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大桥桥梁检测(病害现象、成因分析、加固工程、评估)案例
日期:2015-7-9 17:19:54 作者:佚名 来源:本站原创
新闻中心

大桥病害现象

根据中交路桥工程检测中心提供的《大桥试验检测报告》,在20012年3月现场查看时发现:部分拱肋主筋严重锈蚀,混凝土老化,拱波开裂、渗水,拱上腹拱拱石松动或缺失,桥台锥坡开裂下沉,桥面部分栏杆被撞变形。试验检测时的外观检查中发现该桥破损的情况是:

(1)主体结构混凝土局部损伤严重;

(2)大部分拱肋出现露筋、钢筋锈蚀、混凝土胀裂;

(3)横系梁局部损坏严重;

(4)腹拱圈沿砌缝横向开裂,局部拱石松动,石块掉落;

(5)拱波局部现纵向开裂、渗水、流白灰;

(6)桥面铺装大面积网状开裂,局部有沥青坑槽,积水现象;

(7)福州台、宁德台台背下沉;宁德台锥坡下滑、下沉、开裂;桥墩帽梁局部混凝土胀裂、露筋、钢筋锈蚀。

大桥病害成因分析

根据中交路桥工程检测中心提供的现场调查测量的资料,初步分析认为引起大桥结构病害的原因如下:

(1)全桥结构整体承载能力不足

该桥原设计荷载等级是汽车-13级、拖-60。该桥目前实际通行的交通量与荷载等级与原设计荷载等级相比均有较大的提高,特别是该桥活载中重车的比例很大。据了解,通过该桥运输石板材的五轴式货车的轴重有时可达到100t。由于原桥设计时的荷载等级远不能适应现有的交通状况,所以,造成了全桥结构整体承载能力不足。

(2)拱肋原设计强度不足

该桥的主跨跨径为22m,全桥 10跨,横向有7肋6波,拱肋混凝土的等级较低(约为 C20),拱肋在拱脚处截面虽经局部加大,但其抗弯强度仍然不足,在重车荷载长期作用下致使拱肋的承载能力降低。

(3)横向联系不足

该桥的横系梁截面尺寸较小,混凝土等级较低(约为C15),横系梁的数量也较少。由此造成横向联系不足,使拱桥的整体稳定性降低,位于中间的拱波出现纵桥向长裂缝,加剧了桥梁荷载横向分布的不均匀性。拱波的厚度和强度也不足,使裂缝发展迅速。

(4)钢筋混凝土构件原设计配筋率普遍偏低

查阅《双曲拱桥图集》发现,建于20世纪70 年代初的双曲拱桥,其拱肋、横系梁采用的主钢筋均为I级钢筋,强度低;同时,钢筋最大直径通常仅为14~16 mm。拱肋作为钢筋混凝土压弯构件,横系梁作为钢筋混凝土受弯构件,由于设计配筋率偏低,使其强度和承载能力均受到限制。

(5)桥墩墩柱基础外露

因河流的上游建设水坝,使桥位处水位下降,桥墩墩柱基础外露;另外受上游石板材加工工厂排放的污水影响,桥墩墩柱基础受到较严重的腐蚀,混凝土保护层的强度受到直接的影响。

大桥加固工程施工

根据选定的加固技术方案,对大桥双曲拱桥进行了加固施工。具体施工步骤和施工要点如下:

(1)挖除拱上填料,拆除桥上混凝土栏杆

人工清除拱上填料时,应先击碎桥面沥青及混凝土层,每跨应由跨中向两端同时对称进行卸载,全桥同时进行。在拆除桥上混凝土栏杆时,也应对称地同时进行卸载。

此外,在桥梁栏杆拆除后,应设置安全防护网及其他安全防护措施,确保过往行人与施工人员的安全。

(2)拱肋裂缝、横系梁处理

采用灌注环氧浆液的方法,封闭拱肋和横系梁裂缝;再对构件混凝土面层的粉刷层和松动部分彻底清除后打磨,若有钢筋外露,应先对钢筋进行除锈处理,然后用找平胶修补。裂缝修补灌浆法的工艺流程如下:

修补前的压浆配量、灌浆等方面的计算和安排准备工作一钻孔一清孔及裂缝表面处理一粘贴压浆嘴一裂缝表面封闭一密封检查一配制环氧树脂浆液一压力灌浆一裂缝表面处理。

要求环氧浆液的劈裂抗拉强度≥5.OMPa,注浆料与混凝土的抗拉粘结强度≥2.5MPa。

(3)拱脚加固

从拱脚起 1. 4m长度范围内,采用填心加固法,将该范围拱肋填充成C30钢筋混凝土实心板,从而增加拱脚断面尺寸,提高其抵抗负弯矩的能力。

(4)拱肋粘贴碳纤维布

在拱顶实腹段处、以拱顶为中心左右各1/4跨范围内拱肋断面下缘粘贴碳纤维布,具体工序如下:

混凝土表面处理一底胶施工一找平—喘贴碳纤维布—碳纤维布补强后的养护一检验及防护。

(5)腹拱及拱板加固

在腹拱拱背上铺设&12@100钢筋网,现浇 6cm厚的C25钢筋混凝土,将腹拱部分连成整体;同时在主拱圈拱顶实腹段敷设钢筋网,浇筑6cm混凝土,以增厚拱板。

(6)拱上回填及桥面铺装

采用陶粒混凝土作为拱上填料进行回填,要求 陶粒混凝土强度等级为LC25,密度小于 1900kg/立方。

采用聚丙烯腈混杂纤维混凝土作为铺装层,新浇的桥面铺装层厚度为10-15cm,强度为 C35。桥面铺装的施工工序如下:

①清理浮渣、浮浆及其他杂物,并用高压水冲洗干净,拱上填料的碾压按照“桥规”进行。桥面铺装层施工中应严格控制平整度和钢筋网保护层厚度,保证钢筋网准确就位。

②桥面混凝土浇筑时准确控制中线标高,高程放样坚持复测制度。

③根据桥面宽度及横坡要求,桥面铺装采用分幅施工法,后一幅施工时派专人在压纹后用钢刷清理接茬处的污染砂浆。

④桥面铺装混凝土未达到设计强度的100%前,禁止车辆直接行驶。

⑤腹拱上方的桥面铺装布设双层间距为12cm的10x10cm钢筋网。

应注意在桥面铺装层上设置桥梁胀缝与变形缝;在变形缝处,桥面铺装混凝土设置0.5cm 深割缝。

(7)桥梁栏杆施工

现浇C25混凝土安全带、安装栏杆,并修复桥面排水系统,栏杆构件预制时根据现场实际位置及尺寸。

大桥加固效果评价

根据大桥双曲拱桥的具体特点,在不损伤原结构构件、不振动原桥结构的前提下,应用碳纤维布和陶粒轻骨料混凝土材料,采用增强全桥横向联系、加大拱脚截面、粘贴碳纤维布、减轻拱上填料自重等综合措施对大桥进行加固,具有省时、经济、工艺简单等诸多优点,整个加固工程仅用6个月时间,投入 195万元,就达到了恢复原设计荷载等级的预期效果,此种加固方法可供其他旧双曲拱桥加固参考借鉴。

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