舊橋加固改造的典型工程實例

1、舊橋加固改造的典型工程實例隨著經(jīng)濟的不斷進展、技術的不斷長進，新設備、新工藝的不斷涌現(xiàn)，港口裝配機械及其配套的大路運送系統(tǒng)的大型化和專業(yè)化，極大地促進了我國港口碼頭、大路、橋梁的設計和施工技術及設備的進展。但隨著設備的大型化，許多早期設計的工程因當初的設計標準較低，加上年久失修，在超載運行下破損嚴峻，個別甚至危及過往車輛的平安，務必準時舉行加固修理，以保證工程的正常使用。近幾年類似工程的修補方案多種多樣。本文通過廣州新沙港鐵路跨線立交橋的修理過程，對橋梁的檢測、設計復核、加固方案設計及修理施工舉行了全面的推薦。新沙陸域工程的鐵路跨線橋，全橋總長427 m，其中主跨采用15 X 20mT梁，基礎

2、為西55 cm的預應力混凝土管樁，下部為承臺，雙柱式帽梁，上部為預制安裝20 m鋼筋混凝土T梁；無人行道部分每跨由9片粱組成，人行道部分每跨由11片梁組成。橋面寬14 m，按四車道設計，設計荷載等級為汽車一20級、掛一100級，人群荷載35 kNm2。在610號墩間的橋面對兩側縱向坡度為35 ，其他跨橋面的縱向坡度為4新沙立交橋建成后，隨著時光的延續(xù)及新沙港的進展，通行于新沙立交橋上的車輛軸重已經(jīng)遠遠大于原橋梁設計荷載并有進一步增大趨勢。為確保橋梁的平安使用及港口的運送，該橋管理單位托付檢測單位對大橋舉行了檢測與計算研究，以便實行相應的措施。1、病害檢測及承載力計算11 外觀檢測橋面的主要破損

3、消失在伸縮縫附近及橋面縱向各片T梁銜接處，橫縱向裂縫交錯，加劇裂縫進展。尤其橋面的縱向裂縫使得橋面破損更為嚴峻，以至影響橋梁整體正常使用性能。特殊典型的破損是1號墩和2號墩之間的橋面有一片寬約07 m，長約16 m的破碎區(qū)，鋼筋外露，影響橋面行車舒服和橋梁的平安。伸縮縫破壞嚴峻，主要為開裂、坑槽，橡膠板斷裂、缺失等。車輛經(jīng)過對接縫有較大沖擊作用，端部消失破損，同時接縫兩側消失混凝土脫落鋼筋暴露的現(xiàn)象，少部分橋面混凝土削蝕，鋼筋外露。銜接T梁的橫隔板存在大量裂縫，不少下緣混凝土脫落，焊接鋼板外露銹蝕，降低了橋梁的橫向剛度。橋梁側向因為庇護層薄、鋼筋外露銹蝕、外層混凝土膨脹脫落，進而加劇了外露鋼筋

4、的銹蝕。梁底存在較多的橫向和豎向裂縫。支座處消失了相當數(shù)量的斜裂縫，橫向和斜向裂縫都有連續(xù)延長的趨勢；支座附近斜裂縫導致梁體的抗剪能力差，T梁濕接縫不密實，透水嚴峻。支座與梁底混凝土間因無鋼筋混凝土墊塊或厚鋼板連結，長期變形過大、應力集中，支座橫向消失錯位，影響其正常使用。大部分支座附近淤積積累物，環(huán)境濕潤，嚴峻影響支座的使用壽命。12 靜載實驗結果對78號跨的20inT梁采用加載方式測定其撓度和應力，加載分對稱加載和不對稱加載二種。對稱加載時，檢測結果滿意設計及規(guī)范要求；不對稱加載時，新沙公司側的撓度值較油脂廠側撓度要小許多，說明梁體各T梁之間橫向聯(lián)系不強。在卸載30 min后的各控制截面最

5、大殘余變形基本很小，部分超出規(guī)范10的允許范圍。實測各測點的最大應變值為23 X 10 ，最大應力值為77 MPa，混凝土已開裂，因各T梁橫向聯(lián)系薄弱，導致汽車輪位所在T梁基本擔當了實驗所施加的大部分荷載，與設計嚴峻不符。卸載30 min后測得，結構殘余應力基本為0，個別消失變異現(xiàn)象，有較大的殘余應力，表明結構大部分處于彈性工作狀態(tài)，局部損傷較嚴峻的部分混凝土可能進入塑性區(qū)域。在距離橋面以下1 in左右，應力急劇增大，在正常使用荷載下，部分T梁1 in以下混凝土可能進入塑性變形階段。13 動載實驗結果動載實驗測得20 in T梁一階橫向震驚頻率為0293 Hz，較理論計算值4822 Hz小，說

6、明T梁實際橫向剛度較弱。14 極限承載能力分析理論計算采用空間梁有限元法對全橋舉行分析，將全橋梁體劃分為若干單元，建立有限元計算模型舉行恒載、活載影響線加載。簡支T梁考慮荷載橫向分配系數(shù)影響，選取荷載橫向分配系數(shù)最大的主梁，對實驗梁范圍內(nèi)控制截面舉行極限承載能力計算。經(jīng)計算可知：在原設計活載（汽車-20及掛車-100）作用下，主梁的荷載效應小于構件的承載能力，尚有一定的平安儲備。當把活載等級提高至大路I級日時，主梁控制截面荷載效應已十分臨近梁截面的抗彎極限彎矩。因為橋上近年來車流量增強，而且多是超重車，對大橋產(chǎn)生較大損傷，影響全橋使用壽命。2、病害緣由分析通過對該橋外觀檢查、靜動載實驗及計算研

7、究，對發(fā)生橋面鋪裝破壞和梁體開裂的現(xiàn)象分析如下：（1）橋面板較薄，濕接縫尺寸小，構造薄弱，施工時接縫混凝土澆筑質量不易達到設計要求，造成梁與梁間的荷載橫向傳遞差，使接縫開裂，單梁受力增大。（2）混凝土鋪裝層太薄，澆筑前橋石板無鑿毛、清除浮漿，并沖洗整潔，致使?jié)仓蠖呓Y合差，常發(fā)生分層現(xiàn)象，再加上T梁預制安裝不精確，相鄰梁翼緣凹凸不平，鋪裝層混凝土厚度達不到設計要求，常被壓碎，不能與橋面板整體化作用，引起橋面破壞。（3）在橋面伸縮縫處，當伸縮縫質量和安裝精度不夠時，超重超載車頻繁沖擊，造成橋面振動過大或橋面伸縮縫處劇烈震驚，導致此處混凝土開裂，伸縮縫破壞。（4）不少橫隔板焊接鋼板外露銹蝕，各橫

8、隔梁聯(lián)系薄弱，荷載集中承受在個別T梁上，嚴峻降低了橋梁整體橫向剛度，引起裂縫迅速擴展。（5）梁體端部腹板偏薄，抗剪能力差，致使支座處消失了較多斜裂縫和豎向裂縫，且有連續(xù)延長的趨勢。眾多斜裂縫和豎向裂縫使結構抗剪強度已低于原設計承載力要求。（6）T梁中橫隔板存在大量裂縫，不少下緣混凝土脫落嚴峻，產(chǎn)生緣由與橋面較寬，輪載過重和偏載顯然（入港和出港車輛軸重差距很大）有關。（7）車輛超載嚴峻。超載有以下幾種情形：整車質量超過設計車輛分量；單軸分量超過設計車輛單軸分量；車輛超速，使其沖擊系數(shù)超過規(guī)范值。頻繁的超載車輛使結構處于高應力幅工作狀態(tài)，降低了橋梁結構的平安系數(shù)和使用耐久性，直接導致結構破壞、跨塌

9、，造成嚴峻后果。3、加固方案設計結構修理方案從加強結構受力面積和增大結構的抗裂能力二方面考慮，不同部位的加強方案如下：31 橋面鋪裝層橋面舉行補強設計，拆除舊橋面鋪裝層，清理鑿毛后在T梁腹板頂部表面，順橋向間距30 cm植12鋼筋；新橋面鋪裝采用6 cm厚瀝青混凝土+1325 cm（8185 cm）鋼筋混凝土，鋼筋混凝土中布置1層1215 cm X 15 cm鋼筋網(wǎng)。在瀝青混凝土與整體化現(xiàn)澆層間設防水層。32 橋面繼續(xù)在施工橋面整體化層前，用聚苯乙烯泡沫板塞嚴繼續(xù)縫，在橋面繼續(xù)縫處縱向整平30 cm寬，噴刷2遍熱瀝青，然后鋪一層塑料薄膜，密貼板端；配置縱向短鋼筋，加強橋面繼續(xù)，加強鋼筋部分長度

10、做失效處理。橋面繼續(xù)與橋面整體化層混凝土一同澆筑，待混凝土強度達到80以上后，鋸縫填塞瀝青馬蹄脂，最后整體鋪設瀝青混凝土。33 伸縮縫改造時，拆除舊伸縮縫，采用3跨一聯(lián)，全橋共5聯(lián)，只設6道淺埋式橫向50型伸縮縫。34 T 粱T梁腹板在支座附近消失了較多的斜裂縫和豎向裂縫，腹板底部消失較多橫向裂縫，故對T梁實行以下加固措施：（1）T梁腹板底部貼兩層碳纖維布以提高抗彎承載力。（2）逼近腹板端部34 m范圍內(nèi)，腹板舉行單側加厚，加厚混凝土厚度為5 em，加厚部分與原梁體通過植筋銜接成整體，內(nèi)置1層蟲1010 cmX 10 em的鋼筋網(wǎng)。（3）在加厚段貼碳纖維布，布條寬12 cm，間距20 em。為

11、了提高碳纖維的使用年限和承載能力，采用U形碳纖維錨固箍。（4）原設計橫隔板采用鋼板焊接，鋼板銹蝕，聯(lián)系較弱，為增加梁體間銜接，現(xiàn)將橫隔板鑿除50 em X 80 em的矩形塊，側面植筋后，內(nèi)置鋼筋網(wǎng)，下面兩排鋼筋與原有的隔板中空22預留鋼筋焊接，澆筑混凝土，加強T梁之間銜接。35 支座考慮到結構的使用性和耐久性，改造時將舊支座拆除，用新的板式橡膠支座更換，將支座承載能力提高一級。4、主要加固施工工藝41 鉆孔植筋植筋施工方法（1）鉆孔：孔深與錨筋埋設深度相同，孔徑比錨筋直徑大24 mm，孔位應避讓構造鋼筋，孔道應順直。（2）清理鉆孔：孔道先用硬鬃毛刷清理，再以高壓干燥空氣吹去孔底灰塵、碎片和水

12、分，孔內(nèi)應保持干燥。（3）灌膠：將植筋膠由孔底灌注至孔深23處，待插入錨筋后，膠即布滿囫圇孔洞。（4）插入錨筋：錨筋插入前應先以鋼刷清除插入部分的表面污物，再用丙酮擦凈、拭干鋼筋。須插到孔底，孔口多余的膠應清除。（5）在膠液干固之前，避開擾動錨固鋼筋，孔位附近不應有明水。（6）植筋鉆完孔后，應立刻清理整潔，并予以植埋，避開成片植筋孔長時光空待。42 粘貼碳纖維布H粘貼碳纖維布工藝流程如下：打磨、清理梁體表面一粘貼表面找平一涂刷第一層粘貼（底層）膠一涂刷其次層粘貼膠一粘貼碳纖維布（第一層）一涂刷第三層粘貼膠一粘貼碳纖維布（其次層）一涂刷第四層粘貼膠一養(yǎng)護一檢驗粘貼質量。粘貼碳纖維布施工工藝（1）

13、首先將需要粘貼碳纖維布部位用砂輪打磨平整，清除表面腐蝕、剝落的混凝土和灰塵，使粘貼面露出骨料，表面有油污的應用脫脂棉紗蘸丙酮或二甲苯溶液等清洗，然后用高壓水槍清洗梁體粘貼面的粉塵。按設計要求對梁體裂縫舉行灌縫或封縫處理，混凝土的凹陷部位用環(huán)氧砂漿修補找平。（2）找平材料表面干燥后，把刷涂料用的滾子蘸以事先配好的碳纖維粘結膠，在梁體粘貼面上往返滾動，涂抹一層底膠。粘結膠由環(huán)氧類主料和固化劑2種材料配制而成，兩者的介紹分量比為3：1。也可以按照實際狀況調(diào)整固化劑的用量來加快或延緩膠體的固化時光。按以上的比例配制的粘結膠固化時光為2040 min固化時光也會受到溫度影響，溫度較高時固化較快。介紹的施

14、工溫度為20 ，施工溫度低于5或雨天應停止施工。粘結膠不能與水相溶，因此務必保持粘貼面的干燥。底膠須涂抹勻稱，使梁體表面充分浸透，但也不宜過多，以不形成聚攏的小液滴為好，防止底膠固化后形成小疙瘩，影響碳纖維布的粘貼質量。（3）底膠固化4 h以后，方可涂抹其次層膠及粘貼碳纖維布 轱一層）。碳纖維布纖維條的方向應與加固部位受拉力的方向全都。粘貼時，要一次粘貼平整，用滾子順著纖維走向往返滾動，防止形成褶皺、損傷纖維條或多次擾動碳纖維橫向的編制線，以免碳纖維條松散或轉變碳纖維條的受力方向。碳纖維布的確需要搭接時，接頭處至少要搭接10 cm以上，搭接部位應避免構件應力最大區(qū)段，且搭接端應平整無翹曲。多層

15、搭接的各層接151位置應不在同一截面上，每層接口位置的凈距離應大于20 cm。（4）粘貼強度形成期間f_一般為3 d）不得有加載、振動等干擾，須要時應保持成形所需要的壓力。在固化4 h后，涂抹第三層膠及粘貼碳纖維布（其次層），在固化4 h后，再涂抹第四層膠，以庇護碳纖維布不受外界環(huán)境條件影響。涂抹要勻稱，防止漏抹。5、結語新沙立交橋在加固改造完成之后，經(jīng)半年多的試通車營運，該橋使用情況良好，說明加固設計的方案是勝利的。采用該方案的優(yōu)點主要有以下幾個方面：（1）通過對橋面舉行補強，增大了結構的受力面積，增強了結構的剛度，使結構的受力合理。（2）采用植筋以及粘貼碳纖維布等加固方法 ，加固技術成熟。（3）該施工方案容易易行，操作便利，無需大型設備。該橋的勝利加固修理，也為今后類似橋梁的加固堆積了一些閱歷：（1）結構設計務必有一定的平安儲備，要考慮多種不利因素，要考慮使用過程