危橋加固示例

1、 寧高公路秦淮河大橋?qū)幐吖非鼗春哟髽蛴揖€主跨箱梁加固方案右線主跨箱梁加固方案寧高高速公路機(jī)場(chǎng)互通N匝道橋（簡(jiǎn)稱秦淮河大橋）主跨跨越秦淮河，24號(hào)墩至27號(hào)墩之間為30m+45m+30m的3孔變截面變寬度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，斜橋正做，上、下行分離。主墩采用圓柱Y型實(shí)體墩，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁。橋梁立面布置圖和平面示意圖如圖1-1、圖1-2所示。秦淮河大橋設(shè)計(jì)荷載為汽車(chē)超20級(jí)，掛車(chē)120。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁截面為單箱雙室截面，25號(hào)墩頂處箱梁截面高度2.5m，25號(hào)墩至26號(hào)墩間的45米跨跨中箱梁截面高度1.3m。箱梁采用50號(hào)混凝土。秦淮河大橋箱梁施工采用滿堂支架現(xiàn)澆混凝土的施工工藝。于19

2、97年10月20日進(jìn)行了左幅橋箱梁混凝土澆筑；1997年12月底進(jìn)行了右幅箱梁混凝土澆筑。全橋于1998年4月完成主體工程，同年9月全橋通車(chē)。一、工程概況一、工程概況圖1-1圖1-2二、前期工作的回顧二、前期工作的回顧1999年年3月，月，發(fā)現(xiàn)秦淮河大橋右幅預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁45m跨跨中區(qū)段有向下變形向下變形、橋面下凹橋面下凹的現(xiàn)象，有關(guān)單位召開(kāi)了專家會(huì)議。 2000年年8月，月，開(kāi)始進(jìn)行對(duì)箱梁進(jìn)行詳細(xì)檢查及變形觀測(cè)。 2001年年2月月18日，日，在機(jī)場(chǎng)路管理處翠屏山賓館又召開(kāi)了研討會(huì)，決定以后每3個(gè)月用橋梁檢測(cè)車(chē)檢測(cè)一次，并對(duì)箱梁裂縫進(jìn)行定量觀測(cè)。 20012001年年7 7月月，中交第二公

3、路勘察設(shè)計(jì)院受托進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證設(shè)計(jì)驗(yàn)證并提交相關(guān)報(bào)告 20012001年年9 9月月6 6日日，成立了領(lǐng)導(dǎo)小組和專家組，并決定由東南大學(xué)根據(jù)制訂的監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行定期檢查與監(jiān)測(cè)工作。 20012001年年9 9月月起，秦淮河大橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁定期現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作共進(jìn)行了7次。2001年9月至2002年1月是每月監(jiān)測(cè)測(cè)量1次；2002年1月至6月是每3個(gè)月監(jiān)測(cè)1次。 20032003年年7 7月月1 1日日，東南大學(xué)交通學(xué)院橋梁與隧道研究所組織力量進(jìn)入中跨右幅箱梁右室內(nèi)進(jìn)入中跨右幅箱梁右室內(nèi)，對(duì)南京方向半跨的箱梁內(nèi)表面裂縫進(jìn)行了檢查，并提交箱梁裂縫狀況檢查報(bào)告 。 以上工作內(nèi)容為：定期現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與詳細(xì)

4、檢查工作定期現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與詳細(xì)檢查工作包括橋面（箱梁）變形、箱梁控制截面的混凝土應(yīng)變、包括橋面（箱梁）變形、箱梁控制截面的混凝土應(yīng)變、橋面高度、箱梁伸縮縫處水平變形、箱梁混凝土裂縫橋面高度、箱梁伸縮縫處水平變形、箱梁混凝土裂縫檢查及外觀缺陷檢查、支座現(xiàn)狀檢查、箱梁混凝土的檢查及外觀缺陷檢查、支座現(xiàn)狀檢查、箱梁混凝土的回彈測(cè)試等回彈測(cè)試等 ；另外，還包括設(shè)計(jì)驗(yàn)算?？梢钥闯?，有關(guān)各方針對(duì)本橋出現(xiàn)的問(wèn)題作了大量細(xì)致而詳盡的工作。l箱梁外部l箱梁內(nèi)部三、前期相關(guān)工作的結(jié)果與結(jié)論三、前期相關(guān)工作的結(jié)果與結(jié)論 箱梁外部箱梁外部1、右幅箱梁混凝土外觀缺陷 腹板斜裂縫除右幅箱梁左腹板上有個(gè)別斜裂縫外，右幅箱梁的裂

5、縫主要是箱梁右腹板斜裂縫。右幅箱梁中跨（45m跨）1/4L和3/4L區(qū)域內(nèi)的裂縫示意圖參見(jiàn)圖2-1。在距25墩約10-16米處有大約8條主要斜裂縫，分布較規(guī)則、間距不大，與頂板線成大約45度角，向支座方向延伸；在距26號(hào)墩約12m處也有相應(yīng)的斜裂縫，形態(tài)與前述斜裂縫相似。斜裂縫基本上出現(xiàn)在箱梁底板附近位置，并斜向延伸至上翼板下。腹板下部的水平裂縫水平裂縫主要位于箱梁底板與腹板的交界上方約30cm位置上，沿箱梁縱向呈水平發(fā)展，各橋跨均有，其中以邊跨30m的箱梁最明顯，裂縫寬度約為0.10.15mm。底板混凝土裂縫箱梁底板表面所觀察到的裂縫總體上以順橋向?yàn)槎?，且基本上?5m跨箱梁的1/4跨以及3

6、/4跨處區(qū)域內(nèi)，很不規(guī)則。其中，有順橋向發(fā)展的裂縫還在有的地方橫向發(fā)展。普通鋼筋銹蝕僅在邊跨距27號(hào)墩約4.2m處的箱梁底板表面觀察到底板表面順橋向有干涸的白色水泥跡和褐色的鐵銹跡2、左幅箱梁混凝土外觀缺陷左幅箱梁混凝土外觀缺陷左幅箱梁混凝土的外觀缺陷主要是底板混凝土剝落。圖2-1 箱梁內(nèi)部箱梁內(nèi)部 東南大學(xué)交通學(xué)院橋梁與隧道研究所在進(jìn)行箱梁檢查時(shí)，箱內(nèi)干燥，沒(méi)有觀察到橋面水滲漏入箱的現(xiàn)象，也沒(méi)有檢查到雨水滲漏的水跡，本次箱梁內(nèi)裂縫檢查，以大號(hào)手電筒及箱內(nèi)已掛有的白熾燈為照明基本條件，用皮尺測(cè)量裂縫的位置并且對(duì)典型的裂縫用裂縫寬度讀數(shù)顯微觀測(cè)鏡觀測(cè)最大裂縫寬度。檢查的目的主要是通過(guò)進(jìn)入右幅箱梁

7、段的右室檢查內(nèi)表面裂縫分布狀況。 在箱梁頂板下混凝土表面裂縫檢查中，發(fā)現(xiàn)在頂板齒板前端混凝土表面存在著縱向裂縫，位于齒板前的中央，最大的裂縫寬度為0.28mm。 在接近14跨處發(fā)現(xiàn)一條從中肋板頂部向頂板中央的裂縫，其它邊肋處齒板距邊肋距離太近無(wú)法觀察。裂縫分布狀況見(jiàn)圖2-2，凡以“+”表示的即為齒板前端的裂縫，其它則為頂面下表面混凝土裂縫。 圖中括號(hào)內(nèi)前面數(shù)字表示裂縫起始端至墩頂橫隔板內(nèi)表面距離，后面數(shù)字表示裂縫起始端至中肋內(nèi)表面的距離。從2001年9月26日至2002年6月15日近9個(gè)月的定期現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作，現(xiàn)對(duì)箱梁混凝土的主要外觀缺陷發(fā)展情況匯總?cè)缦拢河曳淞河腋拱灞砻娴男绷芽p較多，為了突出

8、重點(diǎn)，監(jiān)測(cè)重點(diǎn)選擇了其中的10條裂縫。監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容是這10條裂縫的長(zhǎng)度和寬度（固定觀測(cè)點(diǎn)），同時(shí)還注意是否有新的斜裂縫或其它受力裂縫出現(xiàn)。右幅箱梁主要的外觀缺陷是右腹板上的斜裂縫，雖然目前沒(méi)有進(jìn)一步發(fā)展，但是涉及到秦淮河大橋的安全性、實(shí)用性。 主要結(jié)論：主要結(jié)論：1、秦淮河大橋預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁在中跨某些截面秦淮河大橋預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁在中跨某些截面上的混凝土拉應(yīng)力及主拉應(yīng)力值盡管在設(shè)計(jì)規(guī)范允上的混凝土拉應(yīng)力及主拉應(yīng)力值盡管在設(shè)計(jì)規(guī)范允許的范圍內(nèi)，但是偏大，同時(shí)右幅箱梁在施工過(guò)程許的范圍內(nèi)，但是偏大，同時(shí)右幅箱梁在施工過(guò)程中沒(méi)有預(yù)壓支架，由此可能導(dǎo)致箱梁的橫向扭轉(zhuǎn)變中沒(méi)有預(yù)壓支架，由此可能導(dǎo)致箱

9、梁的橫向扭轉(zhuǎn)變形，進(jìn)而使這些截面上的混凝土拉應(yīng)力及主拉應(yīng)力形，進(jìn)而使這些截面上的混凝土拉應(yīng)力及主拉應(yīng)力進(jìn)一步增大而超過(guò)限值，造成右幅箱梁跨中部位的進(jìn)一步增大而超過(guò)限值，造成右幅箱梁跨中部位的橫向沉陷以及箱梁右腹板混凝土的斜裂縫。橫向沉陷以及箱梁右腹板混凝土的斜裂縫。 2、秦淮河大橋右幅箱梁腹板裂縫和橋面凹陷秦淮河大橋右幅箱梁腹板裂縫和橋面凹陷在目前的交通量和交通組成條件下基本處于在目前的交通量和交通組成條件下基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，除少數(shù)的裂縫寬度有所增大（最穩(wěn)定狀態(tài)，除少數(shù)的裂縫寬度有所增大（最大變幅在大變幅在0.1 mm左右）外，重點(diǎn)觀測(cè)的大部左右）外，重點(diǎn)觀測(cè)的大部分腹板斜裂縫在監(jiān)測(cè)期間沒(méi)有重

10、大的發(fā)展，分腹板斜裂縫在監(jiān)測(cè)期間沒(méi)有重大的發(fā)展，也沒(méi)有明顯的新裂縫出現(xiàn)。也沒(méi)有明顯的新裂縫出現(xiàn)。 3、研究認(rèn)為，觀測(cè)到的箱梁相對(duì)變形情況，即、研究認(rèn)為，觀測(cè)到的箱梁相對(duì)變形情況，即箱梁的相對(duì)變形表現(xiàn)為邊跨下?lián)?，中跨上拱的現(xiàn)象箱梁的相對(duì)變形表現(xiàn)為邊跨下?lián)希锌缟瞎暗默F(xiàn)象是由在觀測(cè)過(guò)程中的溫度在箱梁高度上的不均勻是由在觀測(cè)過(guò)程中的溫度在箱梁高度上的不均勻分布引起的。右幅箱梁剛度由于斜裂縫的出現(xiàn)而有分布引起的。右幅箱梁剛度由于斜裂縫的出現(xiàn)而有所降低，所以其相對(duì)變形比左幅箱梁要大。所降低，所以其相對(duì)變形比左幅箱梁要大。 4、箱梁混凝土的回彈測(cè)試表明箱梁混凝土的強(qiáng)、箱梁混凝土的回彈測(cè)試表明箱梁混凝土的強(qiáng)

11、度符合設(shè)計(jì)要求。度符合設(shè)計(jì)要求。5 5、 設(shè)計(jì)驗(yàn)證報(bào)告設(shè)計(jì)驗(yàn)證報(bào)告認(rèn)為，認(rèn)為， 秦淮河大橋的設(shè)計(jì)基本秦淮河大橋的設(shè)計(jì)基本能滿足能滿足設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)規(guī)范，可以保證正常使用，但在中跨，可以保證正常使用，但在中跨的抗彎、抗剪設(shè)計(jì)中預(yù)留安全儲(chǔ)備較小。鑒于右幅橋的抗彎、抗剪設(shè)計(jì)中預(yù)留安全儲(chǔ)備較小。鑒于右幅橋已經(jīng)發(fā)現(xiàn)裂縫及撓度過(guò)大等問(wèn)題，建議對(duì)裂縫進(jìn)行封已經(jīng)發(fā)現(xiàn)裂縫及撓度過(guò)大等問(wèn)題，建議對(duì)裂縫進(jìn)行封閉處理，并對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)。閉處理，并對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)。6、邊跨箱梁的實(shí)測(cè)撓度均小于計(jì)算值。在工況、邊跨箱梁的實(shí)測(cè)撓度均小于計(jì)算值。在工況3和工和工況況4作用下，箱梁中跨作用下，箱梁中跨1/4截面和跨中的撓度已超

12、出計(jì)截面和跨中的撓度已超出計(jì)算撓度，實(shí)驗(yàn)得到的校驗(yàn)系數(shù)已經(jīng)超過(guò)算撓度，實(shí)驗(yàn)得到的校驗(yàn)系數(shù)已經(jīng)超過(guò)10%，相對(duì)殘，相對(duì)殘余變形也超過(guò)余變形也超過(guò)20%，不能滿足，不能滿足大跨徑混凝土橋梁實(shí)大跨徑混凝土橋梁實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)方法的相關(guān)規(guī)定。的相關(guān)規(guī)定。四、箱梁加固方案四、箱梁加固方案根據(jù)相關(guān)的監(jiān)測(cè)資料，本橋主要問(wèn)題為本橋主要問(wèn)題為：在L/4到跨中區(qū)域箱梁腹板出現(xiàn)斜裂縫，在底板出現(xiàn)縱向裂縫；跨中撓度較大。因而，我們的加固思路為全面提高橋梁的剛度和抗裂能力，以保證橋梁在正常使用狀態(tài)具有足夠的剛度、強(qiáng)度和耐久性，在此思路下，提出以下兩個(gè)加固方案。方案一、粘貼鋼板和施加縱向體外預(yù)應(yīng)力加固方案、粘貼鋼板和施加縱向體

13、外預(yù)應(yīng)力加固方案 （推薦方案）（推薦方案）鑒于橋梁當(dāng)前的狀況，擬先對(duì)于寬度大于0.2mm的裂縫進(jìn)行灌漿封閉裂縫，然后在L/4到跨中區(qū)域腹板外側(cè)粘貼鋼板，以提高抗剪能力，改善箱梁主應(yīng)力水平和斜截面強(qiáng)度；同時(shí)在中跨箱梁跨中范圍施加體外預(yù)應(yīng)力鋼束，以提高橋梁結(jié)構(gòu)的剛度和抗裂能力。對(duì)于底板縱向裂縫的處理，可以采用在底板上緣外貼兩層碳纖維布進(jìn)行裂縫封閉和加固處理。另外，建議加厚橋面鋪裝層，以改善箱梁由于日照溫差所引起的應(yīng)力。該方案的優(yōu)點(diǎn)：1。粘貼鋼板不需要破壞箱梁的外形。2。施工工藝簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量易于控制。3、對(duì)受拉區(qū)施加預(yù)應(yīng)力，可以抵消部分自重應(yīng)力，起到卸載作用，從而能較大幅度提高梁的承載能力，在自重

14、增加很小的情況下可大幅度改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的受力和變形狀況，提高結(jié)構(gòu)剛度、抗裂性。 4、由于自重增加小，故對(duì)墩臺(tái)及基礎(chǔ)受力狀況影響很小，節(jié)省加固投資。同時(shí)施工工期短，也較經(jīng)濟(jì)。該方案的缺點(diǎn)：為了提高粘結(jié)質(zhì)量及耐久性，需要安裝錨固螺栓，這一點(diǎn)對(duì)已建預(yù)應(yīng)力箱梁的施工增加了施工難度。粘結(jié)鋼板加固工藝流程：A、在混凝土和鋼板上鉆孔以備安裝膨脹錨固螺栓。B、被粘混凝土和鋼板粘合面表面處理。C、建筑結(jié)構(gòu)膠配置并涂敷。D、粘結(jié)E、安裝膨脹錨固螺栓并加壓。F、常溫固化。G、防銹處理。體外預(yù)應(yīng)力加固的施工工藝體外預(yù)應(yīng)力加固的施工工藝： 1、體外預(yù)應(yīng)力筋錨固端的定位及施工。錨固點(diǎn)是確保體外預(yù)應(yīng)力加固工藝成功的關(guān)鍵，應(yīng)先按設(shè)計(jì)放樣，然后下料組裝，并與原結(jié)構(gòu)牢固結(jié)合，使其能承受預(yù)應(yīng)力。 2、放置預(yù)應(yīng)力筋。放置安裝過(guò)程是：A：預(yù)應(yīng)力筋下料；B：鐓錨板處的錨頭安裝。C：穿筋