城市人行天橋病害成因分析及加固技.doc

1、仲愷農業(yè)工程學院畢 業(yè) 論 文城市人行天橋病害成因分析及加固技術 姓 名 院（系） 城市建設學院專業(yè)年級 土木工程學 號 指導教師 職 稱 論文答辯日期 2011 年 6月3日仲愷農業(yè)工程學院教務處制學生承諾書本論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。論文中除了特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或其他機構已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，其他同志對本論文的啟發(fā)和所做的貢獻已在論文中做了明確的聲明并表示了感謝。作者簽名：日期： 摘 要隨著我國城市交通對人行天橋需求量不斷增加，關于人行天橋運營中的問題越來越多。本論文重點探討當今社會已建造的人行天橋普遍存在的問題，并詳細分析最終解決

2、這些病害的方法，尋找新穎的科技加固技術，做到精益求益。針對某城鎮(zhèn)一座人行天橋的病害成因進行分析，并對該天橋存在的病害進行研究得到比較健全的處治技術，從而解決了該人行天橋的安全質量問題，緩解一些頻繁的交通問題。關鍵詞：人行天橋 病害成因 加固技術目 錄學生承諾書1摘 要i1.前言12.人行天橋的研究狀況12.1人行天橋概念12.2 鋼筋混凝土梁柱結構人行天橋12.3鋼結構人行天橋12.4鋁合金材料人行天橋23.城市人行天橋病害及設計改善探討23.1城市橋梁主要病害23.2 城市天橋主要病害成因23.3人行天橋設計改善方法措施33.3.1天橋選位33.3.2天橋的選型33.3.3天橋結構材料的選擇

3、43.3.4天橋主梁及墩柱的選型43.3.5天橋的裝修裝飾63.3.6天橋的人性化設計63.3.7人行天橋結構設計63.4人行天橋新型材料73.4.1 css的彩色防滑路面材料73.4.2 css無縫橋梁接縫系統(tǒng)73.4.3膠粉聚苯顆粒外保溫系統(tǒng)83.5人行天橋減振93.5.1調頻質量阻尼器（tmd）的原理93.5.2多重調頻質量阻尼器（mtmd）的原理94.人行天橋病害案例研究分析104.1人行天橋概況104.2天橋主要病害104.3病害成因分析114.3.1 風荷載124.3.2 地震荷載124.3.3 溫度荷載124.3.4 永久荷載和活荷載124.3.5 地基變形荷載134.3.6設計

4、考慮134.3.7施工原因144.4該人行天橋加固方案144.4.1 加固方案的設計思路144.4.2 加固措施145.結論16參考文獻18英文摘要19致 謝20成績評定表2119 1.前言我國近年來，隨著城市化經濟發(fā)展下，人口猛烈增長，城市交通道路的不斷改善和發(fā)展。人行天橋的建設在城市交通中顯得越來越重要，成為制約城市交通是否暢順和城市發(fā)展的主要因素之一。城市交通對人行天橋需求量不斷增加，圍繞人行天橋的建設的問題越來越多。問題的來源不僅 來至人行天橋建設初步問題，也出現(xiàn)施工過程的質量問題，近十幾年來，人行天橋出現(xiàn)質量和設計問題屢見不鮮。往往造成交通阻塞和交通事故，造成維修和改造浪費大量經費損

5、失，更嚴重會造成人群的傷亡。所以針對人行天橋，研究城市人行天橋病害成因分析及加固技術顯得有必要。目的在于一方面，可以及時今早發(fā)現(xiàn)當今社會已建造的人行天橋存在得問題，最主要的是針對這些病害尋找它們的成因，并分析研究最終解決這些病害的方法。另一方面，在研究過程中，尋找新穎的科技加固技術，做到精益求益。研究城市人行天橋病害成因分析及加固技術能夠有利于解決城市中人行天橋的安全質量問題，也有利于緩解一些頻繁的交通問題。2.人行天橋的研究狀況2.1人行天橋概念人行天橋（又名過街天橋、步道橋）是城市道路工程中的重要組成部分1，是在交通密集的地區(qū)，為解決路人過街，滿足人車分流，方便建筑物之間聯(lián)系而建設的過街橋

6、梁。人行天橋和人行地道一起，成為城市道路交通中，解決行人過街通行的主要途徑。2.2 鋼筋混凝土梁柱結構人行天橋鋼筋混凝土梁柱結構人行天橋，建設適于20世紀70年代。在80年代后期，國內曾經展開關于天橋與地道建設優(yōu)缺點比較的大討論。由于當時的人行天橋大多講求實用性，忽略美觀性，普遍存在影響市容等原因，天橋建設一度銷聲匿跡，取而代之的是大量人行地道的實施。實踐經驗表明，人行地道本身受地下水管線、地下水位的影響，并且人行地道的建造成本是人行天橋的1.5至2倍以上，且日常運營護費用比天橋要高出很多。2.3鋼結構人行天橋鋼結構人行天橋目前比較普遍的是鋼箱梁人行天橋，因為這種結構形式有經濟簡潔美觀的特點，

7、能夠滿足結構承載力的要求。由于鋼結構本身具有材料均勻、強度高、質量輕、塑性韌性好、密封性好、耐熱性較好和便于施工等優(yōu)點。鋼結構也是目前土木工程中的最熱門的結構種類，所以鋼結構在國內外人行天橋建造得到非常廣泛的應用。但是，鋼結構也有耐火性差、耐腐蝕性差、需要定期維護、鋼材料價格相對較貴等缺點，會影響鋼結構的使用以及在建筑業(yè)的推廣。因此，在人行天橋的建造問題上，應該合理使用鋼結構，尤鋼結構人行天橋需要定期檢測和維護，盡量減少鋼材料的浪費現(xiàn)象。2.4鋁合金材料人行天橋鋁合金材料人行天橋的出現(xiàn)，對于人行天橋的發(fā)展具有重要意義。鋁合金是與鋼材強度相當、耐久性好、外表景觀效果好的新型材料2。鋁合金材料的輕

8、質、高強、耐腐性、維護費用低以及可回收再利用等諸多優(yōu)點正滿足人行天橋的發(fā)展需要。鋁合金重量輕，同時又是一種環(huán)保材料，施工中不產生建筑垃圾，不損害環(huán)境。3.城市人行天橋病害及設計改善探討3.1城市橋梁主要病害通過調查，發(fā)現(xiàn)橋梁主要病害大多具有共同點。橋面系主要病害： (1)橋面鋪裝存在坑槽、網裂、貫通裂縫，嚴重影響行車舒適性，同時，由于橋面坑槽的存在，車輛行駛時造成的“跳車”現(xiàn)象將使橋梁結構的動態(tài)位移增大，影響橋梁結構的使用性能。(2)伸縮縫鋼板變形、斷裂，膠條破損、脫落；伸縮縫兩側橋面鋪裝破碎；伸縮縫內沉積物阻塞；導致伸縮縫喪失伸縮作用。(3)橋面鋪裝排水不暢造成上部結構滲(漏)水、侵蝕橋梁結

9、構。(4)防撞墻混凝土破損、露筋，防撞功能下降。上部結構主要病害混凝土開裂、滲水、腐蝕脫落，鋼筋外露、銹蝕。下部結構主要病害橋墩、蓋粱混凝土破損、脫落；鋼筋外露、銹蝕；橋臺混凝土開裂、脫落等。橋梁主要病害橋梁結構因交通荷載的變化以及所在環(huán)境的侵蝕、偶然事故等原因所引起橋梁整體或組成它的基本部件，在強度、剛度等方面的損壞，從而影響橋梁結構在正常使用條件下的安全性和耐久性3。3.2 城市天橋主要病害成因 （1）部分橋梁設計荷載等級偏低，建設年代較早的橋梁，當時規(guī)范規(guī)定的設計荷 載等級較低，已經難以適應目前快速增長的交通需要，且經過多年使用，這部分橋梁的使用性能已有所降低，易出現(xiàn)各種病害，甚至產生安

10、全隱患。（2）車輛超載對橋梁結構的損害，車輛超載對橋梁的安全度和耐久性帶來很大的 隱患，由于經常過往超載的車輛，造成橋梁結構受損，其使用壽命大大縮短，甚至出現(xiàn)危及人民群眾生命財產安全的重大隱患。（3）混凝土品質的變化造成橋梁使用壽命和耐久性降低，因混凝土養(yǎng)護不利，以及外部環(huán)境的惡化(酸雨等)，都對混凝土造成嚴重腐蝕，混凝土碳化深度加大，從而鋼筋銹蝕，使橋梁使用壽命和耐久性降低。（4）橋梁結構防水不當影響結構的安全性和耐久性，不少橋梁因防、排水不利造成橋面滲水、鋼筋銹蝕、鋪裝層剝落、堿骨料反應等，引起混凝土脹裂等嚴重損壞問題，嚴重影響了橋梁的耐久性和正常使用壽命，以及行車的舒適性和安全性4。 3

11、.3人行天橋設計改善方法措施3.3.1天橋選位天橋梯道落地位置對天橋選位有很大影響5,特別是當天橋僅可能單側設置梯道時。由于規(guī)范規(guī)定人行道最小寬度3m ,即便依此計算 ,梯道寬度也應為天橋寬度的 1.2 倍即 3.6m;而一般人行道寬度為35m ,如單側設置梯道則人行道全部或大部被侵占。由此造成天橋選位的極大困難。個人認為,規(guī)范中這條值得商榷 ,對于天橋的人流量 ,應該是兩個方向機會均等 ,完全朝著一個方向的概率比較小。如此,一側的梯道寬度應為半橋寬乘以適當?shù)脑龃笙禂?shù)(如 1. 2 等)。一般 ,天橋的選位應優(yōu)先考慮滿足交通需要和行人的便利。但是 ,對于城市中心區(qū),由于周圍環(huán)境和建筑物的限制,

12、以及地下管線等的影響,通常理想橋位在設計和施工上都存在一些需要克服的困難或難題。對于橋梁設計師,應盡可能克服設計上的這些困難。3.3.2天橋的選型人行天橋的建筑選型，天橋建筑風格通常定位于“城市小品”,這是一個很高的要求 ,很難輕易達到。對于“城市小品”,不同的橋梁設計師可能有不同的理解。其實 ,對于城市中的橋梁,比如數(shù)量比較大的城市高架橋和軌道交通高架橋的選型,已進行過很長時間的探討和爭論,目前一般認為,橋梁應作為從屬建筑景觀,處于次要地位,其不應破壞或控制現(xiàn)在或將來的城市整體景觀。這些,對我們天橋的選型也適用。通常,人行天橋作為城市中很小的一個建筑,如果奢望成為“城市中一道亮麗的風景”是很

13、不現(xiàn)實的,也會對周圍建筑造成很大的影響,長遠來看 ,會產生不利的影響。將天橋放在一個從屬的不引人注目的地位,在天橋上也不設置額外的建筑(如雨棚等),天橋自身照明上也是滿足需要即可；但在天橋的裝飾上,我們卻采用很高的檔次,注意了裝飾選材、細部修飾和細節(jié)處理,力求達到遠眺尋常普通,近觀可圈可點。天橋跨越城市道路一般可以分為兩大類:跨越路口及跨越道路。跨越路口一般有十字交叉口、三叉路口、復合(畸形)交叉口等 ,天橋平面布置主要有“u”形、“y”形、“x”形、“圓”形、“八邊形”和“工”字形等形式;跨越道路則多采用“一”字形布置。人行天橋平面布置應遵循“簡單、對稱”的原則 ,爭取與周圍建筑物協(xié)調統(tǒng)一

14、,曲線過渡自然圓順?？缭铰房诘奶鞓蛴捎谄鋬舾呤芩闹艿缆返目刂?,其橋面通常是水平的;而“一”字形天橋其橋面有可能是水平的或變高的。橋面采用變高可以降低梯道的高度 相應也減少了梯道的長度 這對天橋建于空間狹小的位置時減少梯道對地面道路的侵占很重要;但若變高采用不當 ,有可能對天橋的造型產生很大破壞 ,得不償失。當天橋落地處空間狹小時 ,宜首先進行直梯道與螺旋梯道比較 ,此后再考慮橋面變高。通常 ,天橋橋面以采用水平或微彎曲為宜。當天橋采用自動扶梯時 ,一般梯道與扶梯并置 ,由于目前用于天橋的自動扶梯還只能是直行扶梯 ,故梯道也只好采用直梯道;對落地空間的侵占遠較一般的天橋大 ,這在天橋選位必須注

15、意。3.3.3天橋結構材料的選擇除去一些特殊的結構類型 ,如鋼管混凝土人行天橋等 ,人行天橋一般可供選擇的材料只有鋼結構和鋼筋混凝土結構。目前 ,采用鋼結構的越來越多。鋼人行天橋的根本優(yōu)點是施工快捷 ,例如2000年完成的上海浦東南路張楊路 3 號人行天橋其橋寬4.5m ,主梁長44.4m ,重量108t ,從運出制梁廠到架設完畢用了不到5個小時 ,架設采用了整體吊裝就位;整做天橋的制作架設(含主梁、基礎、墩柱等) 不到一個月。但其缺點也是很明顯的:費用大、養(yǎng)護困難和壽命短 ,對于裝修檔次比較高的人行天橋 ,其裝修費用要占到土建費用的25 %40 %。鋼筋混凝土天橋指普通鋼筋混凝土和預應力鋼筋

16、混凝土天橋。通常 ,當跨度在小于 25m 采用鋼筋混凝土 ,當跨度在 2540m 時采用預應力混凝土結構。其主要缺點是施工工期長、施工噪音大;其優(yōu)點是費用小 ,養(yǎng)護方便 ,壽命長。此外 ,它還有一個常被人忽略的優(yōu)點 ,即混凝土優(yōu)異的適模性 ,很容易澆注出需要的形狀。人行天橋結構材料的選擇 ,很大程度上是由施工要求來決定的。比如 ,拿工程費用來講 ,對一個無相關工程的純人行天橋工程 ,其施工也許會影響到周圍的交通、商家的經營活動等 ,工期延長所增大的間接的費用一般遠遠大于工程本身直接費用的增減。因此 ,當天橋工程作為一個大工程(如新修地道、高架橋等)的一個附屬工程 ,天橋施工工期不起控制作用時

17、,宜采用鋼筋混凝土結構;反之 ,采用鋼結構。3.3.4天橋主梁及墩柱的選型天橋跨越的道路橫斷面組成部分一般有:車行道和人行道、綠化隔離帶及道路周圍的公用設施和空地等 ,其中綠化帶、隔離帶及空地等都可以設置橋墩 ,城市中心區(qū)的天橋跨度一般鮮有大于40m 的。天橋常用跨度一般在2030m 之間。而即使考慮到行駛電車的需要 ,天橋墩柱高度通常也小于 6m。故天橋具有跨度小、墩柱低的特點。此外 ,對于城市中心區(qū)的天橋 ,一般希望天橋對周圍環(huán)境的影響盡可能小 ,通常采用“隱蔽法”或“融合法”,使橋“藏”或“融”于周圍環(huán)境中 ,即要求天橋具有簡潔的特點。根據(jù)美學上“簡單即美”的原則 ,天橋宜采用形式簡單的

18、主梁及墩柱。通常 ,天橋主梁可以采用梁式結構、剛架結構、拱式結構和斜拉結構等。其中前兩種用得較多 ,后兩種用得較少。拱橋如西安公路學院跨越二環(huán)路的中承式鋼管拱橋 ,斜拉橋如重慶交通學院人行天橋。人行天橋中的斜拉橋日本采用得較多 ,我國較少。我國城市中心區(qū)的天橋通常采用梁式或剛架式 ,其中以梁式居多6。 （1）梁式橋為鋼結構時，多采用箱型斷面。一般梁高采用跨度的 1/301/40 ,簡支梁高一些 ,連續(xù)梁小一些;箱梁底寬一般為橋梁全寬的 0. 50.6 倍 ,懸臂長為橋梁全寬的 0.250.20 倍。懸臂橫向勁板當橋梁整體采用包裝裝飾時常采用弧形 ,以便整個箱梁包裝成為一個有機整體 ,當橋梁不包

19、裝時 ,勁板多采用倒 t形斷面。（2）鋼結構具有材料均勻、強度高、質量輕、塑性韌性好、密封性好、耐熱性較好和便于施工等優(yōu)點。鋼結構在國內外人行天橋建造得到非常廣泛的應用。鋼結構但是這種結構形式的固定頻率往往較低，容易發(fā)生共振現(xiàn)象。共振將會引起結構振幅長期過大，影響結構安全和正常使用，也容易導致結構耐久性降低；或者在長期的使用過程中，鋼結構的焊縫處在較大的疲勞荷載下容易引起損壞甚至疲勞破壞；此外，振動有可能超過人體舒適度耐受極限，在行人的心理上造成恐慌。國內外的研究主要從人（單人和人群）不同方式的激勵出發(fā)考慮的，建立力對天橋的作用模型，再到分析天橋自身的特性如質量、阻尼、剛度等，最后得出天橋振動

20、不僅對其耐久性有影響而且對人的舒適度亦有不同的影響。 （3）梁式橋為鋼筋混凝土結構時 ,小跨度時可以采用預制板 ,大跨度時可以采用現(xiàn)澆板。通常預制板由于懸臂較短 ,美觀差一些;現(xiàn)澆板可以采用同鋼結構一樣大甚至更大的懸臂,使得天橋顯得輕盈美觀。梁高可以取用跨度的1/251/357。墩柱通常與主梁采用一樣的材料。當采用鋼立柱時 ,一般采用低標號混凝土灌芯 ,以增強抗沖擊力。墩柱一般采用圓形和板式 ,上下等截面。當采用剛架時一般多采用斜腿剛構 ,梁高比梁式橋稍低 ,斜腿多采用板式。材料可以為鋼或混凝土。剛構橋一般用于跨度較大的天橋。3.3.5天橋的裝修裝飾一般城市中心區(qū)不宜設置這些裝飾構造 ,因為這

21、些將使得天橋的體量變得很大、天橋顯得很突出8。另外 ,有些設施比如雨棚在城市中心區(qū)天橋上也是不需要的 ,因為人們很難從天橋上欣賞城市景觀 ,即便在晴天 ,行人也是行色匆匆 ,很少停留的 ,更何況雨天。但是 ,城市中心區(qū)天橋的裝修是很必要的。目前 ,上海很多天橋都進行了裝修 ,提升了天橋的檔次 ,也使天橋和周圍環(huán)境更加協(xié)調。但這種裝修投資是很大的 ,一般達到土建投資的 25 %40 %。將來 ,隨著經濟實力的增強 ,天橋裝修會越來越多。天橋裝修材料一般采用鋁塑板、不銹鋼板(管) 、6mm + 6mm 安全玻璃(15mm 進口亞克力板等) 、大理石花崗巖及地磚等。3.3.6天橋的人性化設計采用上行

22、的直行自動扶梯。對吸引行人 ,特別年老體弱、兒童等發(fā)揮了很大的作用 ,但從實際使用效果上看 ,尚有待改進之處。僅設上行自動扶梯 ,行人下行仍存在困難。有將行人“哄”上橋之嫌 ,致使行人產生逆反心理 ,吸引作用有限。建議采用上下行的雙向自動扶梯 ,這主要涉及到工程投資 ,一部寬 100cm的自動扶梯(升高 640cm)大約需要 4060 萬元。直行自動扶梯占地比較大 ,造成天橋選位、布設上的困難。建議采用螺旋形自動扶梯9。殘疾人的關愛 殘疾人專用垂直電梯隨著全社會對殘疾人的關愛的不斷增強 ,一系列保證殘疾人權利和生活便利的規(guī)范、規(guī)定相繼推出 ,如城市道路和建筑物無障礙設計規(guī)范(j gj50220

23、01 ,j114222001)及工程建設標準強制性條文等。為殘疾人能方便、安全通過人行天橋 ,有必要設置殘疾人專用垂直電梯。3.3.7人行天橋結構設計天橋和一般橋梁在結構設計上大同小異 ,但為了避免在長期使用中出現(xiàn)通病須注意以下幾點結構設計:（1）預拱度對于連續(xù)梁的預拱度 ,應在結構重力下足以抵消結構重力的撓度 ,使橋面保持平順。特別注意不能在中墩處使橋面形成尖角。對于鋼結構 ,有人建議計算撓度時不考慮縱向加勁肋的作用 ,理由是縱向加勁肋變形不符合平截面假定。由于存在間距為 23m 的橫向加勁板的約束限制 ,縱向加勁肋不會產生撓曲變形 ,故在計算撓度應計入其作用。其實 ,縱向加勁肋作用通常也是

24、很有限的 ,一般約在 3 %8 %,很少大于 5 %。天橋規(guī)范中人群荷載取用 5kpa ,遠較一般公路橋梁的 33. 5kpa 大得多 ,而且通常使用中也很難達到那么大荷載。按此設置的預拱度 ,特別對連續(xù)梁其線型很差。建議對簡支結構 ,可按規(guī)范采用;對連續(xù)結構 ,可按全部靜活載的 40 %50 %采用。（2）基礎沉降對于設置自動扶梯和垂直電梯的天橋 ,其基礎必須保持一致的沉降量 ,以免影響正常使用。對于天橋和垂直電梯宜采用相同的基礎類型。樁基時應盡可能使樁尖處于相同的地層 ,并注意地面以下一定范圍內 ,將來可能要增設或維修管線 ,不應計入該范圍的土抗力作用。（3）管線處理這是天橋設計中最富創(chuàng)造

25、力的地方之一。很可能牽一發(fā)而動全身。對于與基礎有干擾的管線 ,通常處理的辦法也無外乎是懸挑、穿心和架空等。但由于各種各樣的限制因素 ,一般很難滿足規(guī)范要求的各種構造要求和設計細節(jié) ,這就要求設計者根據(jù)對規(guī)范的理解和工程實踐經驗 ,靈活、變通乃至創(chuàng)造性地采用一些方法 ,滿足特殊的需要。墨守常規(guī) ,是很難解決問題的。在方案設計時 ,應預見到這種復雜性 ,并采取一些針對措施 ,否則會引起大的設計變更。3.4人行天橋新型材料人行天橋濕滑難走給市民帶來諸多不便。據(jù)了解，人行天橋已普遍采用防滑材料鋪設，如橡膠粒子防滑層、防滑瓷磚、防滑巖磚、css粒子防滑路面等。有的人行天橋在方磚表面刻槽，在臺階上設置不銹

26、鋼防滑條，或是采用防滑液等方法。不過，由于防滑地磚、金屬防滑條長期使用磨損嚴重，防滑效果不甚理想。市政部門已經要求養(yǎng)護單位加強日常養(yǎng)護，對設施結構、橋面的損傷進行及時維修，針對橋面防滑地磚磨損嚴重、防滑塑膠面層脫落等現(xiàn)象進行整治。3.4.1 css的彩色防滑路面材料css的彩色防滑路面材料已在天橋路面鋪設中試用，將逐步推廣到市屬設施防滑整治中。這種材料表面為粒子狀顆粒，防滑效果好，并且經久耐用。css防滑（耐磨）路面基本上用于類似剎車減速區(qū)等所有需要高表面摩擦系數(shù)的各種路面?；靖拍罹褪窃黾雍捅３诌@些區(qū)域的防滑（耐磨）性能，達到這個目的的途徑是通過把高磨光值的骨料用粘合劑固定在路面上，形成永久

27、和有彈性的表面結構。3.4.2 css無縫橋梁接縫系統(tǒng)現(xiàn)有橋梁接縫的問題：橋梁接縫要經受水和鹽的滲透或者機械失效，如果置之不理，將對橋梁結構和受力產生危害，嚴重的破壞隨之發(fā)生。目前有許多種連接系統(tǒng)，但許多被證明是無效或者因價格太昂貴被禁止。傳統(tǒng)的瀝青結合劑是非柔性的，因而在低溫時脆性的，使接縫傾向于通過破裂或松解而破壞。利用css無縫橋梁接縫系統(tǒng)進行連接。css無縫橋梁接縫系統(tǒng)通過改性bj200結合劑和認真挑選的但歷經bj石料的特殊結合提供可靠強度和柔性，可以適應多達-/+25mm的水平位移。css無縫橋梁接縫系統(tǒng)特征和優(yōu)點：完全不透水，有助于防止因鹽水進入伸縮縫而導致結構性腐蝕。css無縫橋

28、梁接縫系統(tǒng)適應多達-/+25mm的水平位移。光滑行車表層，在接縫處行駛幾乎沒有噪音。快速鋪裝，減少施工時間，縮短道路封路時間和斷交時間。容易修復，如果因事故造成破壞，很容易修復。接縫表面可以修飾，接縫可以通過防滑面層處理促進安全性。免維護，沒有機械部分鋪裝因此無需替換。排水，css無縫橋梁接縫系統(tǒng)能夠迅速排掉表層的水。css無縫橋梁接縫系統(tǒng)是一種瀝青混凝土橋梁伸縮縫系統(tǒng)。它擁有一下的位移能力：水平方向：-/+25mm；垂直方向：-/+1mm。粘接劑；用于css無縫橋梁接縫系統(tǒng)中的粘接劑必須擁有如下特征：在寒冷天氣保持柔性；在炎熱天氣保持穩(wěn)定；好的流動性。在粘接劑bj200使用前需在認可的實驗室

29、做一下實驗：a拉伸測試 b軟化點測試；c流動性測試石料；石料徑向尺寸為20mm，必須干燥，干凈，預包裝以避免混入雜物，石料的pvs值需達60。3.4.3膠粉聚苯顆粒外保溫系統(tǒng)膠粉聚苯顆粒外保溫系統(tǒng)是由界面層、膠粉聚苯顆粒漿料保溫層、抗裂防護層和飾面層構成。與膨脹聚苯板薄抹灰外保溫系統(tǒng)的不同在于，以膠粉聚苯顆粒保溫漿料代替膨脹聚苯板 (eps板)作為保溫層。膠粉聚苯顆粒外保溫系統(tǒng)運用于人行天橋有如下優(yōu)點： (1)材料適應性好。由于聚苯顆粒保溫漿料采用現(xiàn)場成型，在未硬化前是具有一定稠度的膏體，所以在施工過程中可以不受建筑外形的約束，在各種形狀的建筑物上均可施工，對有缺陷的墻體施工時墻面不需要修補找

30、平，直接用保溫漿料找補即可，避免了粘結 eps板時因找平抹灰過厚而脫落的現(xiàn)象。(2)施工整體性好。膠粉聚苯顆粒漿料保溫層不存在接縫。既避免了接縫造成的熱橋，又防止了板接縫不當造成的易開裂的弊病。(3)抗風壓能力強。實現(xiàn)了外墻外保溫無空腔體系做法，不設空氣層，杜絕了風壓特別是負風壓，改善了保溫材料和面磚的脫落問題。 (4)變形能力強 。膠粉聚苯顆粒漿料保溫層形成具有一定強度的亞彈性體，比聚苯板 的變形量小一個數(shù)量級，能夠更好地吸收受外界自然條件變化產生的膨脹、收縮變形，并均勻地將溫差變形應力向四周擴散 ，有效地防止裂縫的產生。 (5)水蒸汽滲透性好。避免了墻面被不透水材料封閉，妨礙墻體排濕，導致

31、水蒸 汽擴散受阻產生膨脹應力造成面層材料起鼓 ，甚至開裂或者水蒸汽在保溫層中結露，影響保溫效果 。 (6)耐凍融、耐氣候性好。保溫性能穩(wěn)定、耐久，保溫層經曝曬、風化、降解試驗、風壓試驗，其效果明顯。3.5人行天橋減振現(xiàn)代人行橋的剛度和阻尼較小，其固有振動的頻率范圍很容易與步行者或跑步者的激勵頻率一致，會引起較大的振動，給行人以不舒服感和不安全感。可以人行橋的實際狀況，擬采用調頻質量阻尼器（tmd）或者多重調頻質量阻尼器（mtmd）來控制振動10。3.5.1調頻質量阻尼器（tmd）的原理tmd的原理是把一個較小的由彈簧、質量塊、阻尼器組成的附加振動系統(tǒng)裝在需要減振的結構上，主結構發(fā)生振動時，通過

32、參數(shù)設計，使慣性質量與主結構受控振型諧振，來吸收主結構受控振型的振動能量，從而達到抑制受控結構振動的效果。大多數(shù)情況下，tmd可通過彈性元件和阻尼元件與需控的結構相連，或直接與振源非平衡機器相連。有一種質量塊是曲線運動或者象擺一樣懸掛和搖擺的tmd也廣泛使用。tmd的質量塊是可加減重量的。它可以是質量塊、彈性結構或裝有離散質量塊、粒狀材料或液體的容器。彈性元件可以是鋼彈簧、橡膠元件、彈性桿或板。具有高耗能特性的材料（橡膠、塑料）、鋼絲繩、干摩擦阻尼器、液體、空氣和磁性阻尼器被用來耗散能量。減小天橋結構振動振幅的最有效方法之一就是增大阻尼，將tmd應用到人行天橋是很有意義的。3.5.2多重調頻質

33、量阻尼器（mtmd）的原理多重調頻質量阻尼器（mtmd）的特點：當橋梁結構的頻譜密集時，常常需要吸收多個共振頻率的振動，這就需要多重調頻質量阻尼器。當結構頻譜稀疏、外部激勵頻帶較寬時，多個調諧到不同頻率（預定一個范圍）的tmd與單個最優(yōu)阻尼t(yī)md一樣都可以減小振動，不過mtmd需要的阻尼可以小許多。tmd和mtmd的質量不宜過大，因為過大的質量勢必對橋梁的靜力強度不利，而且可能降低橋梁固有頻率，反而使橋梁振動增大，因此，一般tmd和mtmd的質量應控制在橋梁受控模態(tài)質量的5%以內。4.人行天橋病害案例研究分析4.1人行天橋概況云浮市連灘鎮(zhèn)城中路人行天橋位于鎮(zhèn)區(qū)北側，天橋縱向（過街方向）為2跨3

34、柱，全長25.4m，橋面凈寬為 4m，橋下凈空高度兩側主干車道7m，車道中間綠化帶3m，在橋的兩端人行道上在橋的橫向（平行車道）設有上橋樓梯其凈寬：直跑橋梯段為3m，轉折跑橋梯段為2.4m。4.2天橋主要病害（1）橋面系:橋面鋪裝瓷磚多處出現(xiàn)破損和缺失。伸縮縫普遍存在橡膠老化、雜物堵塞和滲水等現(xiàn)象。橋面存在反坡 ,雨天積水 ,部分泄水孔排水不暢導致的積水滲漏引起吊桿錨固處銹蝕。如圖4-1：圖4-1 銹蝕（2）上部結構: 兩方向主梁和梯道出現(xiàn)不同程度的開裂, 主梁裂縫分布尤其密集, 部分裂縫寬度達到 0. 2 mm。全橋橋面存在多道橫向裂縫,有淺坑槽、波浪存在;全橋牛腿普遍存在向下延伸的斜裂縫、

35、油毛氈墊層老化、滲水和梁端部主梁擠壓破壞等現(xiàn)象, 斜裂縫寬度大部分小于 0. 1 mm。梯道、主梁的混凝土強度均滿足設計要求。如圖4-2： 圖4-2 橋板裂縫（3）人行天橋有較大的跳車現(xiàn)象 ,高度差在2.0 cm以內，橋臺伸縮縫出現(xiàn)破壞。如圖4-3： 圖4-3 伸縮縫破壞（4）鋼管混凝土外皮涂料剝落嚴重, 鋼管銹蝕嚴重。部分桿件連接處的焊接質量不佳 ,存在銹蝕和裂隙現(xiàn)象。如圖4-4： 圖4-4 涂料剝落,鋼管銹蝕（5）下部結構:全橋橋墩表現(xiàn)無可見病害。全橋支座存在一定老化現(xiàn)象。如圖4-5： 圖4-5橋墩裂縫（6）北引橋踏步臺基混凝土劈裂，各控制截面承載力滿足最不利荷載組合的要求。4.3病害成因

36、分析 根據(jù)已掌握的橋梁病害情況及橋梁結構現(xiàn)場情況，經綜合分析判斷，提出以下分析意見。 本橋縱向橋體結構為三柱二跨等高絞接排架結構。一方面引起本橋梁結構抗力和變形的荷載效應有：風荷載；地震荷載；溫度荷載；永久荷載（結構自重）和活荷載（人行）；地基變形荷載等。另一方面是設計考慮和施工過程操作原因。具體分析如下： 4.3.1 風荷載 該人行天橋位于鎮(zhèn)區(qū)十字路口，高層建筑較多，受風比較厲害。風荷載對結構的影響不容忽視，設計需考慮風荷載組合。但本橋高度不大，結構擋風面小，總的風荷載效應不大，本橋并無風災天氣，故可認為風荷載對此次病害的產生不是直接因素，不用考慮。 4.3.2 地震荷載 該鎮(zhèn)位于地震少發(fā)生

37、地帶，據(jù)調查沒有發(fā)生大規(guī)模的地震。重要的是：如發(fā)生震害，均應柱底最先損壞，但經多次仔細檢查，四柱柱底四周均未發(fā)現(xiàn)太多的裂縫，故可以排除地震與現(xiàn)存病害的因果關系。 4.3.3 溫度荷載 本橋縱向全長 25.4m，主跨簡支梁支座為橡膠簡支支座，兩邊跨鋼筋混凝土折梁支座墊兩氈三油擱置也為簡支，三柱柱底為剛接，是一個剛度較柔的不等高絞接排架結構。當在溫度荷載作用下，橫梁的變形，將通過支座傳給柱頭，各柱在縱向，向東西兩側自由脹縮變形。 根據(jù)現(xiàn)場路面溫度探測及進行有關氣象資料的查詢，該地區(qū)最高、最低極端氣溫為37.2、5，事實上，一般的日溫差僅十幾度，變形量更小，且日日、月月、年年不停的在自由脹縮中。 本

38、橋縱向長度僅為 25.4m，遠小于現(xiàn)行混凝土規(guī)范中對裝配式排架結構在露天條件下溫度縫間距為70m的要求，設計也是合理的，故可認為：本橋病害與溫度荷載變形關系不大。 4.3.4 永久荷載和活荷載 以上兩項荷載是本橋梁設計首先要考慮的最重要的基本組合荷載。 對橋面結構：由于本橋上部結構梁、板均為簡支，各跨橫梁彎矩并不傳遞，故可分別按簡支梁計算。根據(jù)多次檢查，折梁和厚板自身目前尚未發(fā)現(xiàn)結構性裂縫，也無過大撓度11。僅見局部抹灰層出現(xiàn)“龜裂”，橋梁已發(fā)生的裂縫均出現(xiàn)在簡支支座的水平面和梁端頭的構造縫上。該橋已投入使用近十年，故可認為原設計橋面簡支梁體系在此項荷載作用下的計算是滿足的。對支承柱結構：由于

39、排架結構對稱，永久荷載和活荷載對稱，支承柱在橫梁偏心荷載作用下產生的內力和變形也應是對稱的，從病害調查中得知，兩方向主梁和梯道出現(xiàn)不同程度的開裂,橋臺伸縮縫的破損 橋梁伸縮縫在選型和施工時考慮不周和處理不當，過分注重伸縮量的計算，而對伸縮縫的安裝 及適用情況了解不夠，使伸縮縫破壞 ，也易產生跳車現(xiàn)象。故可認定，此項荷載是現(xiàn)有病害發(fā)生的原因。4.3.5 地基變形荷載 該天橋采用獨立階形基礎直接放在分層夯實的回填土地基上，從基底至強風化基巖面地基的所有地層均具有可壓縮性，地質自上而下為雜填土、粗砂層、強風化亞粘土層，粗砂層為強透水層。底土層及此范圍內土體，隨著地下水位線的下降，失去了浮力支撐，便開

40、始漸進的自重固結的“降水預壓”過程， 綜上分析：全橋橋面存在多道橫向裂縫,有淺坑槽、波浪存在;全橋牛腿普遍存在向下延伸的斜裂縫、油毛氈墊層老化、滲水和梁端部主梁擠壓破壞、天橋的跳車等天橋病害現(xiàn)象的產生，經過原因排除，即地基變形所引起的，針對這個原因為病害處治的關鍵所在。4.3.6設計考慮該人行天橋建址是在軟土地基路段，由于地基土天然含水量高，孑l隙比大、壓縮性高，強度低，滲透系數(shù)小。地基沉降更為嚴重，而且需要相當長的時間才能趨于穩(wěn)定。臺后填土的填筑高度較高，產生的基底應力較大。形成地基沉降相應較大。橋涵、通道及路基大都是同年平行進行施工的，橋涵是剛性體，其地基強度一般都有較高要求并進行加固處理

41、。而臺后填方地基并沒有相應要求，在上部荷載作用下將會使地基土產生壓縮變形，形成較大的地基沉降。設計人員對施工過程如何便于碾壓考慮不周，對填料的要求不嚴格，臺背排水考慮欠佳等都會引起臺后填土的較大沉降。由于過水、跨線或通道的要求，一般填土都較高，低的3m左右，高的可達10m或更高。除了人行天橋路基往往受排水溝道的影響，地基條件較差，設計上對路基斷面結構和邊坡防護上有所考慮外 ，其它多數(shù)情況對高路堤設計上并無特別的要求，如壓實度等指標均與一般路堤無異。由于路堤較高，在填筑以后受到自重和行車荷載的作用。路堤填土必然要產生較大的豎向變形。所以往往會出現(xiàn)天橋出現(xiàn)裂縫和跳車的病害現(xiàn)象。據(jù)了解，該人行天橋路

42、段曾經發(fā)生幾次車撞橋墩的事故。然而人行天橋設計沒有考慮設置防撞墩，只是用簡單的水泥墩柱圍繞橋墩。這也是導致該天橋的墩柱出現(xiàn)龜裂的原因。4.3.7施工原因 天橋的病害出現(xiàn)，往往與施工隊的施工質量離不開。施工時對回填料的選擇未慎重考慮，施工用料不當，控制不嚴未達到設計要求等，況且不良比材料不良更易造成臺后下沉。如施工時工序安排不當，橋頭填土處于工期末期，被迫趕沒有很好控制壓實度，致使臺后壓實不足。對施工中選用填料不當和由于環(huán)境變化如路面破壞后路面水入滲、邊溝破壞后地 表水浸泡等)引起路基病害。4.4該人行天橋加固方案4.4.1 加固方案的設計思路從整體上考慮,對人行天橋的上部結構和下部結構均采取措

43、施,不能僅進行單一的加固,要綜合考慮,使人行天橋滿足承載能力和正常使用的要求。施工控制的目的：施工監(jiān)控和施工緊密結合,相輔相成, 直接服務于橋梁加固、改造施工的全過程。橋梁維修加固施工中受到的影響因素多, 為了確保全橋在維修加固前后過程中結構受力和變形始終處于安全的范圍內,且加固維修后全橋的線形符合設計要求, 結構恒載受力狀態(tài)接近設計期望,在全橋加固維修過程中進行嚴格的施工控制是必不可少的。必須在施工中通過采用先進的監(jiān)測手段掌握結構的實際情況、采集所需要的參數(shù),通過控制分析、計算, 誤差分析,優(yōu)化調整施工工序, 以滿足設計的要求。4.4.2 加固措施（1）加固基礎,提高抗推能力在原基礎旁增設人

44、工挖孔樁, 同一基礎處不能同時開挖,一個基礎只能開挖一孔,灌注混凝土后方可進行下一孔, 施工要注意避開市政管線,樁基礎施工完成后,在樁頂設置聯(lián)系梁,采取措施讓聯(lián)系梁與原基礎可靠聯(lián)結,確?？煽總鬟f水平推力。在橋墩位置加固撞擊墩柱。汽車撞擊力的計算應符合下列規(guī)定：天橋墩柱在又可能被汽車撞擊之處，應設置剛性防撞墩，防撞墩宜與天橋墩柱之間保留一定空隙，條件不具備時也可與墩柱澆注為一體。鋼筋混凝土防撞墩參照高速公路交通安全設施設計及施工技術規(guī)范（jtj074）設計。該人行天橋汽車撞擊力估算：p=(kn)式中：w汽車重力，采用值150kn v車速，路段限速為15m/s g重力加速度，9.8 t撞擊時間，1

45、.0s（人行天橋規(guī)范）該人行天橋平均汽車撞擊力為229.5kn。墩柱體上撞擊力作用點位于路面以上1.8m處。（2）除銹防腐鋼結構銹蝕部位用噴砂除銹處理, 有凸起不平必須用角磨機磨平、磨光,有明顯不平整的部位必須用振邦膩子(zb075)填補平整,然后磨平、磨光, 確?；谋砻媲鍧?、干燥、平整、牢固,無油脂、銹蝕等雜物,處理好基面后再噴涂防銹底漆, 施工兩道底漆,確保完全覆蓋住鋼結構基面,以避免重新氧化起銹,做好防銹底漆后必須要求漆面完全干燥,才可施工中涂漆,做好中涂漆后, 必須要求漆面完全干燥,平整后才可進行面漆施工, 在噴、刷、滾涂氟碳漆的過程中,必須保持漆膜厚度均勻, 顏色和光亮度一致。（3

46、）對伸縮縫的處理 橋梁伸縮縫在選型和施工時考慮不周和處理不當，過分注重伸縮量的計算，而對伸縮縫的安裝及適用情況了解不夠，使伸縮縫破壞。處理方法：在原有的伸縮縫之間補焊一彈簧鋼板，彈簧鋼板伸縮量控制為 1cm。 （4）進行景觀處理對扶手、主跨鋼箱梁、剝落貼面磚等病害進行景觀處理續(xù)擴大，說明了工程處理方案是成功的。針對本工程的病害情況進行成因探討，提出錨桿靜壓樁加固沉降基礎及采用設置牛腿和伸縮縫彈簧鋼板加固舊橋的方案，為舊橋病害處理提供一種思路。同時警示相鄰建筑物的施工，尤其是深基坑的開挖對淺埋基礎影響應事先進行考慮，以避免病害發(fā)生。 錨桿靜壓樁是將后種錨桿和靜力壓樁結合起來而形成的一種施工方法。

47、即先在建筑物開鑿壓樁孔和錨桿孔，用結構膠種植錨桿，然后安裝反力架，或利用建筑物自重作反力，用千斤頂將鋼樁或預制樁逐段壓入土中。當壓樁力、壓入深度達到設計要求后，將樁與基礎連結在一起，達到提高地基承載力和控制建筑物沉降的目的。具有以下優(yōu)點： 能迅速制止沉降和傾斜，施工過程中不會引起附加沉降。 壓樁施工可在狹小的空間進行壓樁作業(yè)，適用于大型機具無法進入的工程。 可在不拆除原結構物的情況下，對沉降基礎進行托換處理工程。 傳荷過程和受力性能明確，能得到每根樁的實際承載力，施工質量可靠。選用sma型優(yōu)質改性瀝青面層， 以減少交通噪音。sma是瀝青瑪蹄脂碎石混凝土的簡稱，它有較好的透水性、耐久性，抗永久形

48、變能力（高溫穩(wěn)定性）強，表面粗糙度大，抗滑性能好，行車較安全。車輛行駛時的噪音較低，對道路兩側居民的影響較小，耐久性則比普通 瀝青混凝土延長20%至40%。（5）增加人行天橋的結構剛度將原有的欄桿拆除,設置桁架式欄桿,使桁架式欄桿與其下的鋼梁共同受力,形成組合大鋼梁,提高了結構的剛度12。原設計的剛架人行道板的鋼筋混凝土板,與其下的鋼板沒有形成整體, 各自單獨受力, 現(xiàn)將人行道板破除, 設計為摻入網狀纖維的鋼筋混凝土板,而且需采取措施,使之與鋼板共同受力。（6）減輕荷載原設計是沒有考慮廣告牌荷載的, 現(xiàn)在的廣告牌使人行天橋處于超載狀態(tài),必須拆除。在天橋基礎腳處, 采取措施避免人行步梯荷載壓在剛

49、架上。通過增加新建人行道欄桿的扶手和頂面寬度,減少人行道的寬度,達到減輕荷載的效果。（7）通暢的排水措施水的侵蝕對結構壽命有重大影響, 必須采取有效措施,避免橋面、構件部位積水, 這通過設置排水坡度和構件流水孔給予解決。（8）施工次序挖孔樁施工、搭設支架中斷交通。鋼結構磨砂除銹、表面防銹處理。拆除欄桿,破除人行道面板。在跨中利用以前的支架基礎用千斤頂將結構設向上預拱度。欄桿、人行道面板施工。解除千斤頂, 拆除支架。支架拆除后, 還需要進行全橋靜載及動載測試,以檢測加固效果。施工需中斷交通25 d。5.結論本論文針對某座人行天橋的病害成因研究分析，重點要解決的科學問題是有效地把已經發(fā)生在城市人行

50、天橋上的病害進行處理，進行有必要的危害程度分析，對不同危害程度的天橋給出不同的處理的加固方案。同時發(fā)現(xiàn)探討現(xiàn)在建成天橋存在的主要病害問題，進行重點的分析研究，探討新穎的科學方案。在經濟建設日益發(fā)展的今天，城市交通發(fā)展異常迅速。在強大的交通壓力下人行天橋存在種種的問題，相關市政部門要時刻關注城市人行天橋的使用狀況，及早發(fā)現(xiàn)人行天橋存在的病害。政府部分應該負起責任，針對人行天橋的病害，尋找它們的成因，并且分析研究最終解決這些病害的方法。在研究過程中，尋找新穎的科技加固技術，做到精益求益。從城市人行天橋的質量問題反映出施工方的施工質量問題，施工質量問題不可避免，但求施工方對承包的工程能夠任務務實做到

51、精益求精，切勿偷工減料，切勿產生質量差人行天橋，危及社會安全和人們生命安全。政府部門對施工質量過硬的施工單位進行表揚，對施工質量不過關的施工單位進行批評或者淘汰。有效地促進社會健康良好的發(fā)展。研究城市人行天橋病害成因分析及加固技術能夠有利于解決城市中人行天橋的安全質量問題，也有利于緩解交通阻塞和交通事故等一些頻繁的交通問題，更好地推動社會的交通發(fā)展。參 考 文 獻1 翟國強，張玉坤. 當代國內人行天橋建設的幾個趨向j. 建筑學報,2005,(2):3-5.2 何連弟. 鋁合金建人行天橋 文化石當馬路隔離帶n. 文匯報，2009-08-04（2）.3 郭利勇. 某城市人行天橋加固施工監(jiān)測與控制j. 山西建筑，2010,(25)：3-8.4 余鳳翔. 城市人行天橋設計上幾個問題的探討j. 城市道路與防洪，2004,（3）:2-7.5 彭聰. 談談人行天橋的選址與人性化設計j. 廣東土木與建筑，2010，（10）:10-26.6 高潔. 城市人行天橋功能復合及系統(tǒng)化設計研究d. 湖北：華中科技大學，2006. 4-7.7 肖身德. 城市人行立交的規(guī)劃和設計j. 株洲工學院學報，2003,(2)：7-9.8 繆卉，郭震山. 漫談城市人行橋的景觀j. 規(guī)劃師，2001,(2)：12-14.9 薛佳. 城市步行橋空間研究d. 上海：同濟大學，2006