淺談簡支T梁橋病害及維修加固方案

韓浩 金卓華 沈芳

隨著我省社會經濟和交通運輸事業的快速發展,公路交通運輸量急劇增長,超載車輛不斷增多;較早橋梁設計荷載標準相對偏低,已服役多年的舊橋開始出現病害,針對簡支T形梁橋的各種病因,選擇合理的、有效的加固方案,是今后橋梁結構使用安全的可靠保證。

1 工程背景

某公路橋位于杭州市江干區,該橋建于1987年前后,橋全長40 m,其跨徑布置為10 m+20 m+10 m。全橋總寬15.7 m:0.15m(欄桿)+1.55 m(人行道)+6.15 m(機非混合車道)+6.15 m(機非混合車道)+1.55 m(人行道)+0.15 m(欄桿)。

橋梁上部采用T形梁,邊跨梁高為1 m,中跨梁高1.4 m,腹板寬18 cm,翼板厚從12 cm漸變為22 cm,下部結構采用實體橋墩、U形橋臺(見圖1)。

2 橋梁現狀主要病害

由于橋上超載車輛通行較多,且部分結構設計、構件放置不盡合理,導致支座失效、壓碎,伸縮縫破損滲水,以致于T梁端部混凝土壓碎,鋼筋外露銹蝕,橋梁橫向連接較差,橫隔梁均出現混凝土脫落、開裂現象。2006年檢測單位對橋梁進行檢測,根據檢測結果,對該橋進行加固設計,其主要設計內容為:中橫隔板外包鋼板,縱縫粘貼鋼板的加固,梁肋粘貼碳纖維等措施。1)橋梁上部承重結構橫向連接性能差。本橋上部采用T梁,梁肋橫向采用橫隔板連接,懸臂接縫處采用鋼板連接。橋梁整體橫向連接性較差,橫隔板破損斷裂,縱橋向接縫開裂,導致梁板受水侵蝕嚴重。于2006年對跨中橫隔板進行了粘鋼加固,目前狀況良好,但多數端橫隔板混凝土破碎,鋼筋外露銹蝕,完全達不到橫向剛性連接效果。2)支座位置設置不當。邊跨支座設置于梁端,構造設置不當,再加上車輛沖擊荷載作用下,導致支座處梁端混凝土破損嚴重,支座脫空失效,梁體失去平衡。另外橋梁伸縮縫橡膠皮條破損,導致大量雨水滲入,支座常年處在潮濕環境中,加速支座破損。3)橋面裂縫。該橋橋面采用混凝土+瀝青鋪裝,橋面縱向縫開裂。由于橋上常有超載車輛通行,導致橋面局部出現裂縫,凹槽,且鉸縫處出現縱向裂縫。4)伸縮縫破損。本橋設置型鋼伸縮縫,由于橋梁通行大量超載車輛,且支座失效、破損,導致伸縮縫破損,兩側混凝土破碎,橡膠皮條破損,局部鋼筋露于表面,兩邊槽鋼錯開,出現高差,高差較大,最大處達3 cm,橋頭跳車現象嚴重。

3 維修加固方案及工序

3.1 對橋梁破損支座進行更換

采用頂升系統對支座進行更換:頂升系統預置→試頂(問題反饋及處理)→正式頂升(在原梁底設計標高基礎上頂升2 cm,確保梁體與支座脫開)→支座更換(清除原梁底的銹跡、污垢,安放新支座)→落梁。

3.2 T梁端部、橋墩處橫隔梁粘鋼加固

梁肋、橫隔梁表面混凝土適當清理打磨,鑿除松動混凝土,清除鋼筋銹跡,將小于0.15 mm的裂縫用環氧樹脂涂抹封閉,橫梁側面采用粘貼鋼板的方法,提高其抗彎強度及結構剛度,橫梁與梁肋的連接部位粘貼角鋼,與橫梁鋼板焊接的方法加固(見圖2)。

3.3 橋面鋪裝、鉸縫加固

刨除并重新澆筑全橋橋面瀝青鋪裝,雙向橫坡1.5%。橋面縱向裂縫:沿鉸縫邊緣兩側植入鋼筋,用種植膠種植直徑12 mm鋼筋,種植深度為10 cm,并且交互搭接,鋼筋間距根據實際情況進行控制,以加強鉸縫橫向傳力。為使原鋼筋網起到應有的效果,對原鉸縫鋼筋進行了拉直、焊接、整型、重新綁扎等工作。鉸縫種植鋼筋應與橋面鋪裝鋼筋網焊接,作為鋼筋網的定位鋼筋,使鋼筋網露出梁板頂面的高度應與保護層厚度相一致。

3.4 更換橋梁伸縮縫,降低汽車沖擊,防止橋面漏水

根據現場檢測結果,伸縮縫裝置重新更換。伸縮縫安裝溫度一般控制在15℃～20℃,如特殊原因,可參考伸縮縫廠家提供的資料預留伸縮縫處的梁端間隙及型鋼間隙進行安裝。橋臺處梁端間隙為梁端線至臺背線間距。伸縮縫安裝前應在橋臺臺帽植入伸縮縫安裝鋼筋。

3.5 對全橋非結構性裂縫封閉和缺陷修補

加固時對不同縫寬的裂縫區別對待:寬度小于0.15 mm的裂縫,表面開V形槽,采用環氧水泥表面封閉。在對裂縫壓漿的過程中同時進行封閉,其表面不必作特別處理。寬度不小于0.15 mm的裂縫進行壓漿。將環氧漿液壓入到結構物內部裂縫中去,以達到封閉裂縫,恢復并提高結構強度、耐久性和抗滲性的目的,使混凝土構件恢復整體性。其表面可不開V形槽處理。建議在封閉后,對全橋梁底進行環氧涂裝。

3.6 主要施工工序

1)割除橋梁伸縮縫及橋臺處人行道伸縮縫,刨除瀝青鋪裝;2)T梁端部放置橡膠皮條,T梁粘貼鋼板;3)臨時鋼支撐系統預制、安裝,千斤頂調試就位;4)全橋頂升,墩臺帽澆筑支座墊層及安裝下鋼板;5)更換全橋破損支座,墊層養護達到強度后落梁,拆除鋼支撐系統;6)鑿除橋臺處破裂橫梁,植筋加固,其余橫梁粘貼鋼板加固,鋼構件防腐涂裝;7)鑿除橋面瀝青鋪裝,縱縫加固;8)部分混凝土橋面鋪裝修補鋪設,全橋瀝青鋪設,雙向橫坡1.5%;9)非結構裂縫封閉和缺陷修補;10)伸縮縫的安裝,橋頭積水處理。

4 結語

橋梁經一段時間使用后,總會出現各種各樣的病害,需進行加固。本文結合實際工程情況,通過現場檢查及橋梁結構計算,對簡支T梁橋的病害進行分析,對加固方案進行比選后,采用最符合實際情況的方案進行加固維修,確保公路橋梁今后運輸安全。

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