某大桥病害成因及加固方案设计探析

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1、某大桥病害成因及加固方案设计探析摘要：本文结合笔者工程实例，就某大桥病害产生的原因进行了初步的分析，对于主梁、支座、桥面、桥台、桥头等不同部位的病害特点提出了具有针对性的加固方案设计措施，仅供参考。关键词：桥梁病害；加固；方案设计；工程措施中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：某大桥全长132mo跨径组成为：5X25m；桥梁双幅分离布设，单幅桥面净宽为11m；桥梁上部结构为预应力混凝土连续刚构体系，主梁截面采用脊骨梁构造型式，梁高1.5m（横截面中心处）；下部结构为钢筋混凝土薄壁桥墩和肋板式墩台；基础采用钻孔灌注桩基础。桥梁于1998年10月建成通车。桥

2、梁设计采用的技术标准和参数为，设计荷载标准：公路一级；地震基本烈度：VDI度；主梁混凝土标号：50号；桥墩混凝土标号：40号；桥台混凝土标号：30号。该桥在近10年的运营后出现了不同程度的病害，为保证高速公路正常通行，对此桥进行加固处理。1桥梁病害及其原因分析1.1桥梁现状及病害情况本桥在施工过程中，就检查出预应力管道压浆不密实的问题，之后未进行彻底处理，可能造成预应力钢绞线锈蚀。在竣工荷载试验中，又测得脊骨梁悬臂达4.5m的翼板变形值偏大，荷载试验提出了运营过程中加强观测的建议。经检查。大桥现在可见主要病害有：主梁脊骨实体侧面局部有竖向和水平裂缝，主要分布于

3、翼板根部附近的梁肋侧面，裂缝宽度约0.05〜0.25mm,部分裂缝沿缝口有泛碱析盐现象。5号桥台处右幅主梁翼板开裂，裂缝由主梁脊骨侧面延至悬臂翼板底面，与桥梁轴线呈斜交方向发展。桥台装饰板混凝土剥落、露筋。支座防尘罩缺失，钢件局部锈蚀。桥面沥青混凝土铺装层车辙严重。桥头路基沉降严重，最大沉降值达20〜30cm,桥头防撞墙开裂损坏。1.2主要病害产生原因分析原桥施工时预应力管道压浆不饱满，属于施工问题，之后也未进行必要处理，桥面下渗水有可能通过设于梁顶的预应力管道出浆排气孔渗入管道中，对预应力钢绞线造成腐蚀。本桥上部主梁翼板悬臂长度达4.5rn,翼板设计为全预应

4、力混凝土受力构件，在竣工荷载试验时，测得翼板在车轮荷载作用下的挠曲变形值偏大，介于同结构尺寸的预应力混凝土和普通钢筋混凝土结构对应的挠曲变形值之间，表明结构预应力度未能完全得到实现，对应翼板变形的刚度值未形成，在此状态下，将会造成翼板根部截面上缘混凝土出现拉应力并产生开裂和下缘混凝土压应力值偏大。由于脊骨梁构造的特殊性，本桥主脊为3.OmXl.5m的实体混凝土，现浇施工时易由于水泥水化热作用造成混凝土内部温度偏高，从而在构件表面产生可见或不可见的裂缝，后期混凝土收缩徐变致使已有裂缝趋于明显。桥梁在运营过程中，桥面渗水沿混凝土裂纹渗入混凝土内部后，可沿混凝土内部

5、的原裂缝通过，并从梁侧面裂缝渗出，对混凝土造成侵蚀。桥台装饰板施工质量较差，且装饰板施工时采用了泡沫板与主梁端横隔梁隔离，施工完成后未对该部位进行妥善处理，致使装饰板与主梁横隔梁分离不彻底，在主梁变形和伸缩时，造成装饰板表面混凝土剥落和露筋。桥台台后填土不密实，压实度不足，致使填土后期沉降值较大，造成该处防撞护栏断裂和桥头路基沉陷。2桥梁病害处治加固方案1.1病害处治及加固原则桥梁加固设计维持原桥设计标准。通过增设纵向体外预应力束、横向钢筋混凝土横隔梁等综合处治措施对大桥病害进行处理及维修加固，使桥梁结构的整体受力状态和翼板横向刚度得到改善和提高，并使其能够满

6、足桥梁承载能力和正常使用的设计和有关规范规定的要求，提高桥梁的耐久性和延长桥梁的使用寿命。1.2病害处治及维修加固方案设计加固设计主要从主梁、支座、桥面、桥台、桥头路基等5方面进行。对主梁病害的处治及维修加固采用以下措施：针对主梁预应力管道压浆不密实，通过预应力管道出浆排气孔，采用压注水泥浆液的方法对其进行处治。对于主梁预应力钢绞线腐蚀，预应力损失，通过对主梁进行结构受力分析的结果，在梁体两侧采用增加后期可调整应力的体外预应力束的方法对主梁进行加固补强。对于主梁梁端翼板混凝土开裂，病害采用粘贴钢板和对裂缝进行灌浆的方法进行处治。主梁脊骨实体侧面裂缝，采用表面封

7、闭裂缝和对裂缝进行灌浆的方法进行处治。对宽度小于0.10mm的裂缝进行表面封闭；对大于0.10mm的裂缝进行压力灌浆。对于主梁翼板刚度不足的问题，采用在翼板与主梁侧面按一定间距(2.0m)增设钢筋混凝土横隔梁的方法进行补强处治。通过对全桥支座进行除尘、除锈、刷漆、补充硅脂及安装防尘罩，来对支座病害维修处治。桥面病害采用全部凿除原有沥青混凝土桥面，重新铺筑改性沥青混凝土桥面的方案。对于桥台装饰板混凝土剥落、露筋的处治，对出现剥落、露筋的桥台装饰板及装饰板与主梁横隔梁的间隙进行维修处理。采用压力注浆的方法对桥头路基沉陷进行加固处理。对损坏的防撞墙进行修复。3施工方

8、法、工艺及技术要求1.1凿除原桥沥青混