大橋病害現象
根據中交路橋工(gōng)程檢測中心提供的《大橋試驗檢測(cè)報告》,在20012年3月現場查(chá)看時(shí)發現:部分拱肋主筋嚴(yán)重鏽蝕,混凝(níng)土老(lǎo)化,拱波開裂、滲水,拱上腹拱(gǒng)拱石鬆動或缺失,橋台錐坡(pō)開裂下沉(chén),橋(qiáo)麵部分欄杆(gǎn)被撞變(biàn)形。試驗檢測時的外觀檢查中發現該橋破損的情況是:
(1)主體結構混凝土局部損傷嚴(yán)重;
(2)大部分拱肋出現(xiàn)露(lù)筋、鋼筋鏽蝕、混凝土脹裂(liè);
(3)橫係梁局部損壞嚴重;
(4)腹拱圈沿砌縫橫向開(kāi)裂,局部拱石鬆動,石塊掉(diào)落;
(5)拱波局部現縱向開裂、滲水、流白灰;
(6)橋麵鋪裝大麵積網(wǎng)狀(zhuàng)開裂,局部有瀝青坑槽,積水現象(xiàng);
(7)福州台(tái)、寧德台台背下(xià)沉;寧德台錐坡下(xià)滑、下沉、開裂;橋墩帽梁局部(bù)混凝土脹裂、露筋、鋼筋鏽蝕。
大橋病害成因分析(xī)
根據中交路(lù)橋工程檢(jiǎn)測(cè)中心提供的現場調查測量的資料,初步分析認為引起大橋結構病(bìng)害的原因如下:
(1)全(quán)橋結構整體承載能力不足
該橋原設計荷載等級是汽車-13級、拖-60。該橋目前(qián)實(shí)際通行的交通量與荷載等級與原設計(jì)荷載等級相比均有較大的提高,特別是該橋活載中重車(chē)的比例很大。據了解,通過該橋運輸石板材的五軸式貨車的軸重有時可達到100t。由於原橋設計時的荷載等級(jí)遠不能適應現有的交通狀(zhuàng)況,所(suǒ)以,造成了全橋結構整體承載能力不(bú)足。
(2)拱肋原設計強度不(bú)足
該橋的主跨跨徑為22m,全橋 10跨,橫向有7肋6波,拱肋混凝土的等級較低(約為 C20),拱肋在拱腳處截麵雖(suī)經局部加大,但其抗彎強度仍然不足,在重車荷載(zǎi)長期(qī)作用下致使拱肋的承載(zǎi)能力降(jiàng)低。
(3)橫向聯係不足
該橋的橫係梁截麵尺寸較小,混凝(níng)土等級較低(約為C15),橫係梁的數量也(yě)較少。由此造成橫向聯係不足,使(shǐ)拱橋的整體穩定性降低,位於中間的拱波出現縱(zòng)橋向長裂縫,加劇了(le)橋梁荷載橫向分布的不均勻性。拱(gǒng)波的厚度和強度也不(bú)足,使(shǐ)裂縫發展迅(xùn)速。
(4)鋼筋混凝土構件原設計配(pèi)筋率(lǜ)普遍偏低
查閱《雙曲拱橋圖集》發現,建於20世紀70 年代初的雙(shuāng)曲拱橋,其拱肋、橫係梁采用的主鋼筋均為I級鋼筋,強度低;同時,鋼筋最大(dà)直徑(jìng)通常僅為14~16 mm。拱肋作為鋼筋混凝土壓彎構件(jiàn),橫(héng)係梁作為鋼(gāng)筋(jīn)混凝土受彎構件,由於設計配筋率偏低,使其(qí)強度和承載能(néng)力均受到限製。
(5)橋墩墩柱基礎外露(lù)
因河流的(de)上遊(yóu)建設水壩,使橋位處水位下降,橋墩墩柱基礎外露;另外受上遊石板材加工工廠排放的汙水(shuǐ)影響,橋墩墩柱(zhù)基礎受到較(jiào)嚴重的腐蝕,混凝土(tǔ)保護層的強度受到(dào)直接的影響。
大橋加固工程施工
根據(jù)選定的加固技(jì)術方案,對大橋雙曲(qǔ)拱(gǒng)橋進行了加固施工。具體施(shī)工步驟(zhòu)和施工(gōng)要點如下:
(1)挖除拱上填料,拆除橋上混凝土欄杆
人工清除拱上填料時,應先擊碎橋麵瀝青及混凝土層,每跨應由跨中(zhōng)向兩端同時(shí)對稱進行卸(xiè)載,全橋同時進行。在拆除橋上混凝(níng)土欄杆時,也應對稱地同時進行卸(xiè)載。
此外,在橋梁欄杆拆除後,應設置安全防護網及其他(tā)安全防護措施,確保過往行人與施工人員(yuán)的(de)安全。
(2)拱肋裂縫、橫係梁(liáng)處理
采用灌注環氧(yǎng)漿液的方法,封閉拱肋和橫係(xì)梁裂縫;再對構件(jiàn)混凝土麵層的粉刷層和鬆動部分徹底清除後打磨,若有鋼筋(jīn)外露(lù),應先對鋼筋進行除(chú)鏽處理,然後用(yòng)找平膠修補。裂(liè)縫修補灌漿法(fǎ)的工藝流程如下:
修補前的壓漿配(pèi)量、灌漿等方麵的計算和安排準備工作一鑽孔一清孔及裂縫表麵處理一粘貼壓漿嘴一裂縫表麵封閉一密封檢查一配製環氧樹脂漿液一壓力灌漿一裂縫表麵處理。
要求環氧(yǎng)漿(jiāng)液的劈(pī)裂抗拉強度≥5.OMPa,注漿料與混(hún)凝土的抗拉(lā)粘結強度(dù)≥2.5MPa。
(3)拱腳加固
從拱腳起 1. 4m長度範圍內,采(cǎi)用填(tián)心加固法,將(jiāng)該範圍拱肋填充成C30鋼筋混凝土實心板,從而增加拱腳斷麵尺寸(cùn),提高其抵抗負彎矩的能力。
(4)拱肋粘(zhān)貼碳(tàn)纖維布
在拱(gǒng)頂實腹段處、以拱頂為中心左右各1/4跨範(fàn)圍內(nèi)拱肋斷麵下緣粘貼碳纖維布,具體工序如下:
混凝土表麵(miàn)處(chù)理一底膠施工一找平(píng)—喘貼(tiē)碳纖維布—碳纖(xiān)維布(bù)補強後的養(yǎng)護一檢驗及(jí)防護(hù)。
(5)腹拱及拱板加(jiā)固
在腹拱拱背上鋪設&12@100鋼筋網,現澆 6cm厚的C25鋼筋混凝土,將腹拱部分連成(chéng)整體;同時(shí)在主拱圈拱頂實腹段敷設鋼筋網,澆築6cm混凝土,以增厚拱板。
(6)拱上回填及(jí)橋麵鋪裝
采用陶粒混(hún)凝土作為拱上填(tián)料進行回(huí)填,要求 陶粒混凝土強度等級為LC25,密度小於 1900kg/立方。
采用聚丙烯腈混雜纖維混凝土作為鋪裝層,新澆的橋麵鋪裝層厚度(dù)為10-15cm,強度為 C35。橋麵(miàn)鋪裝的施工工序如下:
①清理浮渣、浮(fú)漿及其他雜物,並用高壓水衝(chōng)洗幹淨,拱上填料的碾壓按照“橋規(guī)”進行。橋麵鋪(pù)裝層施(shī)工中應嚴格控製平整度(dù)和鋼筋網保(bǎo)護層厚度,保證鋼筋網準確(què)就位(wèi)。
②橋麵混凝土澆築時準確控製中線標高,高程放樣堅持複測(cè)製度。
③根據橋麵寬度及橫坡要(yào)求,橋麵鋪裝采用分(fèn)幅施(shī)工(gōng)法,後一幅施工時派(pài)專人在壓紋後用(yòng)鋼刷清理接(jiē)茬處的汙染砂漿。
④橋麵鋪裝混凝土未達到設計強度的100%前,禁止(zhǐ)車輛直(zhí)接行駛。
⑤腹拱上方的橋麵鋪裝布設雙(shuāng)層間距為12cm的10x10cm鋼筋網(wǎng)。
應注意在橋麵鋪裝層上設置橋梁脹縫與變形縫;在變形縫處,橋麵鋪裝混凝土設置0.5cm 深割縫。
(7)橋梁欄(lán)杆施工
現澆(jiāo)C25混凝土安全帶、安裝欄杆,並修複橋麵排水係(xì)統,欄(lán)杆構件預製時根據現場實際位(wèi)置及尺(chǐ)寸。
大(dà)橋加固效果評價
根據大橋雙曲拱(gǒng)橋的具體特點,在不(bú)損傷(shāng)原結構(gòu)構件、不振動原(yuán)橋結構的(de)前提下,應用碳纖維布和陶粒輕骨料混凝土材料,采用增強全橋橫(héng)向聯係、加大(dà)拱腳截(jié)麵、粘貼碳纖維布、減輕拱上填(tián)料自(zì)重(chóng)等(děng)綜合措施對大橋進行加固,具有省時、經濟、工藝簡單等諸多優點,整個加固(gù)工程僅用6個(gè)月時(shí)間,投入 195萬元,就(jiù)達到了恢複原設計荷載等級(jí)的預期效果,此種加固方法可供其(qí)他舊雙曲拱(gǒng)橋加固參考借鑒。