甬台温高速公路宁波段2009年桥梁加固工程
一、工程概况 甬台温高速公路路线全长50.06公里，。设计等级为双向四车道，单幅路面净宽11.5米，全线桥梁设计荷载等级为汽车—超20级、挂车—120。
全线桥梁上部结构主要有预应力混凝土空心板、普通钢筋混凝土空心板、矩形板、钢筋混凝土现浇连续梁、钢筋混凝土现浇简支板五种结构型式；下部结构主要有U型重力式桥台、薄壁桥台、三柱式墩（台）、双柱式墩、独柱式墩；基础型式主要有钻孔灌注桩基础和扩大基础；支座主要有普通板式橡胶支座和四氟滑板橡胶支座两种型式。
二、主要病害及加固方案
目前，甬台温高速公路宁波段已通车运营近10年，随着交通量的不断增长，沿线桥梁产生了一定的病害。对全线桥梁检测结果表明，部分桥梁主要承力构件存在较严重病害，削弱了结构的承载能力，影响桥梁结构的运营安全和结构的耐久性。
2.1 主要病害及原因分析
1、装配式钢筋混凝土板
主要病害：为板底跨中区段出现横向裂缝，裂缝间隔10～20cm，裂缝最大宽度达0.5mm，超过规范限值。此类裂缝均为受力性裂缝。
原因分析：此类裂缝均为受力性裂缝。裂缝的产生主要是由于钢筋混凝土板在长期荷载的作用下，跨中弯矩过大，承载能力和抗裂性不足导致。
2、预应力混凝土空心板
主要病害：预应力混凝土空心板主要病害为板底出现纵向裂缝，并伴随有渗水痕迹，部分空心板经现场检测是钻孔放水，有大量水留出。
原因分析：因部分空心板底板偏薄，导致板底出向纵向裂缝；部分桥梁桥面铺装破损严重，尤其是桥面连续处，雨水从桥面渗入空心板内，导致板内积水。纵缝和渗水的存在，会诱发板内钢筋和钢绞线的锈蚀，对结构的耐久性产生不利影响。
3、钢筋混凝土变截面连续梁
图1修补板底横向裂缝
主要病害：本路段钢筋混凝变截面连续梁包括一座特大桥（潘火立交特大桥）和两座互通立交（潘火互通立交和姜山互通立交）。连续梁跨中板底有多条横向裂缝，裂缝沿截面从下向上发展，部分裂缝延伸至腹板、翼缘板；墩顶附近板底有纵向裂缝，从墩顶向跨中发展；墩顶附近腹板有竖向、斜向裂缝，裂缝从上向下发展，这些裂缝均为受力裂缝。其中以潘火立交特大桥最为严重，姜山立交梁体开裂情况较为轻微。裂缝的产生对结构的承载能力和耐久性均有不利影响。
原因分析：此类裂缝均为受力性裂缝。裂缝的产生主要是由于钢筋混凝土板在长期荷载的作用下，承载能力和抗裂性不足导致。
4、铰缝破损渗水
主要病害：部分桥梁受通行车辆刮擦，铰缝底部不同程度脱落；部分桥梁铰缝渗水严重。
原因分析：铰缝破损渗水的原因一方面是由于受桥下通行车辆挂擦，铰缝局部破损；另一方面是由于桥面破损，导致桥面雨水渗入铰缝。铰缝长期受雨水侵蚀，钢筋锈蚀，削弱了板桥的整体受力性能，易形成单板或双板受力，给结构的安全带来隐患。
5、现浇板
主要病害：现浇板桥板底存在大量横向、斜向裂缝，裂缝宽度0.05～0.15mm，个别裂缝最大宽度为0.5mm（K41+821.6通道），局部有网状裂缝。
原因分析：经分析，现浇板产生横向、纵向裂缝的主要原因是由于承载能力和抗裂性不足。
6、下部结构
图2桥头盖梁病害
主要病害：薄壁桥台主要病害为台身出现裂缝。部分薄壁桥台不均匀沉降较严重，最大相对沉降量达8cm；台身出现多条竖向、斜向裂缝，部分裂缝宽度超限，最大裂缝宽度达4.9mm。
原因分析：因本路段地处软基路段，桥梁墩台均存在不同程度的沉降，因桥台的不均匀沉降和台后土压力不均匀导致台身产生裂缝。
7、桥面铺装
图3桥面铺装病害
主要病害：部分桥梁桥面沥青铺装开裂、破损，桥面连续破损严重，局部混凝土调平层破损、钢筋外露，导致雨水向下渗入空心板，造成空心板内积水，一方面增加结构恒载，另一方面板内钢筋和钢绞线易产生锈蚀，对结构产生不利影响。
原因分析：桥面沥青铺装层受雨水侵蚀，容易造成铺装层破损。
8、伸缩缝
图4桥头预切缝病害
全线小桥通道桥头均设置预切缝，因台后填土不均匀沉降，造成桥头预切缝不同程度的破损，桥头预切缝的破损一方面导致车辆通过时，对主梁冲击较大，对桥梁结构安全及行车安全都有不利影响；另一方面成为桥面向下渗水的通道，渗水侵蚀桥台和支座，影响结构的耐久性。
9、其它病害
部分桥梁（多为通道、小桥）防震挡块缺失；部分挡块与主梁抵死，挡块开裂、破损；个别桥梁板底出现空洞，钢绞线外露，部分桥墩（台）局部钢筋锈涨，混凝土破损；部分桥梁个别支座缺失；部分桥梁支座脱空、剪切变形严重；部分桥梁桥面沥青铺装开裂、破损，桥面连续破损严重，局部混凝土调平层破损、钢筋外露；全线小桥通道桥头均设置预切缝，因台后填土不均匀沉降，造成桥头预切缝不同程度的破损；以及K31+073中桥左幅第1 孔内底板经火烧后大面积熏黑、6～10#主梁梁底混凝土大面积剥落，其中9#板损伤最严重，损伤最大深度6cm， 损伤面积400×100cm2，局部钢绞线、钢筋外露。
2.2 本次维修加固桥梁方案
根据全线桥梁的检测结果及本路段运营状况，本次加固拟对本路段病害较严重、影响结构安全运营的桥梁采取加固措施，总共为34座桥。上部进行加固桥梁主要是钢筋混凝土结构，病害一般为横向裂缝，采用板底裂缝封闭或灌浆；个别裂缝宽度超限的桥梁，采取板底粘贴钢板的加固方法。同时采取桥面板补强层加固法，这样既能修补已出现的桥面铺装，又能降低对交通的影响。
图5潘火立交主梁桥面加固
图6潘火立交主梁桥面加固
图7 K25+888.6 小桥主梁粘贴钢板加固
三、加固效果评价
经结构计算，对加固方案静力及动力分析结果表明：
（1）该方案能够修补已出现裂缝、剥离等损坏的桥面板，又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗弯能力，改善铰接梁板的荷载横向分布，从而提高桥梁的承载能力。
（2）加固后验算表明，结构抗剪承载能力较加固前有一定的提高，且具有一定的安全储备；裂缝宽度也满足规范要求，加固措施改善了结构的抗裂性。
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