桥梁病害及加固技术探究

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1、桥梁病害及加固技术探究【摘要】某大桥主桥为52m+3X80m+52m预应力混凝土连续箱梁，在桥梁使用中发现梁体出现大量裂缝，且病害还在不断发展，结构耐久性和承载力逐渐下降，已严重影响到行车安全。故采取腹板加厚和增设体外预应力及裂缝灌浆、粘贴钢板、粘贴碳纤维布等技术措施，对该桥进行维修加固。【关键词】连续箱梁；病害；维修加固1工程概况主桥结构形式为变截面连续箱梁，跨径布置为52m+3x80m+52mo横断面形式为单箱单室箱形截面，箱宽8m,两侧翼缘板悬出3.85m。支点箱梁高5m,中孔跨中及边孔墩附近梁高为

2、2.4mo箱梁下缘按二次抛物线变化。箱梁底板和腹板厚度由中孔墩顶向两侧递减，中孔墩两侧底板和腹板厚度均为60cm,在中孔跨中和边孔墩顶附近，底板厚度为30cm,腹板厚度为35cm。连续箱梁采用三向预应力结构：纵向预应力采用7Q15钢绞线，锚具为0VM15-7和YM15-7；横向预应力采用24d5碳素钢丝，张拉端为弗氏锚，固定端用徹头锚锚板；竖向预应力采用精扎螺纹粗钢筋，锚具为YGM锚。箱梁为原50号混凝土，采用挂篮悬臂浇筑法施工。桥面宽度：净-15m+2x0.5m防撞护栏；设计荷载：汽-20、挂-100,

3、人群3.5kN/m2o2病害状况该桥于1997年7月建成通车投入使用以来，由于种种原因，主跨连续箱梁出现不同程度的病害。箱体出现较多裂缝，桥面铺装破损严重，伸缩缝破损并老化变形、漏水问题尤为突出，己危及桥梁的安全。为此我们对该桥主桥分别进行了质量检测和荷载试验，主要结果如下：2.1桥面系及附属设施2.1.1桥面铺装出现大量纵、横向裂缝，大面积网裂、破碎，导致桥面防水效果降低、行车舒适性差。2.1.2全桥伸缩缝功能失效，橡胶板断裂、松动、下沉，型钢松动、缺失，跳车严重。2.1.3防撞护栏混凝土表面风化严重，

4、金属构件普遍严重锈蚀，个别部位有外倾现象。2.1.4大多数灯头发生扭曲变形，灯头缺失、灯柱严重锈蚀。2.2箱梁2.2.1与竣工资料相比，箱梁各跨实测的纵向线形有较大下挠。2.2.2混凝土表观质量较差，存在大面积蜂窝、麻面,局部有孔洞、露筋、钢筋锈蚀，部分施工节段接缝不平顺，顶板挂篮孔渗水严重。2.2.3箱梁腹板内侧有较多斜向裂缝，倾角从跨中向支座逐渐加大，在跨中附近裂缝走向近于水平，而腹板外侧裂缝较少。底板底面有较多纵向裂缝；顶板纵向裂缝分布在跨中附近；横隔板裂缝分布无规律性。箱梁共发现裂缝2552条，箱

5、内裂缝宽度超过0.2mm的有764条，裂缝宽度超过0.5mm的有23条。2.2.4实测箱梁混凝土强度推定值大于设计值，但由于裂缝多而密，导致箱梁整体性较差；箱梁混凝土碳化深度小于钢筋的保护层厚度；大部分混凝土构件保护层厚度偏薄，检测部位的混凝土保护层厚度多数小于设计要求；钢筋有锈蚀活动性，但锈蚀状态不确定。2.2.5预应力管道普遍存在未压浆现象，未压浆预应力钢束（钢筋）都存在锈蚀，有些预应力管道积水，加速了预应力钢束的锈蚀速度。2.2.6实测桥跨结构频率低于计算值，说明箱梁刚度偏低。2.2.7在各控制截面

6、最不利载位加载时，各控制截面的实测挠度小于理论计算挠度，挠度校验系数在0.4〜0.98之间；各控制截面混凝土实测弹性应力基本小于理论计算应力，校验系数差异较大，一般在0.75左右，但个别点校验系数大于lo2.2.8箱梁腹板裂缝宽度加载后有所扩展，卸载后弹性恢复。3病害原因分析加固设计单位对原结构进行了相应的验收，并对该桥主桥的裂缝成因进行了定性的分析：3.1该桥主梁箱底较宽，跨径与底板宽度比值较大（L/B=10）,且中间无横隔板，在远离支座位置底板的内力直接传向腹板，不沿桥跨纵向传递内力。3.2跨中底板较

7、厚（30cm）,因此底板在自重状态下将产生较大的自重力弯矩。3.3跨中梁高较矮（跨中截面梁高2.3m,箱内净高1.67m,倒角问的腹板净高lm）,腹板的横向抗弯刚度很大，因此腹板将分配较大的底板产生的侧向挠曲弯矩。3.4跨中截面腹板厚度较薄（35cm）。综合以上原因，底板自重产生较大的横向挠曲空间效应，跨中位置的腹板上由底板自重引起了较大腹板侧向弯矩。又由于腹板较薄，因此在腹板内侧产生较大的竖桥向拉应力，腹板外侧产生较大的竖桥向压应力，导致了腹板内侧大量地存在着以水平缝为主的裂缝。底板裂缝主要是由于其自重

8、力产生的横桥向拉应力产生的。4维修加固措施针对大桥主桥的病害现状，我们拟定了多种维修加固方案。通过方案比选，经多方分析论证，决定采取以腹板加厚并增设体外预应力为主的各项维修加固措施。4.1箱梁腹板加厚、增设横隔板、施加体外预应力根据黄渝大桥病害情况和计算分析结果，箱梁腹板是其薄弱环节，应增加腹板强度，减小活载、温差等产生的主拉应力，限制裂缝继续开展。对本桥梁采用以下加固措施：4.1.1加大截面加固腹板在箱梁腹板内表面植筋，绑扎