橋梁上部結構養護維修研究

郝夢龍

(山西省交通規劃勘察設計院有限公司，山西 太原 300001)

高速公路日常養護是保障司乘人員日常出行的重要安全保障，也是維護路產質量的關鍵工程，我國經濟高速發展，人們出行不斷增多，對高速公路的服務水平要求不斷提升，而由于現行許多高速路網主干線建成通車時間較早，以不能滿足目前的通行狀況，橋梁處于超負荷服務狀態，有嚴重的安全隱患，對司乘人員的通行安全產生嚴重威脅，因此，本文深入分析了日常養護中橋梁維修的設計思路和維修處置方案。

1 工程概況

原太高速公路，即原平至太原高速公路，是國家G55二廣高速的原平至太原段高速公路。原太高速公路于1996年11月26日開工建設，1998年9月26日正式運營通車。原太高速公路楊興河特大橋，設計樁號K722+961，全橋總長1 086.1 m，分聯及跨徑組成為36×30 m，分6聯，每6孔一聯；為分離式雙幅橋，單幅橋面凈寬為12 m，單幅寬度13.25 m。橋梁結構為裝配式部分預應力混凝土連續剛構橋，上部結構為預應力混凝土T型梁，單幅橫向布置7片梁，梁高1.8 m，采用預制—安裝—整體化施工，現澆橋面板、墩頂連續段和橫隔梁為普通鋼筋混凝土結構；橋梁下部結構采用鋼筋混凝土柱式墩臺，鉆孔灌注樁基礎。

2 橋梁病害情況

2.1 橋梁概況

橋址河床表面覆蓋1.2～3.3 m厚的Q4黃土狀亞黏土，褐黃色，軟塑，其下為1.2～4.0m的礫石層，中密，飽和，顆粒成分為灰巖，砂類土充填，再往下為Q4黃土狀亞黏土和礫石層交互層，最下層為Q3黏土，褐紅色，堅硬，含鈣質結核。上部結構為裝配式預應力混凝土連續剛構，橋梁橫斷面為7片預應力混凝土T梁，雙柱式橋墩，埋置式柱式橋臺，鉆孔灌注樁基礎。T梁高180 cm，橋面鋪裝為15 cm現澆混凝土橋面板+7 cm瀝青混凝土鋪裝。2010年橋梁加固時橋面鋪裝改為14 cm現澆混凝土橋面板+7 cm現澆混凝土+1 cm瀝青表處。

2.2 主要病害

該橋T梁(蹄)存在裂縫，有豎向裂縫，縫最寬0.3 mm，有縱向裂縫，縫最寬0.15 mm有橫向裂縫，縫最寬0.05 mm。

3 橋梁維修設計要點

3.1 主要病害原因分析

豎向裂縫縫寬大多數≤0.05 mm，縫寬0.10 mm的豎向裂縫發生在右幅10跨1#梁、右幅14跨1#梁、右幅17跨1#梁、右幅27跨1#梁、左幅16跨7#梁、左幅18跨7#梁、左幅30跨7#梁等主梁。從裂縫分布情況看，裂縫右幅比左幅嚴重一些，上部承重構件(T梁)評分右幅62.13<左幅66.16。右幅1#梁和左幅7#梁均為慢車道下面的邊梁，右幅重車比左幅較多，邊梁橫向分配系數較中梁大，可見T梁的豎向裂縫和汽車荷載有很大關系。豎向裂縫多數存在T梁腹板跨中區域處，大部分裂縫下端延伸至T梁馬蹄部位，上端距梁頂翼緣板高度不等，在腹板兩面具有對應性，馬蹄部位形成U形或L形裂縫，主要原因為原太高速公路重車荷載，使結構應力達到限值，造成承載力不足引起的，是結構破壞開始的特征，或是結構強度不足的征兆，是比較危險的。

本橋上部結構為預應力混凝土連續T梁，梁高1.8 m，現澆整體橋面板，原鋪裝15 cm厚鋼筋混凝土，2010年橋梁加固時鑿毛1 cm，澆筑7 cm鋼筋混凝土，但T梁與橋面板仍然不能夠形成完全整體受力，也是T梁產生豎向裂縫的原因之一。

豎向裂縫縫寬0.15 mm發生在右幅7跨1#梁和右幅11跨1#梁，為斜裂縫。本橋為6孔一聯，墩梁固結，7號墩和11號墩均為一聯內次邊墩，右幅8跨1#梁有對稱斜裂縫，現場發現邊墩相鄰兩跨有不同程度的對稱斜裂縫，分析原因，有可能是次邊墩分配的水平力(主要為制動力和溫度力)過大，屬于結構裂縫。

豎向裂縫縫寬0.3 mm發生在右幅5跨1#梁，實際為結構斜裂縫。該橋由于建成年代早，T梁結構尺寸偏小(30 mT梁梁高為1.8 m)，箍筋配置偏弱，抗剪承載力先天不足，以及超載汽車活載通行，是腹板斜向剪切受力裂縫出現的主要原因。

3.2 維修設計的原則

本橋維修的原則是：以維修、修補，提高結構的耐久性為主。按照原荷載等級進行檢算，對現有技術狀態等級為三類橋梁或構件的結構性裂縫維修，使現有結構在補強后能滿足規范和正常運營的要求。

根據高速公路交通量、使用要求及本橋結構受力情況，遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養護并滿足結構強度、剛度、耐久性、適用性的要求進行本次維修設計。另外從美觀的角度出發，維修設計時盡量做到維修后結構外觀顏色與原結構和諧一致。施工前，應結合橋梁檢測報告，在此基礎上對全橋的混凝土脫落、缺損、裂縫、漏水、滲水等進行全面詳細的普查，不要有所遺漏和忽略。

3.3 設計要點

(1)縫寬<0.2 mm：使用混凝土修補膠封閉裂縫，貼玻璃纖維布EW200。

(2)縫寬≥0.2 mm：低壓注膠，補強修補膠封閉裂縫。

(3)T梁腹板豎向裂縫：2010年，業主對該橋實施了維修加固工程，在維持原荷載等級的前提下采用封閉裂縫、將橋面鋪裝7 cm厚的瀝青混凝土改為6 cm雙鋼混凝土+1 cm瀝青表處，增加橋面板抗彎承載力，增設1/4和3/4橫隔板，增強了T梁的橫向聯系和橋梁的整體受力。受力結構體系與原設計相比發生較大變化，總體來看，加固工程發揮了良好的作用，大部分裂縫寬度≤0.05 mm，裂縫發展情況基本處于可控狀態，建議業主繼續對該橋進行定期檢查，密切跟蹤裂縫發展情況。有條件時，盡快對豎向裂縫寬度≥0.1 mm的T梁采用粘貼鋼板或預應力加固的方法進行補強。

通過對橋梁上部結構的養護維修，橋梁技術等級由原來的3類橋梁提升為1類橋梁，由足夠的安全儲備服務司乘人員日常通行。

4 結束語

綜上所述，通過詳細介紹了高速公路橋梁維修設計方法，能夠保證高速公路橋梁病害得到更好控制，有效提升橋梁技術等級。對于公路設計人員而言，在實際工作之中，要結合公路橋梁的特點，該橋梁的建造條件，充分認識到橋梁上部結構裂縫出現的原因，并選擇合理的維修處治方法，為人們提供一個更為安全的出行環境。