沙桥门桥病害分析及加固对策
1.沙桥门桥的基本情况
沙桥门桥位于荆州市东门外318国道k1190+193处,1980年10月建成通车。该桥设计荷载为汽—15;挂—80,桥面宽7+2×1(m),全长45.5m,其中中跨长22m,两边跨均为6.64m。上部结构:中跨是工字梁微弯板,两边跨是装配式钢筋混凝土矩形板。下部构造:中间是钻孔灌注桩双柱式桥墩,两边是在旧拱桥桥台基础上加设的U型桥台。现在的昼夜交通量为4818辆。
2.沙桥门桥现状及病害原因分析
1999年2月对沙桥门桥进行调查,发现该桥主要有以下病害。
2.1上部构造
(1)东西两跨矩形桥面板底面多处钢筋锈蚀,锈蚀处的混凝土开裂,严重的甚至混凝土剥落,造成主筋外露。混凝土破坏面积占整个板底的23.13%,严重降低了承载力。
根据锈蚀钢筋混凝土剥落处混凝土保护层的厚度只有0.5cm~1.5cm的情况分析,产生钢筋锈蚀混凝土破坏的主要原因是由于保护层过薄。
中间一孔桥面出现纵向裂缝,裂缝宽在0.3mm~5mm之间,裂缝之间间距与工字梁微弯板宽度基本相等。六片工字梁在中部8m左右的范围均出现垂直于梁轴线的裂纹,裂纹宽0.1mm~0.2mm,裂纹之间的间距为1.3m~2.0m,每片梁有3条~4条裂纹,从梁底至腹板中部,有1条~2条裂纹从梁底贯穿梁顶面。短裂纹有继续向顶扩展趋势。
桥面纵向裂缝的产生,是由于工字梁之间没有设置横隔梁,梁与梁之间没连成整体而造成。该桥工字梁底的裂纹是由于近几年通过该桥的车流量增大,超重车辆过多,梁底产生过大的拉应力将梁底混凝土拉裂。
(2)人行道与栏杆严重损坏。人行道铺装层大面积破碎、脱落,栏杆多处断裂,混凝土剥落、露筋。
2.2下部结构
东边的桥台两翼均在距台帽10cm~15cm范围内各出现一条往下的斜裂缝,缝长一条为2.5m,一条3m,宽均在1.2cm~1.5cm。现场观察有继续往下扩展的趋势。西边桥台前墙与翼墙完全断裂,在路线走向左侧的断缝从台帽下开始,右侧在台帽下17cm开始,两侧断缝均往下至U型桥台底。右侧的断缝较窄,宽为2.3cm~3.7cm,左侧的断缝宽为4.2cm~5.8cm,左侧的翼墙沿远离路基方向向外位移4.7cm。两条断缝深与墙厚相同。两个桥台的断、裂缝的方向基本与前墙和翼墙的内转角线一致。翼墙墙背受到土压力的作用,将翼墙外推,就会在翼墙顶面与前墙的连接处发生破坏。
3.沙桥门桥维修加固方案
3.1矩形桥面板
凿除板底锈蚀钢筋周围开裂的混凝土,用钢刷除去钢筋上的锈,用高标号细碎石混凝土(碎石不超过1cm)进行修补,混凝土标号为C30,修补厚度大于2.5cm。同时将原桥面铺装层凿除,在矩形板上布置钢筋网:纵向用Φ22钢筋,间距为7.8cmΦ6的连接钢筋,间距为25cm,然后重新浇铸C30碎石混凝土。
3.2工字梁
工字梁裂纹最大宽度0.15mm,不大于0.2mm,属于安全范围,裂纹不需要修补。此外为防止桥面裂纹继续扩展,在梁中腹板处钻孔,用16槽钢和16等边角钢焊接成的横隔梁,将6片梁连接成整体。
3.3中跨桥面裂缝止水
用高压气吹出裂缝内杂质和灰尘,用水冲洗干净,用灌缝材料“路宝”灌裂缝,然后在中跨整个桥面用1cm沥青瓜米混合料罩面。
3.4人行道和栏杆
将人行道铺装层全部凿除,重新铺装。断裂和混凝土剥落的栏杆拆除,重新预制更换。
3.5桥台
在每个U型桥台上分别浇筑钢筋混凝土箍(圈梁),约束前墙与翼墙变形,钢筋混凝土箍的混凝土标号为C30,截面为30×32cm。为使混凝土箍与翼前墙连成一体,在两翼墙尾部凿一条30×32×150槽,将箍嵌入翼墙中,中部采用Φ30的圆钢,长58cm,一头插入墙中用聚脂胺粘结,另一头与钢筋笼焊接。聚脂胺加入固化剂,聚脂胺与固化剂比例为1∶0.6。所有的受力钢筋接头均按规范搭接长度焊接。
4.结语
沙桥门桥维修加固工程于1999年5月18日开工,1999年8月16日竣工,工期近3个月。由于该桥地处318国道,车流量大,为不中断交通,施工期间采用半幅施工、半幅通车的方式,在桥头两端设置醒目的安全标志及限速标志,夜间开启照明设施,保证了桥下施工人员及过往车辆的安全。经过一年多的使用,现该桥整体状况良好,维修部分尚未发现质量问题。
参考文献:
【1】姚玲森,《桥梁工程》,北京 人民交通出版社 1985。
【2】杨文渊 徐牛牛,《桥梁维修与加固》,北京 人民交通出版社 1989。
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