高速公路中小桥梁加固设计及主要病害描述

关键词：高速公路 中小桥梁 加固 设计

　　一、设计原则与目标

　　1.1、设计原则

　　本项目在加固设计阶段应重点贯彻“安全、适用、经济、保通”的总体设计原则。

　　1、设计科学合理，经济环保，满足技术与使用安全的要求；

　　2、尽量不增加结构自重，不对主要承重构件造成损伤；

　　3、加固后桥梁能满足设计荷载标准的使用要求，并有一定的安全储备；

　　4、施工简便，快捷，加固施工过程对交通影响减至最小；

　　5、加固后桥梁耐久性强、养护方便。

　　1.2、设计目标

　　1、恢复各桥桥梁结构原有的设计承载力，保证桥梁的强度、刚度和耐久性，切实起到修缮作用，保证安全正常运营。

　　2、维修加固方案技术合理，造价经济，施工便捷。

　　二、桥梁病害及加固处置思路

　　2.1、四座小桥桥台的病害及处置思路

　　1、K70+342等四座小桥桥台的病害

　　K70+342等四座小桥的桥台前墙均出现多条竖向裂缝和横向裂缝，宽0.1～0.8mm不等，缝宽多集中在0.25mm以上，部分横（纵）向贯通。

　　其中：K16+871王禄立交桥的前墙与锥坡挡墙已产生2cm相对位移；

　　 K44+290.5A匝道桥的桥台局部有主筋外露，且可见侧墙有竖向裂缝；

　　K70+342小桥的前墙和侧墙开裂较严重，且前墙与侧墙裂缝方向一致。

　　

　　

　　

　　2、K70+342等四座小桥桥台病害的处置思路

　　根据裂缝走向及形成分析，确定K70+342等四座小桥桥台的病害由台后土压力不均匀引起的，可能存在砌体的抗弯剪强度不足。因此针对这种情况，采用钢花管注浆锚杆的方式加固桥台及侧墙，以减少台身最不利截面的弯矩，同时，在桥台前墙（侧墙）采用格子梁的方式，以现浇钢筋混凝土加固补强，以增强台身的抗弯、抗剪能力，加固简图如下。

　　

　　2.2、K45+148.5 天桥10号的病害及处置思路

　　1、天桥10号的主要病害

　　1） 桥面系：可见12m范围护栏缺失、8m范围防抛网缺失；且多处护栏底座钢筋锈蚀，局部混凝土剥落。

　　

　　2）主 梁：第一孔梁端底板横向受力钢筋锈蚀严重，范围：3.8×1.4m2；部分钢筋有效截面积已不足50%。

　　

　　3）下部：耳墙、挡块局部混凝土剥落露筋。

　　2、天桥10号的维修加固思路

　　为了弥补由于钢筋锈蚀损伤所引起的承载力降低，对于梁端底部必须采用一定的加固措施来改善，经过计算分析对比，确定采用灌注粘贴钢板加固法，在弥补损失的钢筋面积的同时，增强截面横向抗弯强度，加固简图如下。

　　

　　

　　3.3、某跨铁路桥的病害及处置思路

　　1、某跨铁路桥的主要病害

　　某跨铁路桥的主要病害为支座及垫石病害，多数支座脱空、滑移严重，部分支座缺失。

　　其中：

　　1）1号桥的支座及垫石损坏严重，没有发挥其正常功能，导致梁体滑移较大，耳翼墙、挡块均受到梁体的滑移撞击而开裂破损，局部主筋外露锈蚀；

　　2）2号桥的支座及垫石损坏较多，同样导致梁体滑移，耳翼强局部开裂，状况较1号桥为轻。

　　

　　

　　

　　3）、实测桥梁护栏有效高度仅51－66㎝，不能满足公路交通安全设施设计细则》（JTG/T D81--2006）要求。

　　2、某跨铁路桥的维修加固思路

　　1）、经过检测分析，梁体滑移及耳翼墙开裂变形病害系支座、垫石及挡块未能达到设计要求导致主梁不规则滑移造成，因此本次加固方案重点在于：顶升主梁，使主梁纵移、横移复位，更换支座并重新制作与台帽连接可靠的支座垫石，以使梁体达到合理的受力模式。

　　

　　2）、原桥所有挡块仅为20厘米间距设置φ8 I级钢筋，不能满足现行公路桥涵抗震设计规范要求，本次加固设计重新设置挡块。

　　3）、原桥护栏有效高度仅66㎝，且桥梁护栏钢筋和主梁无有效连接。不能满足公路交通安全设施设计细则》（JTG/T D81--2006）要求，严重危害桥梁安全运营，如发生车辆碰撞，可能造成严重交通事故，本次加固设计采取拆除原护栏，加强植筋，重建新护栏。

　　3.4、某互通A匝道桥和K55+949.98桥的病害及处置思路

　　1、某互通A匝道桥和K55+949.98桥的主要病害及荷载试验结论

　　1）AK1+356.7某互通A匝道桥典型病害：

　　各跨梁底不同程度存在钢筋锈涨，混凝土局部剥落；部分主梁梁底局部波纹管外露；

　　

　　

　　2）K55+949.98互通立交桥的典型病害

　　各片主梁端头附近均出现1～3条纵向裂缝； 裂缝长度2～8 m，宽度0.25～0.6㎜

　　

　　2、某互通A匝道桥和K55+949.98桥的维修思路

　　1）AK1+356.7某互通A匝道桥荷载试验结论及维修建议：

　　载试验结果表明，AK1+356.7匝道桥应力及挠度校验系数平均值均小于0.8，说明该桥箱梁强度仍有一定的安全储备，箱梁刚度满足设计荷载要求。

　　鉴于该桥存在混凝土剥落、钢筋外露锈蚀等局部缺陷，对结构耐久性影响较大，需尽快对缺陷部位尤其是波纹管外露部位采取相应措施修补，并注意加强日常观察养护。

　　2）K55+949.98互通立交桥的荷载试验结论及维修建议：

　　载试验结果表明，K55+949.98A匝道跨线桥应力及挠度校验系数平均值均小于0.8，说明该桥空心板强度仍有一定的安全储备。

　　由于梁底裂缝并未明显折减该桥的承载能力，但梁底裂缝缝宽较大，对结构钢筋耐久性影响较大，需尽快灌浆封闭，以起到修缮截面、保护预应力及受力主筋的作用。

　　3.5、其他共性病害及维修加固措施

　　1、裂缝处理

　　由于裂缝的产生、发展及长期存在，使得潮湿空气进入结构内部，从而引起结构内部钢筋的锈蚀，最终导致结构的承载能力降低，影响到结构的正常运营甚至安全运营，因此，对结构目前存在的裂缝进行相应的处理及控制非常必要。鉴于裂缝宽度的不同对结构的影响也有所不同，此处共分两种情况对桥梁的裂缝进行灌浆或封闭处理，具体处理方法如下所述：

　　1）当裂缝宽度＜0.15mm时，其对结构内部钢筋锈蚀的影响较小,故仅对此类裂缝进行表面封闭；

　　2）当裂缝宽度≥0.15㎜时，其对结构内部钢筋锈蚀影响较大，故对此类裂缝应首先骑缝开设V槽，然后将V槽封闭并进行灌浆处理。

　　2 混凝土缺陷及外露钢筋处理

　　对于主梁存在的蜂窝、麻面、混凝土剥落、掉块、缺损、凹陷等缺陷，首先将缺陷部位表层的松散混凝土全部凿除，露出新鲜混凝土，然后利用人工除锈的方法对缺陷部位的外露钢筋除锈，并将混凝土表面清理干净，最后利用聚合物砂浆或聚合物混凝土对缺陷部位进行修补。