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空心板梁桥维修实例

 空心板梁桥维修实例

       摘要:本文结合某空心板梁的实际情况,分析了主要病害及其产生的原因,探讨了针对性的维修方案,提出相应的技术要求,保障了维修加固的效果,提高了桥梁的耐久性能。

  关键词:空心板梁,维修,加固

  1情况简介

  该桥位于九园公路K73+320处,跨越阎东渠。现状桥梁规模为5跨13m简支空心板,全长65.6m。横断面为0.5m(防撞栏杆)+11m(行车道)+0.5m(防撞栏杆),全宽12m。原设计荷载标准:汽超-20,验算荷载挂车-120。

  该桥上部结构采用普通钢筋砼空心板梁,简支结构。每跨9块中板,2块边板。板高60cm,每块板宽99cm,板横断面为双孔空心圆,圆直径36cm。下部结构采用桩柱式墩台,钻孔灌注桩基础。

  该桥于1995年设计并于当年竣工。

  2主要病害

  经现场查勘,该桥下部结构完好,桩柱及盖梁砼无腐蚀、剥落、裂缝等病害发生,防撞栏杆主体结构完好,不在本次维修范围内。

  该桥主要病害为:

  1)桥面铺装及附属设施:

  (1)经调查原设计图纸,该桥桥面铺装由沥青混凝土铺装与水泥混凝土铺装组成。沥青铺装为4cm细粒式沥青混凝土(AC-16I),水泥混凝土铺装原设计边部厚6cm,桥中线处厚11.5cm。

  经现场调查,该桥桥面铺装损坏严重。尤其是第一跨右侧第3第4块板之间铺装层在两块板绞缝处已碎裂为小碎块,现用钢板暂时铺盖。其余跨桥面铺装纵向裂缝明显。从破损处可看出,旧桥桥面铺装钢筋为φ6mm,间距20cm。最薄处仅厚6cm。沥青混凝土表面纵横裂缝明显,损坏严重处为大面积坑槽。

  (2)经现场刨验,板梁间铰缝没有按设计要求施工,破损处铰缝内没有水泥混凝土,被杂物填塞,铰缝表面仍为光面。

  (3)泄水孔:全桥共计10个泄水孔,每跨在跨中部位每侧各设一个。经调查,全桥共有6个泄水孔被杂物堵塞,排水不善。由于长时间积水浸润周边混凝土,引起沥青混凝土结构松散,水泥混凝土腐蚀出现“白华”现象。

  (4)伸缩缝:现状伸缩缝为浸沥青软木板,已全部损坏。伸缩缝处渗水严重。伸缩缝附近桥面铺装损坏较为严重。

  由于伸缩缝损坏后,连锁引发桥面铺装的破坏。汽车荷载——特别是高速行驶的大型重车跳车产生了很大的冲击力和破坏力,其远远超过桥面混凝土的强度,尤其是冲击产生的剪切力。

  2)主梁

  (1)上部结构经现场察看普遍在跨中有细微横向裂缝,经检测,裂缝宽度均在0.2mm以内。但梁底纵向无明显挠曲变形,在裂缝处伴有水痕,部分裂缝处混凝土出现“白华”现象。

  (2)由于施工中部分板梁保护层厚度不足,全桥表面箍筋外露23处,由于钢筋锈蚀引起周边混凝土环向破坏。

  (3)由于泄水孔竖向下缘刚好与边板梁翼缘平齐,排水时在风力作用下梁侧面易受侵蚀,在泄水孔周边梁侧面有“白华”现象。

  (4)在该桥维修施工中发现部分板梁顶板厚度局部仅有7cm,小于设计厚度。

  3病害原因分析:

  1)桥面铺装:

  (1)设计不合理:

  a.桥梁铺装未设置防水层,水的破坏是导致桥面铺装破坏的一个主要原因。

  b.水泥混凝土铺装层偏薄,原设计厚度最薄处仅有6cm。水泥混凝土铺装层中钢筋直径偏小,间距偏大。由于以前的设计结构受力时没有考虑桥面铺装参与结构受力,亦即没有按主受力截面要求配筋。但实际上,车辆荷载直接作用于桥面铺装层,桥面铺装也就直接承受高速行车的冲击、剪切与磨耗,直接承受气候的影响,日晒升温、日落降温,并与主梁(板)存在一定的变化差异,因此铺装层与主要承重结构必须共同受力、协调变形。故桥面铺装层必须作为受力截面计算内力并配置受力钢筋。

  c.铰缝尺寸较小,施工不易操作,混凝土不易密实,难以达到设计要求。

  (2)施工不严格,没有完全达到设计要求:

  a.铰缝内无混凝土。在施工中就形成单板受力,铰缝起不到设计时横向分配荷载的目的,加大了铺装层的受力,引起铺装的早期损坏。铺装损坏再引起每片板梁单板受力,严重时会导致板梁破坏。

  b.水泥混凝土铺装与桥面板间光滑,有一层约厚3~5mm的浮浆。且在施工桥面铺装时未全面凿毛;另外,桥面上杂物没清理干净,造成桥面铺装与梁结合差,铺装层形成一薄层单独作用。引起铺装层不能承受重载车辆作用下所产生的内力。另外,温度的变化及荷载作用时铺装层不能与主梁一起协调变形,在车辆的冲击作用下,铺装层很容易破坏。

  2)主梁:

  由于桥梁未设计防水层,加之施工的粗糙,通过铺装层裂缝水逐渐渗入板梁的空心内,天长日久在空心部位存积了大量的水(在是施工时在空心处钻孔有大量水流出)。由于是普通钢筋混凝土,水会在下缘的受力裂缝处渗处,导致“白华”现象。

  由于施工粗糙,保护层厚度不足,导致箍筋外露锈蚀。

  4维修内容

  根据以上对该桥损坏状况的描述,需对其进行维修处理,工程维修内容详见以下几点:

  1)加大铺装层的刚度,改善旧桥横向力传递不善的状况。具体做法:凿除原桥面铺装,重新铺筑4cm细粒式沥青混凝土(AC-13I)+防水层(YN)+10~18.25~10cmC30聚丙烯纤维防水水泥混凝土(W6)。铺装层内采用间距10cm×10cm、φ10LL550冷轧带肋焊接钢筋网。W6防水混凝土指抗渗压力大于0.6MPa的不透水水泥混凝土。凿除旧桥面铺装后,板梁顶面需在顶面凿毛。拉毛可采用垂直于跨径方向划槽,槽深0.6~0.8cm,每延米桥长不少于10~15道。现浇新的铺装层前,必须用钢刷清除结合面上的浮皮,用水冲洗清洗桥面残渣和灰尘。严禁油腻污染板梁顶面。为保证桥面铺装能与板梁共同受力,浇筑铺装砼前需涂抹界面剂。

  2)清除铰缝内砼及凿除铺装后的杂物,用清水冲洗砼表面浮皮污物,晾干后喷洒界面剂,再浇筑SCM无收缩免震捣高强水泥灌浆料,以加强铰缝横向传递力。

  3)对空心板顶板度(局部)小于7cm的,进行局部开仓处理,将厚度不足部分凿除,重装芯模,并增加补强筋,浇筑比原混凝土标号高一级的混凝土,使顶板厚达到设计标准,在顶板上的桥面鋪装层应加设10×10cm直径12二级钢筋网,此网应与相邻空心板湿接缝钢筋焊牢。

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