郝夢(mèng)龍

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 300001)

高速公路日常養(yǎng)護(hù)是保障司乘人員日常出行的重要安全保障，也是維護(hù)路產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵工程，我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們出行不斷增多，對(duì)高速公路的服務(wù)水平要求不斷提升，而由于現(xiàn)行許多高速路網(wǎng)主干線建成通車(chē)時(shí)間較早，以不能滿足目前的通行狀況，橋梁處于超負(fù)荷服務(wù)狀態(tài)，有嚴(yán)重的安全隱患，對(duì)司乘人員的通行安全產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，因此，本文深入分析了日常養(yǎng)護(hù)中橋梁維修的設(shè)計(jì)思路和維修處置方案。

1 工程概況

原太高速公路，即原平至太原高速公路，是國(guó)家G55二廣高速的原平至太原段高速公路。原太高速公路于1996年11月26日開(kāi)工建設(shè)，1998年9月26日正式運(yùn)營(yíng)通車(chē)。原太高速公路楊興河特大橋，設(shè)計(jì)樁號(hào)K722+961，全橋總長(zhǎng)1 086.1 m，分聯(lián)及跨徑組成為36×30 m，分6聯(lián)，每6孔一聯(lián)；為分離式雙幅橋，單幅橋面凈寬為12 m，單幅寬度13.25 m。橋梁結(jié)構(gòu)為裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁，單幅橫向布置7片梁，梁高1.8 m，采用預(yù)制—安裝—整體化施工，現(xiàn)澆橋面板、墩頂連續(xù)段和橫隔梁為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；橋梁下部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土柱式墩臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

2 橋梁病害情況

2.1 橋梁概況

橋址河床表面覆蓋1.2～3.3 m厚的Q4黃土狀亞黏土，褐黃色，軟塑，其下為1.2～4.0m的礫石層，中密，飽和，顆粒成分為灰?guī)r，砂類(lèi)土充填，再往下為Q4黃土狀亞黏土和礫石層交互層，最下層為Q3黏土，褐紅色，堅(jiān)硬，含鈣質(zhì)結(jié)核。上部結(jié)構(gòu)為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，橋梁橫斷面為7片預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，雙柱式橋墩，埋置式柱式橋臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。T梁高180 cm，橋面鋪裝為15 cm現(xiàn)澆混凝土橋面板+7 cm瀝青混凝土鋪裝。2010年橋梁加固時(shí)橋面鋪裝改為14 cm現(xiàn)澆混凝土橋面板+7 cm現(xiàn)澆混凝土+1 cm瀝青表處。

2.2 主要病害

該橋T梁(蹄)存在裂縫，有豎向裂縫，縫最寬0.3 mm，有縱向裂縫，縫最寬0.15 mm有橫向裂縫，縫最寬0.05 mm。

3 橋梁維修設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 主要病害原因分析

豎向裂縫縫寬大多數(shù)≤0.05 mm，縫寬0.10 mm的豎向裂縫發(fā)生在右幅10跨1#梁、右幅14跨1#梁、右幅17跨1#梁、右幅27跨1#梁、左幅16跨7#梁、左幅18跨7#梁、左幅30跨7#梁等主梁。從裂縫分布情況看，裂縫右幅比左幅嚴(yán)重一些，上部承重構(gòu)件(T梁)評(píng)分右幅62.13<左幅66.16。右幅1#梁和左幅7#梁均為慢車(chē)道下面的邊梁，右幅重車(chē)比左幅較多，邊梁橫向分配系數(shù)較中梁大，可見(jiàn)T梁的豎向裂縫和汽車(chē)荷載有很大關(guān)系。豎向

裂縫多數(shù)存在T梁腹板跨中區(qū)域處，大部分裂縫下端延伸至T梁馬蹄部位，上端距梁頂翼緣板高度不等，在腹板兩面具有對(duì)應(yīng)性，馬蹄部位形成U形或L形裂縫，主要原因?yàn)樵咚俟分剀?chē)荷載，使結(jié)構(gòu)應(yīng)力達(dá)到限值，造成承載力不足引起的，是結(jié)構(gòu)破壞開(kāi)始的特征，或是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的征兆，是比較危險(xiǎn)的。

本橋上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁，梁高1.8 m，現(xiàn)澆整體橋面板，原鋪裝15 cm厚鋼筋混凝土，2010年橋梁加固時(shí)鑿毛1 cm，澆筑7 cm鋼筋混凝土，但T梁與橋面板仍然不能夠形成完全整體受力，也是T梁產(chǎn)生豎向裂縫的原因之一。

豎向裂縫縫寬0.15 mm發(fā)生在右幅7跨1#梁和右幅11跨1#梁，為斜裂縫。本橋?yàn)?孔一聯(lián)，墩梁固結(jié)，7號(hào)墩和11號(hào)墩均為一聯(lián)內(nèi)次邊墩，右幅8跨1#梁有對(duì)稱斜裂縫，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)邊墩相鄰兩跨有不同程度的對(duì)稱斜裂縫，分析原因，有可能是次邊墩分配的水平力(主要為制動(dòng)力和溫度力)過(guò)大，屬于結(jié)構(gòu)裂縫。

豎向裂縫縫寬0.3 mm發(fā)生在右幅5跨1#梁，實(shí)際為結(jié)構(gòu)斜裂縫。該橋由于建成年代早，T梁結(jié)構(gòu)尺寸偏小(30 mT梁梁高為1.8 m)，箍筋配置偏弱，抗剪承載力先天不足，以及超載汽車(chē)活載通行，是腹板斜向剪切受力裂縫出現(xiàn)的主要原因。

3.2 維修設(shè)計(jì)的原則

本橋維修的原則是：以維修、修補(bǔ)，提高結(jié)構(gòu)的耐久性為主。按照原荷載等級(jí)進(jìn)行檢算，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)等級(jí)為三類(lèi)橋梁或構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性裂縫維修，使現(xiàn)有結(jié)構(gòu)在補(bǔ)強(qiáng)后能滿足規(guī)范和正常運(yùn)營(yíng)的要求。

根據(jù)高速公路交通量、使用要求及本橋結(jié)構(gòu)受力情況，遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)并滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、耐久性、適用性的要求進(jìn)行本次維修設(shè)計(jì)。另外從美觀的角度出發(fā)，維修設(shè)計(jì)時(shí)盡量做到維修后結(jié)構(gòu)外觀顏色與原結(jié)構(gòu)和諧一致。施工前，應(yīng)結(jié)合橋梁檢測(cè)報(bào)告，在此基礎(chǔ)上對(duì)全橋的混凝土脫落、缺損、裂縫、漏水、滲水等進(jìn)行全面詳細(xì)的普查，不要有所遺漏和忽略。

3.3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(1)縫寬<0.2 mm：使用混凝土修補(bǔ)膠封閉裂縫，貼玻璃纖維布EW200。

(2)縫寬≥0.2 mm：低壓注膠，補(bǔ)強(qiáng)修補(bǔ)膠封閉裂縫。

(3)T梁腹板豎向裂縫：2010年，業(yè)主對(duì)該橋?qū)嵤┝司S修加固工程，在維持原荷載等級(jí)的前提下采用封閉裂縫、將橋面鋪裝7 cm厚的瀝青混凝土改為6 cm雙鋼混凝土+1 cm瀝青表處，增加橋面板抗彎承載力，增設(shè)1/4和3/4橫隔板，增強(qiáng)了T梁的橫向聯(lián)系和橋梁的整體受力。受力結(jié)構(gòu)體系與原設(shè)計(jì)相比發(fā)生較大變化，總體來(lái)看，加固工程發(fā)揮了良好的作用，大部分裂縫寬度≤0.05 mm，裂縫發(fā)展情況基本處于可控狀態(tài)，建議業(yè)主繼續(xù)對(duì)該橋進(jìn)行定期檢查，密切跟蹤裂縫發(fā)展情況。有條件時(shí)，盡快對(duì)豎向裂縫寬度≥0.1 mm的T梁采用粘貼鋼板或預(yù)應(yīng)力加固的方法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

通過(guò)對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)維修，橋梁技術(shù)等級(jí)由原來(lái)的3類(lèi)橋梁提升為1類(lèi)橋梁，由足夠的安全儲(chǔ)備服務(wù)司乘人員日常通行。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)詳細(xì)介紹了高速公路橋梁維修設(shè)計(jì)方法，能夠保證高速公路橋梁病害得到更好控制，有效提升橋梁技術(shù)等級(jí)。對(duì)于公路設(shè)計(jì)人員而言，在實(shí)際工作之中，要結(jié)合公路橋梁的特點(diǎn)，該橋梁的建造條件，充分認(rèn)識(shí)到橋梁上部結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的原因，并選擇合理的維修處治方法，為人們提供一個(gè)更為安全的出行環(huán)境。