現(xiàn)役橋梁主要病害及加固技術(shù)
2015-06-30 
   0、引言

   自改革開放以來,我國交通事業(yè)迅速發(fā)展,形成了“五縱七橫”的全國高速路網(wǎng)。現(xiàn)役橋梁中絕大多數(shù)是鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板梁橋,由于各種原因,經(jīng)過多年使用后,或多或少都出現(xiàn)了一些病害,特別是近年來許多地區(qū)交通量增大及重車增多,相當(dāng)一部分橋梁亟需加固。

   1、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土簡支板橋

   常見病害有:

  ?。?)跨中附近底板由下而上的豎向裂縫,有時還伴隨著跨中下?lián)?,表明抗彎能力已不足?br />
   (2)裝配式簡支板橋可有橋面鉸接縫處出現(xiàn)縱向裂縫,這主要是鉸接縫施工質(zhì)量差,造成各板塊的整體性連接差;

  ?。?)支座脫空,由于每塊板的兩端各有2個支座,每跨橋都有較多支座,如果施工時支座墊石標(biāo)高有誤差,或預(yù)制安裝時板有翹曲,或墩臺有不均勻沉降都會導(dǎo)致部分支座脫空;

   對上述各種病害可選的加固方法有:

  ?。?)對板底產(chǎn)生的縱、橫向裂縫,當(dāng)縫寬超過規(guī)范的限制時,均可采用粘貼鋼板法或粘貼纖維復(fù)合材料法加固。但對解決跨中下?lián)系男Ч缓茫?br />
   (2)預(yù)應(yīng)力加固法,在板底錨固多根平行的預(yù)應(yīng)力細(xì)鋼絲,張拉后覆蓋特制混凝土,或者設(shè)轉(zhuǎn)向托架后折線形布鋼束張拉,預(yù)應(yīng)力鋼索穿過兩端板中斜孔錨固于鋪裝層下。

  ?。?)改變結(jié)構(gòu)體系法,如簡支板變連續(xù)板,小跨徑板橋可在跨中或跨中附近增設(shè)橋墩或斜撐,但應(yīng)注意在中支點(diǎn)負(fù)彎矩區(qū),應(yīng)結(jié)合橋面改造,增設(shè)足夠的受拉鋼筋。

   (4)對橋面鉸接縫處的縱向裂縫,只有通過橋面改造來解決,如增加橋面橫向鋼筋布置,加厚鋪裝層等;

  ?。?)對板橋支座脫空現(xiàn)象,可采用更換,加鋼墊板,楔緊等方法解決。

   2、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)板橋

   常見病害有:

   (1)鋼筋混凝土連續(xù)板橋各跨中附近板底由下而上的多條豎向裂縫,橫向有可能貫通,屬彎曲裂縫,表明抗彎能力不夠;

  ?。?)鋼筋混凝土連續(xù)板橋各墩頂處橋面開裂,橋下滲水,一般都橫向貫通,裂縫可有一條到多條,可由活荷載引起,也可由墩臺不均勻沉降引起,說明負(fù)彎矩較大,支點(diǎn)截面抗彎能力不足;

  ?。?)各跨中附近板底出現(xiàn)縱向裂縫,要么是鋼筋混凝土板底橫向鋼筋配置不足,要么是混凝土保護(hù)層太薄,預(yù)應(yīng)力筋周圍混凝土局部應(yīng)力過大,或是混凝土中的添加劑等原因使鋼筋生銹,導(dǎo)致沿鋼筋產(chǎn)生裂縫;

   (4)跨中下?lián)?,要么是施加的預(yù)應(yīng)力不足,要么是跨中鋼筋混凝土板底豎向裂縫過多過寬導(dǎo)致剛度降低,撓度增大。

   上述病害可選的加固方法有;

   (1)對板底裂縫,當(dāng)縫寬超過規(guī)范要求時,可采用粘貼鋼板或粘貼纖維復(fù)合材料法加固;

   (2)對墩頂處橋面開裂,可采用在負(fù)彎矩區(qū)的混凝土鋪裝層內(nèi)增設(shè)受拉普通鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼筋,提高支點(diǎn)截面抗彎能力;

   (3)預(yù)應(yīng)力加固法,在板底設(shè)轉(zhuǎn)向托架,按折線形布束張拉,此法對各種因受力產(chǎn)生的病害均有利;

  ?。?)改變結(jié)構(gòu)體系法,如在跨中或跨中附近增設(shè)斜支撐,解決跨中下?lián)线^大,或預(yù)應(yīng)力不足,但應(yīng)增強(qiáng)支撐截面負(fù)彎矩區(qū)的受拉鋼筋。

   3、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋

   常見病害有:

   (1)跨中附近梁底由下而上的豎向彎曲裂縫,數(shù)量隨跨徑增大而增多,恒載裂縫寬度有可能超過規(guī)范限制值,有的還伴有跨中下?lián)线^大;

  ?。?)兩支承端附近腹板上的斜向裂縫系主拉應(yīng)力過大或腹板抗剪不足等引起的剪切病害;

  ?。?)張拉錨具的錨下縱向裂縫,長度一般不超過梁高,主要為錨下局部應(yīng)力集中產(chǎn)生的劈裂拉力所致;

  ?。?)沿預(yù)應(yīng)力鋼束的縱向裂縫,主要為預(yù)應(yīng)力鋼束保護(hù)層過薄,鋼束處局部應(yīng)力過大產(chǎn)生劈裂或是混凝土保護(hù)層碳化后預(yù)應(yīng)力筋生銹所致;

   上述各種病害可選的加固方法有:

  ?。?)對梁底彎曲裂縫和沿預(yù)應(yīng)力筋的縱向裂縫可采用粘貼鋼板、粘貼纖維復(fù)合材料的方法加固,也可采用增大截面法加固,增加鋪裝層厚度,加大截面受壓區(qū)面積對提高抗彎強(qiáng)度和剛度有利,但增加高度有限,同時也增加自重,如果增加梁底截面高度,實(shí)際上是增加配筋;

  ?。?)對于腹板上的斜裂縫,可在與裂縫反向并近似與水平線成45°,即大致正交于斜裂縫的方向粘貼鋼板或纖維復(fù)合材料。

  ?。?)對橋面縱向裂縫,可結(jié)合鋪裝層改造增加厚度和橫向鋼筋,或者增加或者加大橫隔板;

   4、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁及懸臂梁橋

   常見病害有:

   1)鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁

  ?。?)懸臂梁牛腿端下?lián)线^大,常有墩頂橋面開裂。主要是懸臂部分剛度不夠,尺寸偏小,超重車影響,或者是縱向預(yù)應(yīng)力損失較大,施工質(zhì)量差造成的;

   (2)懸臂梁牛腿處局部裂縫,原因主要是配筋不足,高度偏小,溫度影響或者是掛梁與牛腿不順,形成跳車,局部沖擊過大所致;

  ?。?)如果懸臂梁的錨固孔跨徑過大,在尺寸偏小或配筋不足時,很有可能出現(xiàn)跨中下?lián)匣蚩缰辛旱棕Q向裂縫;

  ?。?)預(yù)應(yīng)力筋錨固齒板后的斜向裂縫,這是所有預(yù)應(yīng)力箱梁可能出現(xiàn)的病害,主要是齒板附近應(yīng)力集中過大,普通鋼筋配置偏少、預(yù)應(yīng)力束錨固過于集中等引起;

   (5)箱梁頂、底板縱向裂縫,主要是頂、底板橫向彎矩過大,無橫向預(yù)應(yīng)力、箱梁橫向彎曲空間效應(yīng)、板厚偏小,橫向配筋不足,箱梁內(nèi)外溫差過大產(chǎn)生溫度應(yīng)力等原因所致;

  ?。?)箱梁頂?shù)装骞R柑幍目v向裂縫,頂板梗腋處主要是該處有大量預(yù)應(yīng)力縱向鋼束通過,局部應(yīng)力過大,或者是箱梁的正剪力滯效應(yīng)考慮不足,或者是偏心荷載下箱梁畸變扭轉(zhuǎn)引起腹板上下局部應(yīng)力過大所致;

   上述各種病害可選的加固方法有:

  ?。?)對于懸臂梁牛腿端下?lián)线^大,最有效的方法是補(bǔ)加預(yù)應(yīng)力,利用變高度梁的特點(diǎn),在鋪裝層中布置通長無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力索,錨固在牛腿上;

   (4)對預(yù)應(yīng)力錨固齒板附近的裂縫一般采用灌縫后粘貼薄鋼板或碳纖維等復(fù)合材料加固;

  ?。?)墩頂處橋面橫向裂縫,可采用鑿除鋪裝層混凝土,在頂板面增設(shè)縱向普通受拉鋼筋或無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋,預(yù)應(yīng)力鋼束錨固在現(xiàn)澆層中;

   (6)對箱梁頂、底板縱向裂縫,常采用橫向粘貼鋼板或其它纖維復(fù)合材料或增設(shè)橫向聯(lián)系等方法加固。

   
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