某市政舊橋檢測評估及病害治理方案研究

徐魯華

摘要：對廣州市某市政舊橋進行檢測、分析和評估，在此基礎上提出病害治理方案，恢復原設計承載力，滿足正常使用要求。實踐證明，所采用方案是切實有效、經濟合理的，可為同類橋梁的病害治理提供借鑒。

關鍵詞：市政舊橋;檢測評估;病害治理;探地雷達

1、工程概況

廣州市某市政舊橋，全長447.0m，呈南北走向，橋面總寬40.0m。該橋主橋跨結構形式為預應力混凝土簡支T梁，南北引橋為鋼筋混凝土簡支空心板，匝道為鋼筋混凝土連續箱梁，主橋梁高160cm，底面寬50cm，橋面鋪裝厚10cm。下部結構為柱式墩臺、鉆孔灌注樁柱基礎，樁頂處設橫系梁，兩端引道為鋼筋混凝土懸式擋土墻，淺置擴大基礎。橋面采用水泥混凝土鋪裝，雙向六車道。該橋設計荷載為：汽車-超20，掛車-120，人群-3.5kN/m2，竣工時間約為1998年。該橋已經使用近20年，各組成構件存在不同程度的病害，由于該橋地處交通要道，且常有重車同行，為滿足橋梁的安全使用，需對橋梁結構進行檢測評估，并據此提出病害治理方案。

2、檢測評估分析

2.1 外觀檢查

經檢查，該橋外觀整體狀況差，多處梁體頂板出現空洞，存在較大安全隱患，根據《城市橋梁養護技術規范》（CJJ 99-2003），該橋技術狀況為D級（不合格）。部分空心板頂板厚度過薄，橋面鋪裝和現澆層局部部位厚度不足、破損嚴重，破損面積較大、鋪裝縱向開裂，引橋空心板箱內存在積水現象、部分梁體底板滲水、CaO析出，空心板接縫多處滲水，橫向聯系較差，各部位仍存在其他影響結構使用和耐久性的病害。

2.2空心板頂板及橋面結構厚度檢測

為了弄清該橋空心板頂板厚度及橋面總厚度是否與設計相符，采用探地雷達（橋面取芯驗證）檢測該橋空心板（共計252片）頂板厚度及橋面總厚度，同時，為了進一步確定空心板頂板厚度是否滿足設計要求，選取橋面破損嚴重區域及探地雷達檢測總厚度較小不滿足設計要求的空心板頂板（選取10片）進行取芯。結果表明，橋面總厚度小于設計總厚度的空心板梁片數為231片，約占檢測片數的91.67%，實測頂板厚度小于設計厚度的梁數達到80%。

2.3靜動載試驗檢測

根據橋梁結構類型及病害分布情況，選取簡支空心板跨、簡支T梁跨、匝道箱梁跨進行靜動載試驗跨。試驗表明橋梁結構基本能夠滿足原設計荷載的使用要求（限于篇幅，靜動載試驗過程不再詳述）。

3、橋梁結構驗算、病害治理方案

3.1 橋梁驗算

3.1.1驗算條件

由于本橋頂板及現澆層實測強度未低于設計值，本加固目的是恢復原結構設計承載力，故本橋材料、車輛荷載按85規范取值，并按85規范驗算。

（1）驗算規范：《公路橋涵設計通用規范》（JTJ 021-89）、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTJ 023-85）。

（2）設計荷載：汽車荷載：汽超-20，掛-120;人群荷載：根據設計說明，取w = 3.5kN /m2。

（3）計算要點：采用以荷載橫向分布系數和平面桿系有限元電算相結合的計算方法進行結構分析，選擇受力最不利的一塊邊板、中板進行控制計算，并按85舊規范各項要求進行驗算。根據檢測結果，取不利情況考慮，空心板按頂板減小5cm，現澆層按減小5cm考慮，計算時現澆層作為外荷載。

橫向分布系數的計算方法：杠桿法用于計算荷載位于主梁支點處的橫向分布系數;鉸接法用于計算荷載位于梁橋跨中至L/4處的橫向分布系數;支點至L/4點之間活載橫向分布系數按直線內差求得。

3.1.2驗算結果

限于篇幅，在此省略驗算過程，僅列出驗算結果：

（1）承載能力極限狀態驗算滿足規范要求;

（2）正常使用極限狀態應力驗算滿足規范要求;

（3）鋼束容許應力滿足規范要求;

（4）橋面板局部驗算滿足規范要求。

3.2 病害治理方案

3.2.1橋面系病害治理方案

（1）空心板梁橋面板及現澆層厚度不足，加上超重車輛長期碾壓，部分橋跨橋面結構損壞嚴重。采用全面翻修鋪裝層及現澆層的方式整治;對于個別出現空洞的空心板橋跨，還需修補空洞的頂板，若原鋼筋較完好，將原銹蝕鋼筋除銹，保留利用;若原有鋼筋缺失，則增補鋼筋。之后重新澆注預制梁頂板C40 砼，恢復現澆層及鋪裝層。

（2）對于匝道箱梁鋪裝破損，拆除混凝土鋪裝，布置10×10cm 的φ8鋼筋網，并在箱梁頂面涂刷水泥基滲透結晶型防水涂料，厚1.5mm。之后按工程設計標高重新澆注C40 混凝土鋪裝。

（3）對于破損、開裂的人行道板，按原設計更換人行道板。

（4）引道填土下沉會引起跳車現象以及橋面鋪裝下沉開裂，在1#軸橋臺引道、北面引道出現了該病害。由于成因復雜，容易引起次生病害，為了徹底治理引道路面病害，將出現病害的部分引道路面，以板塊為單位，將面層混凝土和水泥石屑墊層挖除，補填新料并夯實，最后重鋪面層。在橋臺跳車處，加鋪瀝青馬蹄脂碎石混合料（SMA-13），使臺前后保持平順，瀝青鋪層最薄4cm，不足4cm的鑿除原鋪裝至4cm。

3.2.2上部結構病害治理方案

（1）對部分橫隔、翼板和梁底破壞、裸露鋼筋、鋼筋銹脹處理方法

a.鑿除松脫、剝離等已損壞部分的砼;b.對鋼筋作除銹、防銹處理;c.涂以環氧液等粘結劑;d.采用噴漿修補（用于大面積修補）或人工涂抹法（用于小面積缺陷）施工，修補材料采用同標號砼，環氧砂漿，環氧砼等防腐蝕材料;e.對新噴涂砼進行表面處理。

（2）對部分橫隔板開裂處理方法

對加固范圍內的所有橫隔進行裂縫封閉處理。對橫隔板斷裂的地方，應拆除并重新澆筑橫隔板，鑿除混凝土時應注意對原有鋼筋及預埋件的保護;若原鋼筋較完好，將原銹蝕鋼筋除銹，保留利用;若原有鋼筋缺失，則增補鋼筋。

針對加固范圍內的橫隔板裂縫，對于裂縫寬度小于0.15mm且裂縫深度較淺的細小裂縫采用裂縫封閉膠進行涂刷表面封閉處理;對于裂縫寬度大于等于0.15mm 的，采用壓力灌注法處理。

（3）對匝道橋箱梁梁底裂縫的處理方法：

對于匝道橋箱梁梁底裂縫，按主橋橫隔板開裂處理方法封閉裂縫。

（4）對部分主梁接縫處滲水的處理方法

空心板主梁接縫滲水，拆除并重新澆筑、安裝現澆層和橋面鋪裝的混凝土與鋼筋，在現澆層頂面，涂刷水泥基滲透結晶型防水涂料，厚1.5mm。

T型梁主梁接縫滲水，將T型梁車行道范圍橋面鋪裝刨除，清潔刨除表面后，按工程設計標高重新澆注P6 防水混凝土，鋪裝層內布置10×10cm的φ10鋼筋網。

（5）對于箱室積水的現象，應在每片箱梁及空心板橋跨兩側端部的板底中心鑿出直徑50mm的泄水孔，以利于排水，鑿孔時應避開底板主筋。

3.2.2下部結構病害治理方案

（1）對梁底支座進行全面徹底的檢查，根據檢查結果，對支座鋼板銹蝕部分進行除銹、防銹處理，脫空的支座進行復位，對于損壞嚴重的支座，應按原支座型號更換。

（2）對橋墩蓋梁鋼筋銹脹與混凝土剝落的現象，鑿除病害處松散混凝土，對鋼筋進行除銹處理，刷涂界面劑后，在病害處以環氧砂漿抹面或以環氧混凝土修補;橋臺側墻的裂縫，采用環氧混凝土進行封閉。

（3）對輕微下沉、砌石開裂部分引道擋墻，通過環氧樹脂壓力灌漿，封閉砌石擋墻裂縫，并設觀測點，長期觀測下沉和裂縫發展情況（建議不少于1年），如病害進一步發展，應進一步分析裂縫發展的原因，并做專項治理。

4、結語

目前該橋已經按照文中的病害治理方案進行了施工并恢復營運。實踐表明，該橋病害治理方案經濟合理、有效可行，對同類橋梁病害處治具有參考價值。

參考文獻：

[1]交通部公路研究所.大跨徑混凝土橋梁的試驗方法[Z].北京：交通部公路科研所，1982.

[2]JTJ 021-89 公路橋涵設計通用規范[S].北京：人民交通出版社，1989.

[3]JTJ 023-85 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范[S].北京：人民交通出版社，1985.

[4]CJJ 99-2003 城市橋梁養護技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2003.