钢筋混凝土T梁桥病害处理措施与加固设计.pdf

2 0 1 2 年 5 月第 5 期 城 市道桥 与防洪 桥梁结构 1 1 7 钢筋混凝土 T梁桥病害处理措施与加固设计 黄方 勤 ，汪 罗英 ( 1 安徽 省太 湖公 路 分局 ， 安徽 太湖 ， 2 4 6 4 0 0 ；2 上海 市城 市建设 设计研 究 总院 ， 上海 2 0 0 1 2 5) 摘要 ： 钢 筋混凝 土 T粱桥 南于造 价低 、 施 工方便 等特 点 ， 在低等 级公 路上普 遍使 用 。 然 而 ， 随着 经济发 展和交 通量 的增 加 ， 该 桥 型挠 度大 、 裂缝 多等病 害也 大量 出现 。 根据 太湖长 河东 门新桥 在使 用时期 出现 的病 害 ， 作 出 了详 细 的分析 ， 提 出了针 对性 的 处 理措 施与 加 固没计方 案 ， 解 决 了桥梁运 营 的安全 问题 。该文 就钢筋 混凝 土 T梁加 固改造 问题做 了较 为 深入 的探讨 和分 析 ， 对 今后 同类 桥梁有 指导 意义 。 关键词 ： 桥 梁工 程 ； T梁桥 ； 病 害 ； 处理措 施 ； 加 固设 计 中 图分 类号 ： U 4 4 5 7 1 文 献标识 码 ： B 文 章编 号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 2) 0 5 一 O 1 1 7 - 0 2 0 引言 随着 我国国民经济 的迅猛 发展 ，交通运输量 的增加 ， 运输载重量的加 大 ， 公路运输对公路桥梁 的通行能力 和承载能力要求越来越高 。 目前 ， 部分 运营桥梁存在设计 、 施工等方面的缺 陷 ， 造成桥梁 老化加剧 ， 使得桥梁衰老加快 ， 寿命缩短 。桥梁维 修加 固， 可 以延长桥梁 的使用寿命 ， 用少量 的资金 投入 ， 使桥梁满足交通量的需求 。 钢筋混凝土 T梁桥 由于具备节省材料 、受力 明确 、 计算 简单 、 施工工艺 成熟等优 点 ， 是我 国 目 前应用最多的装 配式简支梁桥 。然而经过多年运 营 ，尤其是超载车辆的破坏 ，大部分 T梁都会出 现各种病害 。本文结合太湖 长河东 门新桥 ，就 T 梁桥病害处理措施与加 固改造 问题做简要探讨 与 分析 ， 以希望能为类似桥梁提供些许借鉴。 1 工 程概 况与桥 梁病 害 1 1 工 程 概 况 太 湖长河 东 门新 桥位 于 G1 0 5国道线太 湖段 K 1 3 6 1 + 2 9 6 。桥梁全长 3 0 2 m。跨径组合 2 21 3 m。 桥 面宽度 ( 1 0 + 1 52 ) m。设 计荷 载 为汽 车 一 l 5 级。简支 T梁桥 。建成 于 1 9 9 3年 。受长河流域长 期非法采砂影 响 ， 该桥梁桩基严重外露 ， 加之二级 公路取 消收费站 ， 导致超载车辆 流量大幅上涨 ， 该 桥不堪重负。 桥梁概 貌如图 1 所示 。 1 2 桥梁病害 1 2 1桥面病害 桥面出现较为普遍的破碎 、 坑槽、 龟裂、 渗水 等病害。 T梁连接处存在纵向的裂缝， 局部位置的 收稿 日期： 2 0 1 2 0 3 一 O 1 作者简介： 黄方勤 ( 1 9 7 3 一) ， 男 ， 安 徽太 湖人 ， 工程 师 ， 工养科 科长 ， 从事 公路项 目管理 和技术 工作 。 图 1 太 湖长 河 东 1 】 新 桥 实 景 纵 向裂缝扩展成纵 向的破损带 ，行 车道位置尤 为 明显 ， T梁铰缝 位置渗水 、 碱蚀严 重 ， 全 桥桥 面基 本均存在纵向裂缝及铰缝渗水碱蚀现象。 1 _ 2 2 横 向联 系病害 部 分横 向联 系钢板 焊缝 开裂 表层砂 浆脱落 、 钢板锈蚀， T梁之 间横 向联系 明显减弱甚 至失效 。 横隔板 间产生错 台。横隔板间的边接钢板焊接质 量 出现问题 ，当 T梁承受剪力 时 ，没有足够的抗 剪强度 ，使得焊接钢板无法限制横隔板 间的相对 位移 。 T梁横隔板上有裂缝 ， 有 的位 于 中间 ， 也有在 1 4处 。其 产生的原因有： 横 隔板在 使用过程 中沿 横隔板出现的温度梯度；横隔板衔接处的焊接原 有残余应力， 或焊接处混凝土被烧伤 ； 简支梁将出 现上拱趋势使得跨 中横 隔板在马蹄形位置在沿横 桥 向的水平方 向的拉应力过大而造成该处拉应力 超标而导致混凝 土开裂 。 1 2 3 T梁病 害 T梁存 在 的病 害 主要 有 ： T梁铰 缝 处 渗水 严 重 ， 尤其是雨后个别铰缝位置出现了滴水现象； 部 分跨中位置的两道横隔梁铰接钢板脱开，外包混 凝土脱落 ， 中横隔板存在铰缝位置的混凝土脱落、 钢板开裂现象 ，严重影响了横隔梁的横向传递荷 载作用， 横隔梁病害程度在每一联的边孑 L 、 次边孑 L 尤其严重 。T梁开裂 ，裂缝 主要 为： T梁底板 的 u 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 1 8 桥梁结构 城 市道桥 与防洪 2 0 1 2 年 5 月第 5 期 型缝 ， L型裂缝和腹板侧面竖 向裂缝。T梁上 因底 面横 向裂缝 向上延伸而形 成 U型或 L型裂缝 ， 这 是 由于 T梁受弯 ，底面混凝土承受的拉应力超过 混凝土的抗拉强度而 出现的。这种 裂缝是底 面裂 缝的宽度最大 ， 随着裂缝往上延伸 ， 裂缝宽度逐渐 减小 ， 裂缝渐渐消失 。 T梁腹板侧面 的竖 向裂缝是 因混凝土收缩 、 温差作 用产生的非结构性裂缝 ， 由 于 T梁下缘配筋量大 ，故裂缝下端较窄 ，上端逐 渐延伸到受压区而消失 。 1 - 2 4 其 它 病 害 ( 1 ) 伸缩缝损坏 、 桥头跳车严重。 ( 2 ) 71 0号 墩基桩基外露 、部分 主筋露 出 ， 混凝 土表 面露骨严重 ； 9 #承 台混凝 土松 散 ，钢筋 外露严重 ； 橡胶支座处梁端钢板锈蚀剥落 。 2 病 害处理 措施 与加 固设计 ( 1 ) 凿除老桥面 ， 重新浇筑新桥面并重新安装 伸缩缝及设置桥面连续 。 改建桥面铺 装。 凿 除桥面 铺装沥青混凝土与防水混凝土 ，原桥面通过增厚 混凝土铺装及增加配筋 ，将原来单一的铺装功能 层 变为受力板 ， 成为受力部件 ， 将 活载作用传递给 T梁 。将原横 隔板接缝两侧凿 除 ，现有横隔板 固 结，增加横隔板横向传递荷载效果将 T梁翼缘板 原来 的简单拼接改建为混凝 土现浇的湿接头。 ( 2 ) 对开裂的横隔板采用清除锈蚀钢板 、 用新 钢板重新焊接 。横隔板是 T梁横向联 系的关键构 件 ，因此修 复或提高横隔板的横 向联 系效果关系 到加 固设计 的成败与否 。 综合考虑 ， 采用加大横 隔 板截面 ， 加设横 向预应力 筋的加 固方式 。首先 ， 在 横隔板侧 面打孔 ，穿过 T梁腹板设 置横向通长钢 筋 、 预埋波 纹管 ， 凿 除横 隔板破 碎混凝 土 ； 其 次 ， 绑扎普通钢筋 ， 浇注新增马蹄状 截面 ； 最后 ， 张拉 预应力筋。处理措施如 图 2所示。 图 2 横 隔板加 固示葸图 ( 3 ) 封闭 T梁裂缝 。对缝宽小于 0 1 5 mm的裂 缝 ， 用环氧树脂浆液进行表面封 闭处理 ； 对于裂缝 宽度大 于 0 1 5 m m 的裂缝 ， 采用环氧树脂 或 甲基 丙烯酸酷等灌 浆材料进行灌浆处理 。同时 ，修补 翼缘 、 改善翼缘横 向联系 。该桥 预制 T梁翼缘之 问只有 1 c m的空间 ， 因此翼缘横 向联系薄弱。 “ 铰 接改湿接” 是确定的翼缘加 固方案。首先将相邻 T 梁翼缘 纵向接缝左右各 3 0 c m范 围混凝土凿 开 ， 保 留横 向钢筋 ，然后将相邻梁 片的横 向钢筋通过 短钢筋焊接 ， 并沿纵缝设构造钢筋 ， 最后浇筑搭接 部分混凝土。翼缘加 固见图 3所示 。 T 粱 铰接改湿 接范围 T 梁 ， 腹板 腹扳 - 一 ； 。 i 一 i 图 3 嚣 缘 加 固示 意 图 f 蕈 位 ： c m ) ( 4 ) 对裸露的桩基采用外包混凝土进行加 固， 对冲刷 的河床采用抛石处理 。清除系梁底 部松散 的混凝土 ，绑扎钢筋重新在底部浇筑厚 1 5 c m混 凝土 ； 重新做人行 道砂浆抹面层 。 ( 5 ) 完善桥面排水设施。沿纵向设雨水收集管 ， 将原 分散排水改为集 中排水 ，桥面雨水通过泄水 管汇至雨水收集管 ， 统一引流至桥下 ， 从而彻底解 决了泄水影 响 T梁 的问题( 见 图 4) 。 3 结语 图 4 排水改造示意图 导致 T梁桥产生病害的原 因错综 复杂 ，只有 了解 T梁桥结构特点与病害产生的原因 ，才 能对 症下药 ， 取得理想 的处理效果 。 太湖长河东门新桥 加固改造 1 a以来 ， 运行状态 良好 ， 尚未发现新 的 病 害 ，一方面说 明该桥 T梁 主体结 构经久适用 、 状态较好 ，另一方 面也证实上述加 固改造措 施是 切实有效的， 为日后同类桥梁提供借鉴。 参考 文献 【 l 】J T G B O1 - X O 0 3 ， 公路 工程技 术标 准 S 【 2 】J T G D 6 0 2 0 0 4 ， 公路 桥涵设 计通 用规范 【 s 】 3 范立础 预应力混凝土连续梁桥 f M】 北京： 人 民交通出版社， 1 9 8 7 4 】刘效尧， 蔡键，刘晖 桥梁损伤诊断【 M 北京： 人民交通出版社，2 0 0 2 【 5 刘来 君， 赵小 星， 赁拴 海 桥梁加 固设计 与施 上技术I M】 北京 ： 人民交 通出版 社， 2 0 0 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m