韓浩 金卓華 沈芳

隨著我省社會經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展,公路交通運(yùn)輸量急劇增長,超載車輛不斷增多;較早橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)相對偏低,已服役多年的舊橋開始出現(xiàn)病害,針對簡支T形梁橋的各種病因,選擇合理的、有效的加固方案,是今后橋梁結(jié)構(gòu)使用安全的可靠保證。

1 工程背景

某公路橋位于杭州市江干區(qū),該橋建于1987年前后,橋全長40 m,其跨徑布置為10 m+20 m+10 m。全橋總寬15.7 m:0.15m(欄桿)+1.55 m(人行道)+6.15 m(機(jī)非混合車道)+6.15 m(機(jī)非混合車道)+1.55 m(人行道)+0.15 m(欄桿)。

橋梁上部采用T形梁,邊跨梁高為1 m,中跨梁高1.4 m,腹板寬18 cm,翼板厚從12 cm漸變?yōu)?2 cm,下部結(jié)構(gòu)采用實(shí)體橋墩、U形橋臺(見圖1)。

2 橋梁現(xiàn)狀主要病害

由于橋上超載車輛通行較多,且部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、構(gòu)件放置不盡合理,導(dǎo)致支座失效、壓碎,伸縮縫破損滲水,以致于T梁端部混凝土壓碎,鋼筋外露銹蝕,橋梁橫向連接較差,橫隔梁均出現(xiàn)混凝土脫落、開裂現(xiàn)象。2006年檢測單位對橋梁進(jìn)行檢測,根據(jù)檢測結(jié)果,對該橋進(jìn)行加固設(shè)計(jì),其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為:中橫隔板外包鋼板,縱縫粘貼鋼板的加固,梁肋粘貼碳纖維等措施。1)橋梁上部承重結(jié)構(gòu)橫向連接性能差。本橋上部采用T梁,梁肋橫向采用橫隔板連接,懸臂接縫處采用鋼板連接。橋梁整體橫向連接性較差,橫隔板破損斷裂,縱橋向接縫開裂,導(dǎo)致梁板受水侵蝕嚴(yán)重。于2006年對跨中橫隔板進(jìn)行了粘鋼加固,目前狀況良好,但多數(shù)端橫隔板混凝土破碎,鋼筋外露銹蝕,完全達(dá)不到橫向剛性連接效果。2)支座位置設(shè)置不當(dāng)。邊跨支座設(shè)置于梁端,構(gòu)造設(shè)置不當(dāng),再加上車輛沖擊荷載作用下,導(dǎo)致支座處梁端混凝土破損嚴(yán)重,支座脫空失效,梁體失去平衡。另外橋梁伸縮縫橡膠皮條破損,導(dǎo)致大量雨水滲入,支座常年處在潮濕環(huán)境中,加速支座破損。3)橋面裂縫。該橋橋面采用混凝土+瀝青鋪裝,橋面縱向縫開裂。由于橋上常有超載車輛通行,導(dǎo)致橋面局部出現(xiàn)裂縫,凹槽,且鉸縫處出現(xiàn)縱向裂縫。4)伸縮縫破損。本橋設(shè)置型鋼伸縮縫,由于橋梁通行大量超載車輛,且支座失效、破損,導(dǎo)致伸縮縫破損,兩側(cè)混凝土破碎,橡膠皮條破損,局部鋼筋露于表面,兩邊槽鋼錯開,出現(xiàn)高差,高差較大,最大處達(dá)3 cm,橋頭跳車現(xiàn)象嚴(yán)重。

3 維修加固方案及工序

3.1 對橋梁破損支座進(jìn)行更換

采用頂升系統(tǒng)對支座進(jìn)行更換:頂升系統(tǒng)預(yù)置→試頂(問題反饋及處理)→正式頂升(在原梁底設(shè)計(jì)標(biāo)高基礎(chǔ)上頂升2 cm,確保梁體與支座脫開)→支座更換(清除原梁底的銹跡、污垢,安放新支座)→落梁。

3.2 T梁端部、橋墩處橫隔梁粘鋼加固

梁肋、橫隔梁表面混凝土適當(dāng)清理打磨,鑿除松動混凝土,清除鋼筋銹跡,將小于0.15 mm的裂縫用環(huán)氧樹脂涂抹封閉,橫梁側(cè)面采用粘貼鋼板的方法,提高其抗彎強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)剛度,橫梁與梁肋的連接部位粘貼角鋼,與橫梁鋼板焊接的方法加固(見圖2)。

3.3 橋面鋪裝、鉸縫加固

刨除并重新澆筑全橋橋面瀝青鋪裝,雙向橫坡1.5%。橋面縱向裂縫:沿鉸縫邊緣兩側(cè)植入鋼筋,用種植膠種植直徑12 mm鋼筋,種植深度為10 cm,并且交互搭接,鋼筋間距根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行控制,以加強(qiáng)鉸縫橫向傳力。為使原鋼筋網(wǎng)起到應(yīng)有的效果,對原鉸縫鋼筋進(jìn)行了拉直、焊接、整型、重新綁扎等工作。鉸縫種植鋼筋應(yīng)與橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)焊接,作為鋼筋網(wǎng)的定位鋼筋,使鋼筋網(wǎng)露出梁板頂面的高度應(yīng)與保護(hù)層厚度相一致。

3.4 更換橋梁伸縮縫,降低汽車沖擊,防止橋面漏水

根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果,伸縮縫裝置重新更換。伸縮縫安裝溫度一般控制在15℃～20℃,如特殊原因,可參考伸縮縫廠家提供的資料預(yù)留伸縮縫處的梁端間隙及型鋼間隙進(jìn)行安裝。橋臺處梁端間隙為梁端線至臺背線間距。伸縮縫安裝前應(yīng)在橋臺臺帽植入伸縮縫安裝鋼筋。

3.5 對全橋非結(jié)構(gòu)性裂縫封閉和缺陷修補(bǔ)

加固時對不同縫寬的裂縫區(qū)別對待:寬度小于0.15 mm的裂縫,表面開V形槽,采用環(huán)氧水泥表面封閉。在對裂縫壓漿的過程中同時進(jìn)行封閉,其表面不必作特別處理。寬度不小于0.15 mm的裂縫進(jìn)行壓漿。將環(huán)氧漿液壓入到結(jié)構(gòu)物內(nèi)部裂縫中去,以達(dá)到封閉裂縫,恢復(fù)并提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性和抗?jié)B性的目的,使混凝土構(gòu)件恢復(fù)整體性。其表面可不開V形槽處理。建議在封閉后,對全橋梁底進(jìn)行環(huán)氧涂裝。

3.6 主要施工工序

1)割除橋梁伸縮縫及橋臺處人行道伸縮縫,刨除瀝青鋪裝;2)T梁端部放置橡膠皮條,T梁粘貼鋼板;3)臨時鋼支撐系統(tǒng)預(yù)制、安裝,千斤頂調(diào)試就位;4)全橋頂升,墩臺帽澆筑支座墊層及安裝下鋼板;5)更換全橋破損支座,墊層養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度后落梁,拆除鋼支撐系統(tǒng);6)鑿除橋臺處破裂橫梁,植筋加固,其余橫梁粘貼鋼板加固,鋼構(gòu)件防腐涂裝;7)鑿除橋面瀝青鋪裝,縱縫加固;8)部分混凝土橋面鋪裝修補(bǔ)鋪設(shè),全橋?yàn)r青鋪設(shè),雙向橫坡1.5%;9)非結(jié)構(gòu)裂縫封閉和缺陷修補(bǔ);10)伸縮縫的安裝,橋頭積水處理。

4 結(jié)語

橋梁經(jīng)一段時間使用后,總會出現(xiàn)各種各樣的病害,需進(jìn)行加固。本文結(jié)合實(shí)際工程情況,通過現(xiàn)場檢查及橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算,對簡支T梁橋的病害進(jìn)行分析,對加固方案進(jìn)行比選后,采用最符合實(shí)際情況的方案進(jìn)行加固維修,確保公路橋梁今后運(yùn)輸安全。

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[3] 姚玲森.橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,1997.

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[5] 杜國華,毛昌時,司徒妙齡,等.橋梁結(jié)構(gòu)分析[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,1994.

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