箱形拱橋檢測(cè)過(guò)程中若干問(wèn)題的探討

李乾坤

（重慶交通大學(xué) 土木建筑學(xué)院 重慶 400074）

箱形拱橋檢測(cè)過(guò)程中若干問(wèn)題的探討

李乾坤

（重慶交通大學(xué) 土木建筑學(xué)院 重慶 400074）

結(jié)合具體工程實(shí)例，對(duì)上承式鋼筋混凝土箱形拱橋檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的若干主要問(wèn)題進(jìn)行探討，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，提出了具體的加固建議及新的實(shí)用方法，為以后檢測(cè)提供參考。

上承式；箱形拱橋；橋梁檢測(cè)；加固措施

0 前言

近年來(lái)，隨著交通量的快速增長(zhǎng)，行車(chē)密度及載重荷載越來(lái)越大，橋梁和交通運(yùn)輸?shù)母鱾€(gè)領(lǐng)域都受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，以前修建的不少橋梁，由于受到多方面的局限性，使得很多橋梁逐漸出現(xiàn)各種缺陷以及形式不一的病害，對(duì)交通安全造成了一定的影響，所以需要對(duì)現(xiàn)役橋梁的情況進(jìn)行定期檢測(cè)，分析橋梁病害原因及時(shí)采取針對(duì)性的維修加固措施。本文以萬(wàn)州長(zhǎng)江公路大橋的檢測(cè)為例，對(duì)上承式鋼筋混凝土箱形拱橋檢測(cè)中若干主要的問(wèn)題展開(kāi)討論。

1 工程背景

萬(wàn)州長(zhǎng)江公路大橋位于重慶市萬(wàn)州區(qū)長(zhǎng)江上游7km處，是國(guó)道318線上跨長(zhǎng)江的一座特大公路橋梁，橋梁縱向橋跨布置為8×30.668m（簡(jiǎn)支T梁）+420.0m（單箱三室拱）+5×30.668m（簡(jiǎn)支T梁），全長(zhǎng)856.12m；主橋?yàn)樘卮笮蜕铣惺戒摻罨炷料湫喂皹颍蛐筒贾脠D見(jiàn)1）。凈失高84m，失跨比1/5，拱圈高7m，寬16m，橫向分為左中右三個(gè)箱室；橋面橫向?qū)?4.0m；下部結(jié)構(gòu)：主橋橋臺(tái)由拱座、水平撐、嵌巖樁組成。橋面支撐結(jié)構(gòu)采用L=30.668m的后張預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁，引橋及拱上均為同一規(guī)格，橋面總寬24m，橫向10片T梁，伸縮縫采用大伸縮量的防毛肋伸縮縫。

圖1 橋梁立面布置圖（單位：m）

2 拱上立柱、蓋梁裂縫問(wèn)題及處理建議

2.1 蓋梁裂縫問(wèn)題

問(wèn)題分析：全橋主要部位裂縫檢測(cè)，著重于橋墩臺(tái)、主拱圈、腹拱、拱上立柱、蓋梁等，裂縫寬度用裂縫觀測(cè)儀測(cè)量，深度采用超聲波檢測(cè)。經(jīng)檢查，主橋拱上立柱及蓋梁病害主要為裂縫，發(fā)現(xiàn)裂縫總數(shù)為241條，其中立柱上裂縫77條，蓋梁上裂縫 164條，以拱頂蓋梁為分界點(diǎn)的萬(wàn)州一側(cè)立柱與蓋梁裂縫均比利川一側(cè)分布多且密，立柱豎向裂縫最大長(zhǎng)度為230cm，最大寬度為0.32mm。蓋梁斜裂縫最大長(zhǎng)度為190cm，豎向裂縫最大長(zhǎng)度為175cm，裂縫最大寬度為0.32mm。

圖 2 拱上立柱示意圖

處理建議：對(duì)于本橋拱上立柱、蓋梁出現(xiàn)的裂縫，應(yīng)參照《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》中相關(guān)條款進(jìn)行處理，對(duì)寬度大于0.15mm裂縫，可采用壓力灌漿法灌注環(huán)氧樹(shù)脂膠或其他有效灌縫材料；對(duì)小于0.15mm裂縫，可采用涂刷環(huán)氧樹(shù)脂膠的方法進(jìn)行封閉處理[1]。由于蓋梁配筋較弱可以在蓋梁跨中下緣使用碳纖維布進(jìn)行加固，提高其抗彎能力。在粘貼前應(yīng)把混凝土表面打磨平整，除去表面浮漿、油污等雜質(zhì)，直至完全露出結(jié)構(gòu)新層面。對(duì)于懸臂端兩側(cè)可以粘貼鋼板以提高其抗剪能力，同樣在粘貼前應(yīng)清除鋼板的鐵銹、油污，粘貼時(shí)先在混凝土表面刷一層環(huán)氧樹(shù)脂砂漿,再貼上鋼板，交替擰緊加固螺栓，同時(shí)不斷敲打鋼板，使鋼板粘貼緊密[2]

2.2 拱頂墊梁裂縫問(wèn)題

問(wèn)題分析：經(jīng)檢測(cè)拱頂處墊梁出現(xiàn)的裂縫多為豎向裂縫，在懸臂端裂縫多出現(xiàn)在墊梁頂面，縫寬0.10mm—0.20mm，墊梁中部的裂縫都聚集在底部，有幾條裂縫豎向貫通 ,最大寬度為1mm，縫長(zhǎng)約20cm—60cm。

圖 3蓋梁裂縫示意圖

處理建議：根據(jù)該墊梁的受力分析及現(xiàn)場(chǎng)勘察的裂縫分布情況，提出兩種處理建議：

（1）對(duì)所有寬度在1mm以下的裂縫均采用灌裂縫膠封閉。寬度0.20mm 以下裂縫采用恒壓灌注法封閉 . 0.1mm以下裂縫作表面封閉處理即可[3]。

（2）由于該墊梁位于拱頂處，墊梁底部距離拱頂處約為 30cm，考慮到墊梁的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，對(duì)墊梁底部進(jìn)行填充，使其與拱頂不存在間距。這樣就可以使墊梁受力更加均勻，減少有害裂縫的出現(xiàn)。

3 拱箱內(nèi)部鋼桁架支撐銹蝕問(wèn)題及處理建議

為了方便檢測(cè)，本文提出對(duì)拱箱采用編號(hào)法可以快速有效的記錄分析.主拱圈以萬(wàn)州岸為起點(diǎn)記錄，并按此方向順序編排各個(gè)隔室，即：萬(wàn)州側(cè)第一個(gè)隔室編記為1，利川岸橋臺(tái)編記為28；

圖4 主拱圈縱向隔室分布示意圖

問(wèn)題分析：該橋?yàn)樯铣惺絼判怨羌茕摻罨炷料湫喂皹颍诮ㄔ鞓蛄簳r(shí)為了施工方便，拱箱內(nèi)部支撐了大量鋼桁架。隨著年月的積累，經(jīng)檢查，拱箱內(nèi)主要病害為鋼桁架支撐涂層剝落、銹蝕，其中1#--2#及27#--28#上下游邊箱和中箱鋼桁架及人行過(guò)道銹蝕最為嚴(yán)重。

處理建議：由于拱箱內(nèi)部的鋼桁架只是臨時(shí)支撐，不是主要的受力結(jié)構(gòu)，建議應(yīng)對(duì)拱箱內(nèi)部失效的鋼橫撐拆除，并對(duì)橫撐與勁性骨架節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行清理除銹，使用混凝土進(jìn)行封閉處理

4 拱圈線形問(wèn)題及處理建議

問(wèn)題分析：拱圈是鋼筋混凝土拱橋的主要受力構(gòu)件，其線形直接決定了拱圈的受力狀態(tài)和穩(wěn)定性。主拱圈的線形變化是觀察該橋梁情況的直接依據(jù)，重要性不言而喻，但是在檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)主拱圈上并沒(méi)有明顯的永久測(cè)量點(diǎn)，這樣就造成每次測(cè)量的線形無(wú)法對(duì)比分析，若采用拱上立柱作為測(cè)量點(diǎn)得出的拱圈線形精度不高。

處理建議：本文提出主拱圈的線形測(cè)量以拱腹為主拱背為輔的方法，以萬(wàn)州側(cè)為起點(diǎn)依次編號(hào)，在拱腹均勻布置了43個(gè)測(cè)點(diǎn)，并設(shè)立永久測(cè)量點(diǎn)，為以后測(cè)量提供方便且有利于線形的對(duì)比。拱圈線形測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)示意圖如下：

圖5 拱圈線形測(cè)點(diǎn)布置示意圖（尺寸單位：m）

根據(jù)拱腹測(cè)量的拱圈線形實(shí)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)， 主拱圈線形比較平順，無(wú)異常突變現(xiàn)象，采用此種測(cè)量方法線形更加準(zhǔn)確。

5 橋面線形問(wèn)題及處理建議

問(wèn)題分析：橋面線形的測(cè)量在檢測(cè)中是非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容，結(jié)合往年資料及現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在人行道外側(cè)大立柱處，而往年的測(cè)量是依據(jù)人行道關(guān)鍵點(diǎn)的標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，由于人行道有破損且與橋面有一定的高度誤差，這樣就使得測(cè)量的線形出現(xiàn)誤差。此外在進(jìn)行橋面線形計(jì)算時(shí)沒(méi)有對(duì)比橫坡、縱坡的坡度及溫度對(duì)線形的影響。

處理建議：

（1）根據(jù)以上發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，本文提出在行車(chē)道橋面共布置3條測(cè)線，分別位于橋面上、下游兩個(gè)行車(chē)道、中央分離帶（緊鄰下游行車(chē)道），在每條側(cè)線上按照10m左右間距布置約80個(gè)測(cè)點(diǎn)。橋面線形測(cè)點(diǎn)布置圖6

（2）在計(jì)算橋面線形時(shí)應(yīng)該根據(jù)橫坡、縱坡數(shù)據(jù)再進(jìn)行計(jì)算，觀察坡度的變化情況。

（3）注意不要忽略溫度的變化對(duì)線形的影響，根據(jù)相關(guān)公式及規(guī)范計(jì)算溫度相差1℃時(shí)跨中處橋面變化0.92(cm)。

6 結(jié)束語(yǔ)

橋梁檢測(cè)加固是一項(xiàng)復(fù)雜而細(xì)致的工作,也是了解既有橋梁使用性能及工作狀態(tài)的重要手段。本文針對(duì)具體的問(wèn)題提出的建議和實(shí)用方法在工程應(yīng)用中得到了精確的結(jié)果，可作為類(lèi)似工程檢測(cè)的參考。

[1]JTG H11. 2004公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范[S]．

[2]于心然. 粘貼碳纖維布加固蓋梁豎向裂縫的實(shí) 踐[J]-道路橋梁2013.

[3] 姚德勇.鋼筋混凝土箱型拱橋維修加固[J]-建筑科學(xué)2008.

[4] 劉自明．橋梁工程檢測(cè)手冊(cè)[K]. 北京：人民交通出版社，2002．

[5] JTGD60．2004公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S]

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