設(shè)計(jì)；工程措施中圖分類號：s611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：某大橋全長132 mo跨徑組成為：5x25m；橋梁雙幅分 離布設(shè)，單幅橋面凈寬為11m；橋梁上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝 土連續(xù)剛構(gòu)體系，主梁截面采用脊骨梁構(gòu)造型式，梁高1. 5m（橫截面中心處）；下部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土薄壁橋墩和 肋板式墩臺；基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁于1998年10 月建成通車。橋梁設(shè)計(jì)采用的技術(shù)

2、標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)為，設(shè)計(jì)荷載 標(biāo)準(zhǔn)：公路一級；地震基本烈度：vdi度；主梁混凝土標(biāo)號： 50號；橋墩混凝土標(biāo)號：40號；橋臺混凝土標(biāo)號：30號。 該橋在近10年的運(yùn)營后出現(xiàn)了不同程度的病害，為保證高 速公路正常通行，對此橋進(jìn)行加固處理。1橋梁病害及其原因分析1. 1橋梁現(xiàn)狀及病害情況本橋在施工過程中，就檢查出預(yù)應(yīng)力管道壓漿不密實(shí)的 問題，之后未進(jìn)行徹底處理，可能造成預(yù)應(yīng)力鋼絞線銹蝕。 在竣工荷載試驗(yàn)中，又測得脊骨梁懸臂達(dá)4. 5m的翼板變形 值偏大，荷載試驗(yàn)提出了運(yùn)營過程中加強(qiáng)觀測的建議。經(jīng)檢查。大橋現(xiàn)在可見主要病害有：主梁脊骨實(shí)體側(cè)面 局部有豎向和水平裂縫，主要分布于翼板根部附近的梁肋側(cè) 面，裂縫

3、寬度約0. 050. 25mm,部分裂縫沿縫口有泛堿析 鹽現(xiàn)象。5號橋臺處右幅主梁翼板開裂，裂縫由主梁脊骨側(cè)面延 至懸臂翼板底面，與橋梁軸線呈斜交方向發(fā)展。橋臺裝飾板 混凝土剝落、露筋。支座防塵罩缺失，鋼件局部銹蝕。橋面 瀝青混凝土鋪裝層車轍嚴(yán)重。橋頭路基沉降嚴(yán)重，最大沉降 值達(dá)2030cm,橋頭防撞墻開裂損壞。1. 2主要病害產(chǎn)生原因分析原橋施工時(shí)預(yù)應(yīng)力管道壓漿不飽滿，屬于施工問題，之 后也未進(jìn)行必要處理，橋面下滲水有可能通過設(shè)于梁頂?shù)念A(yù) 應(yīng)力管道出漿排氣孔滲入管道中，對預(yù)應(yīng)力鋼絞線造成腐 蝕。本橋上部主梁翼板懸臂長度達(dá)4. 5rn,翼板設(shè)計(jì)為全預(yù) 應(yīng)力混凝土受力構(gòu)件，在竣工荷載試驗(yàn)時(shí)，測得

4、翼板在車輪 荷載作用下的撓曲變形值偏大，介于同結(jié)構(gòu)尺寸的預(yù)應(yīng)力混 凝土和普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對應(yīng)的撓曲變形值之間，表明結(jié) 構(gòu)預(yù)應(yīng)力度未能完全得到實(shí)現(xiàn)，對應(yīng)翼板變形的剛度值未形 成，在此狀態(tài)下，將會造成翼板根部截面上緣混凝土出現(xiàn)拉 應(yīng)力并產(chǎn)生開裂和下緣混凝土壓應(yīng)力值偏大。由于脊骨梁構(gòu) 造的特殊性，本橋主脊為3. omxl. 5m的實(shí)體混凝土，現(xiàn) 澆施工時(shí)易由于水泥水化熱作用造成混凝土內(nèi)部溫度偏高， 從而在構(gòu)件表面產(chǎn)生可見或不可見的裂縫，后期混凝土收縮 徐變致使已有裂縫趨于明顯。橋梁在運(yùn)營過程中，橋面滲水 沿混凝土裂紋滲入混凝土內(nèi)部后，可沿混凝土內(nèi)部的原裂縫 通過，并從梁側(cè)面裂縫滲出，對混凝土造成侵

5、蝕。橋臺裝飾 板施工質(zhì)量較差，且裝飾板施工時(shí)采用了泡沫板與主梁端橫 隔梁隔離，施工完成后未對該部位進(jìn)行妥善處理，致使裝飾 板與主梁橫隔梁分離不徹底，在主梁變形和伸縮時(shí)，造成裝 飾板表面混凝土剝落和露筋。橋臺臺后填土不密實(shí)，壓實(shí)度 不足，致使填土后期沉降值較大，造成該處防撞護(hù)欄斷裂和 橋頭路基沉陷。2橋梁病害處治加固方案2. 1病害處治及加固原則橋梁加固設(shè)計(jì)維持原橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。通過增設(shè)縱向體外預(yù) 應(yīng)力束、橫向鋼筋混凝土橫隔梁等綜合處治措施對大橋病害 進(jìn)行處理及維修加固，使橋梁結(jié)構(gòu)的整體受力狀態(tài)和翼板橫 向剛度得到改善和提高，并使其能夠滿足橋梁承載能力和正 常使用的設(shè)計(jì)和有關(guān)規(guī)范規(guī)定的要求，提高橋梁

6、的耐久性和 延長橋梁的使用壽命。2. 2病害處治及維修加固方案設(shè)計(jì)加固設(shè)計(jì)主要從主梁、支座、橋面、橋臺、橋頭路基等5方面進(jìn)行。對主梁病害的處治及維修加固采用以下措施：針對主梁 預(yù)應(yīng)力管道壓漿不密實(shí)，通過預(yù)應(yīng)力管道出漿排氣孔，采用 壓注水泥漿液的方法對其進(jìn)行處治。對于主梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線 腐蝕，預(yù)應(yīng)力損失，通過對主梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析的結(jié)果， 在梁體兩側(cè)采用增加后期可調(diào)整應(yīng)力的體外預(yù)應(yīng)力束的方 法對主梁進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。對于主梁梁端翼板混凝土開裂，病 害采用粘貼鋼板和對裂縫進(jìn)行灌漿的方法進(jìn)行處治。主梁脊 骨實(shí)體側(cè)面裂縫，采用表面封閉裂縫和對裂縫進(jìn)行灌漿的方 法進(jìn)行處治。對寬度小于0. 10mm的裂縫進(jìn)行表

7、面封閉；對 大于0. 10mm的裂縫進(jìn)行壓力灌漿。對于主梁翼板剛度不足 的問題，采用在翼板與主梁側(cè)面按一定間距(2. 0m)增設(shè)鋼 筋混凝土橫隔梁的方法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處治。通過對全橋支座進(jìn)行除塵、除銹、刷漆、補(bǔ)充硅脂及安 裝防塵罩，來對支座病害維修處治。橋面病害采用全部鑿除 原有瀝青混凝土橋面，重新鋪筑改性瀝青混凝土橋面的方 案。對于橋臺裝飾板混凝土剝落、露筋的處治，對出現(xiàn)剝落、 露筋的橋臺裝飾板及裝飾板與主梁橫隔梁的間隙進(jìn)行維修 處理。采用壓力注漿的方法對橋頭路基沉陷進(jìn)行加固處理。 對損壞的防撞墻進(jìn)行修復(fù)。3施工方法、工藝及技術(shù)要求3. 1鑿除原橋?yàn)r青混凝土鋪裝層鑿除時(shí)，應(yīng)選用小沖擊力的機(jī)械設(shè)備人

8、工鑿除，以免損 傷混凝土；鑿除后，將橋面板頂面混凝土鑿毛，露出新鮮混 凝土，形成凸凹高度為612mm的粗糙面；清除局部有松散 的碎石，并用高壓氣泵清理干凈。3. 2預(yù)應(yīng)力管道注漿在主梁混凝土頂面找到預(yù)應(yīng)力管道出漿排氣孔后，其對 主梁預(yù)應(yīng)力管道灌注水泥漿液。水泥漿液采用水泥：水=0. 5： 1的純水泥漿液，注漿壓力采用0. 2mpa。3. 3增設(shè)橫隔梁在增設(shè)橫隔板處，將主梁表面混凝土鑿毛，露出新鮮混 凝土；在增設(shè)橫隔板處，將橋面板混凝土鑿開12個(gè) 20cmx20cm的方孔或直徑20cm的圓孔，作為混凝土澆筑入 口。在主梁腹板、翼板鉆孔植筋，橫隔板鋼筋與植人鋼筋采 用焊接方式連接成整體；腹板植筋時(shí)

9、，須避開腹板內(nèi)預(yù)應(yīng)力 鋼筋；混凝土澆筑前，在原混凝土表面涂刷界面劑；混凝土 澆筑和養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)封閉交通，以免對混凝土造成擾動(dòng)， 影響混凝土的澆筑質(zhì)量。3. 4瀝青混凝土橋面鋪裝a）清理、清潔混凝土梁頂面，涂刷防水層。防水層施工 前，需對混凝土鋪裝頂面涂漿和松散部分進(jìn)行清理，并用高 壓水沖洗干凈；混凝土表面在干燥、潔凈狀態(tài)下進(jìn)行防水層 涂刷，涂刷力求均勻，不得有堆積、漏刷，要特別注意橋面 鋪裝與中央分隔帶、外側(cè)防撞墻及泄水管口處的防水層連續(xù) 性和嚴(yán)密；防水層涂刷后要特別注意保護(hù)，禁止尖銳物體碰 撞，禁止施工機(jī)械通行，如有破損需立即進(jìn)行修補(bǔ)。b）分兩 層鋪筑8cm厚sbs改性瀝青混凝土橋面鋪裝。3. 5對全橋主梁混凝土裂縫進(jìn)行灌膠或表面封閉對混凝土表面進(jìn)行處理，清除松散灰漿、砂礫、油垢， 使混凝土表面保持干凈，并使裂縫處于干燥狀態(tài)。使用封縫 膠進(jìn)行封縫。3. 6主梁梁端翼板補(bǔ)強(qiáng)鋼板布設(shè) a）表面處理首先將劣化的混凝土徹底清除干凈，然后對原結(jié)構(gòu)被維護(hù)部位的混凝土表面進(jìn)行處理，確保粘貼效果良 好?；炷帘砻嬉徠嚼构橇下冻?，并將浮塵清除干 凈。b）螺栓固定按照維護(hù)施工圖中所示位置在主梁上鉆孔，