某箱梁橋病害產(chǎn)生原因分析及處治

熊中貴

（貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州貴陽(yáng) 550004）

某箱梁橋病害產(chǎn)生原因分析及處治

熊中貴

（貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州貴陽(yáng) 550004）

介紹了某箱梁橋產(chǎn)生的病害，病害產(chǎn)生的原因分析，采取的處治措施，采用的主要施工工藝和技術(shù)要點(diǎn)，通過(guò)對(duì)此橋梁病害處治，為今后類似橋梁病害處治提供參考和借鑒。

箱梁橋；病害；處治；裂縫；植筋；頂升

1 工程概況

某箱梁橋總長(zhǎng)564.903 m，全橋平面位于直線段上，分左右兩幅，按雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，全橋總寬度為21～35 m。

橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為20孔箱梁，共五聯(lián)，其中第二聯(lián)為4孔20.841 m+2×23 m+22 m鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，橋臺(tái)臺(tái)口處設(shè)置80型伸縮縫，4#、8#、12#、16#橋墩位置設(shè)置160型伸縮縫。下部結(jié)構(gòu)為框架埋置式橋臺(tái)、樁基礎(chǔ)。橋墩為圓柱式墩、樁基礎(chǔ)，全橋箱梁均采用GPZ（Ⅱ）盆式支座。橋面鋪裝采用10 cm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土+10 cm厚瀝青混凝土。橋梁設(shè)計(jì)荷載：公路Ⅰ級(jí)；設(shè)計(jì)速度：80 km/h；地震烈度：VI。

該橋位于互通區(qū)主線上，互通區(qū)過(guò)后為斷頭路，2012年建成通車，通車后左幅有車輛通行，右幅無(wú)車輛通行。

第二聯(lián)右幅7號(hào)墩原設(shè)計(jì)情況：左墩柱高15.7 m，右墩柱高15.51 m，柱子直徑1.3 m，C30混凝土，樁基直徑1.5 m，C25混凝土，兩樁基頂之間設(shè)有地系梁，柱頂無(wú)蓋梁，直接在圓柱頂設(shè)置支座墊石，墊石為C40小石子混凝土。墩柱對(duì)應(yīng)橋面橫坡2.106％，橋面縱坡0.9％。

2 橋梁病害情況

2014年在對(duì)運(yùn)營(yíng)橋梁的定期檢查中發(fā)現(xiàn)：

（1）全橋6道伸縮縫均阻塞大量施工廢料，伸縮功能喪失。

（2）全橋活動(dòng)支座鎖定均未解除。

（3）第二聯(lián)右幅7號(hào)墩：左側(cè)墩柱頂部后側(cè)有兩道豎向裂縫，縫長(zhǎng)分別為1 m和1.07 m，最大縫寬分別為0.51 mm和0.63 mm，右側(cè)墩柱頂部共有7道豎向裂縫，后側(cè)有2道，右側(cè)有2道，前側(cè)有3道，最大縫長(zhǎng)為1.3 m，最大縫寬為1.5 mm；左側(cè)支座墊石開(kāi)裂破損。

（4）鑿除墊石混凝土?xí)r發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)墊石中間均存在空洞，兩支座已壓壞；鑿除墩柱混凝土?xí)r發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)墩柱柱頂均無(wú)墩頂加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，柱頂30cm范圍沒(méi)有柱子主筋。

3 病害產(chǎn)生原因分析及處治措施

3.1病害產(chǎn)生原因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)了解情況，右幅7#墩施工中因標(biāo)高控制失誤，導(dǎo)致柱頂標(biāo)高高出設(shè)計(jì)標(biāo)高，施工上部結(jié)構(gòu)前對(duì)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)高部分進(jìn)行了鑿除，從外觀看，墩頂鑿除面平整度很差，采用砂漿進(jìn)行找平修補(bǔ)，修補(bǔ)質(zhì)量較差，鑿除墊石、墩頂混凝土?xí)r發(fā)現(xiàn)兩個(gè)墊石中間均存在空洞，墩頂無(wú)加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)。據(jù)此分析，由于墩柱頂面混凝土平整度很差，墩頂無(wú)加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)構(gòu)造，墩柱頂面將受力不均，造成局部應(yīng)力過(guò)大，應(yīng)力集中，易導(dǎo)致墩柱頂部區(qū)段劈裂；并且由于全橋支座未解鎖且伸縮縫均阻塞失效，上部連續(xù)箱梁在溫度、混凝土徐變收縮作用下無(wú)法自由變形，也會(huì)產(chǎn)生較大內(nèi)力，上部箱梁的軸力、彎矩通過(guò)支座傳遞到支座墊石及墩柱上，在墩柱頂面會(huì)產(chǎn)生較大的彎剪組合效應(yīng)。在上述各種不利荷載作用下，支座墊石及墩頂區(qū)域的混凝土發(fā)生開(kāi)裂破壞。

3.2主要處治措施

（1）清除堵塞伸縮縫的施工廢料，恢復(fù)伸縮縫功能，并檢查全橋伸縮縫構(gòu)件，若有損壞應(yīng)進(jìn)行修復(fù)。

（2）解除全橋活動(dòng)支座鎖定；

（3）在右幅7號(hào)墩處設(shè)置反力墩頂升和臨時(shí)支撐箱梁，鑿除墩頂開(kāi)裂區(qū)段1.5m范圍混凝土，重新澆筑墩柱及支座墊石；

（4）更換損壞的支座。

3.3主要處治設(shè)計(jì)情況

（1）鑿除墩頂1.5 m范圍混凝土，采用C22鋼筋植筋，距圓柱中心30 cm、45 cm環(huán)向等間距分別布置10根、20根長(zhǎng)80 cm錨固鋼筋，錨固深度30 cm。

（2）每根柱子等間距布置C16箍筋12道，C25豎向主筋30根，柱頂設(shè)三層10 cm×10 cmФ10加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，層距為8 cm，墩柱為C35混凝土。

（3）墊石設(shè)三層8 cm×8 cmФ10鋼筋網(wǎng)，層距為4 cm，墊石為C40小石子混凝土。

（4）箱梁頂升力為1 000 t。

4 橋梁病害處治主要施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)

4.1橋梁病害處治

橋梁病害處治所用材料，必須符合標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)等有關(guān)規(guī)定，經(jīng)檢驗(yàn)合格后才能使用。

4.2支座鎖、伸縮縫處治

建議使用橋檢車，安排人員，解除全橋活動(dòng)支座鎖定，并清除堵塞伸縮縫的施工廢料，恢復(fù)伸縮縫功能，并檢查全橋伸縮縫構(gòu)件，若有損壞應(yīng)進(jìn)行修復(fù)。

4.3右幅7號(hào)墩墩柱、墊石處治

（1）主要施工流程：臨時(shí)反力墩施工→頂升箱梁→鑿除墊石、墩頂開(kāi)裂區(qū)段1.5 m范圍混凝土→墩柱頂植筋、安裝墩柱鋼筋→涂界面劑、支模、澆筑墩柱混凝土→安裝墊石鋼筋、支模、澆筑墊石混凝土→安裝支座→落梁→拆除頂升系統(tǒng)、臨時(shí)反力墩。

（2）頂升箱梁

頂升至落梁期間應(yīng)封閉橋上交通；因箱梁存在縱橫坡，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況準(zhǔn)備楔形鋼墊板進(jìn)行調(diào)節(jié)；應(yīng)采用帶鎖定功能的同步千斤頂進(jìn)行頂升，頂升千斤頂應(yīng)設(shè)置在穩(wěn)定的反力設(shè)施上，臨時(shí)反力墩的強(qiáng)度和穩(wěn)定性應(yīng)通過(guò)驗(yàn)算，確保頂升系統(tǒng)在整個(gè)施工中的穩(wěn)定性和安全性。頂升千斤頂規(guī)格及數(shù)量根據(jù)頂升力大小確定，頂升位置合理。

（3）植筋施工

施工前應(yīng)按設(shè)計(jì)制作同條件的檢測(cè)試件，試件不少于3根，施工前對(duì)試件作抗拔試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到抗拔檢驗(yàn)、設(shè)計(jì)要求后方可用于施工。

（4）墩柱、墊石施工

①施工前必須做好混凝土配合比試驗(yàn)，合格后方可用于施工。

②澆筑混凝土?xí)r應(yīng)對(duì)稱、均衡進(jìn)行澆注，并振搗密實(shí)，待達(dá)到100％設(shè)計(jì)強(qiáng)度才可拆除模板，并應(yīng)控制混凝土內(nèi)外溫差在20℃以下。

③在炎熱天氣，混凝土應(yīng)在夜間澆注，入模溫度應(yīng)控制在25℃以下。

④混凝土拆模時(shí)，芯部與表層混凝土之間的溫差、表層混凝土與環(huán)境之間的溫差均不得大于20℃。混凝土外表面應(yīng)達(dá)到平整、光潔。

⑤養(yǎng)護(hù)要求：混凝土初凝后用麻袋履蓋并灑水，一直保持濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d；冬季施工要采取保濕保溫養(yǎng)護(hù)措施，適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)生期。混凝土試件應(yīng)采用與結(jié)構(gòu)相同的混凝土、相同的澆筑方法和養(yǎng)護(hù)條件。

⑥墩柱箍筋、主筋均采用搭接焊，箍筋雙面焊接長(zhǎng)度≥20 cm，主筋雙面焊接長(zhǎng)度≥30 cm，相鄰主筋的接頭高度應(yīng)豎向錯(cuò)開(kāi)。

⑦應(yīng)將鑿除混凝土柱頂表面鑿毛、清理干凈。在澆筑墩柱混凝土前2～3小時(shí)將柱頂表面用水充分濕潤(rùn)并除去明水，在表面上均勻涂刷一層界面劑。

⑧應(yīng)準(zhǔn)確控制澆筑柱頂標(biāo)高，并將頂面抹平。

⑨應(yīng)對(duì)墊石范圍柱頂進(jìn)行鑿毛清潔，澆筑墊石混凝土前灑水充分濕潤(rùn)但無(wú)明水。

⑩應(yīng)準(zhǔn)確控制澆筑墊石頂標(biāo)高和支座位置，兩墊石頂距箱梁底面鋼板的凈距應(yīng)相等，墊石頂面應(yīng)平整，使支座受力均勻支承良好。

4.4落梁

安放支座后，根據(jù)試件試驗(yàn)結(jié)果確定落梁時(shí)間，落梁時(shí)柱子混凝土強(qiáng)度應(yīng)≥35 MPa，墊石混凝土強(qiáng)度應(yīng)≥40 MPa。落梁程序與頂升程序相反。落至支座承載以后應(yīng)注意位移和壓力傳感器所示數(shù)據(jù)，各千斤頂減速、位移變化應(yīng)一致。

4.5施工設(shè)備設(shè)施拆除

千斤頂、臨時(shí)支撐、支架的拆除應(yīng)安全、有序。

5 建 議

（1）橋梁施工單位應(yīng)加強(qiáng)管理，提高橋梁施工從業(yè)人員素質(zhì)，保證橋梁施工質(zhì)量，從施工上避免橋梁病害的產(chǎn)生。

（2）該箱梁橋在處治后的使用過(guò)程中，管養(yǎng)部門應(yīng)加強(qiáng)橋梁日常巡查和定期檢查，按照規(guī)范要求進(jìn)行橋梁養(yǎng)護(hù)。

U445.7

C

1008-3383（2016）09-0112-02

2015-12-25

熊中貴（1972-），男，貴州水城人，高級(jí)工程師，研究方向：公路、橋梁、隧道施工技術(shù)及管理。