曾家2號橋加固處治分析研究
2015-06-24
1工程背景
曾家2號橋位于重慶市江津區(qū)S106線上，為連接華興路與華西路的主要通道。該橋是一座3跨鋼筋混凝土簡支T梁，橋跨布置為3×12m，橋梁全長52.46m。由6片T梁采用鉸接形式組成，單跨設(shè)有4道橫隔板，主梁高1.2m，梁肋厚0.20m，主梁間距1.65m，翼緣板端部厚0.12m、根部厚0.20m。橋面布置為：2.0m（人行道+欄桿）+6.8m（車行道）+2.0m（人行道+欄桿）。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)主梁翼緣板、腹板等處出現(xiàn)裂縫，支座破損等病害，同時，隨著交通量的增加，重車超車現(xiàn)象頻繁，該橋需作加固處理。
2病害調(diào)查及原因分析
2011年4月相關(guān)檢測人員到現(xiàn)場對該橋進(jìn)行了勘察。為便于描述，由華西路到華興路方向的跨數(shù)編號依次為1＃、2＃、3?？?，橋墩臺編號依次為0＃橋臺、1＃橋墩、2＃橋墩、3＃橋臺，梁板的編號由有水管側(cè)至另一側(cè)依次為1＃—6＃梁。通過檢測發(fā)現(xiàn)該橋主要存在以下病害：（1）2＃、3?？纾ё浇嗥髁撼霈F(xiàn)多條斜向裂縫，主梁兩側(cè)裂縫對稱，裂縫最大長度0.8m，最大寬度2mm；（2）1#、2#、3#跨有局部露筋現(xiàn)象，鋼筋銹蝕；（3）各片主梁中部出現(xiàn)多條豎向裂縫，裂縫最長1.0m，寬2mm；（4）2#、3#主梁底部混凝土脫落，主梁有效截面減少；（5）主梁多塊橫隔板沿中縫開裂；（6）橋面多處出現(xiàn)破損現(xiàn)象，破損面積較大；（7）原橋無泄水管，影響橋梁結(jié)構(gòu)的排水性能；（8）橋臺出現(xiàn)豎向長裂縫，承載力不足。
檢測人員在現(xiàn)場收集資料的基礎(chǔ)上針對該橋病害的成因進(jìn)行了深入、細(xì)致地分析：（1）原橋支座附近截面存在抗剪承載能力不足，在支座附近截面有多條斜向受剪主裂縫；（2）原橋跨中截面抗彎承載能力不足，在多片主梁跨中下緣位置出現(xiàn)受拉裂縫；（3）主梁鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)置過薄，導(dǎo)致出現(xiàn)主梁梁底鋼筋外露；（4）橋梁施工存在眾多不足之處，在混凝土澆筑期間，新澆混凝土養(yǎng)護(hù)不到位，導(dǎo)致多處主梁混凝土存在干縮裂縫，局部區(qū)域出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫；（5）橋梁設(shè)計(jì)荷載偏低，橋梁通行重車較多，導(dǎo)致該橋承載能力不足。
3加固整治措施
加固前取最不利主梁進(jìn)行計(jì)算，加固后采用整體截面進(jìn)行計(jì)算，列出了曾家2號橋在公路－I級兩車道作用下，控制截面在加固前和加固后的內(nèi)力分析以及計(jì)算結(jié)果。
1、采用“必可法”修補(bǔ)主梁出現(xiàn)的裂縫
在采用截面轉(zhuǎn)換加固鋼筋砼T型梁橋技術(shù)增強(qiáng)主梁前，應(yīng)對梁體已有裂縫先進(jìn)行封閉處理，可采用“必可法”進(jìn)行裂縫處理。其中裂縫的寬度＜0.15mm采用環(huán)氧砂漿進(jìn)行封閉處理，裂縫寬度≥0.15mm采用化學(xué)灌漿進(jìn)行封閉。通常采用日本KONISHI公司E207DS灌注材料和E390密封材料，對內(nèi)外主梁裂縫進(jìn)行封閉處理，以恢復(fù)結(jié)構(gòu)原有有效截面面積。E207DS灌注材料抗壓屈服強(qiáng)度>50MPa，抗拉剪強(qiáng)度>20MPa，E390密封材料抗彎拉強(qiáng)度>40MPa，抗壓屈服強(qiáng)度>60MPa，抗拉強(qiáng)度>20MPa，抗剪強(qiáng)度>11MPa。
2、利用截面轉(zhuǎn)換加固改造技術(shù)對主梁加固
為了提高原橋的抗彎剛度和抗扭剛度，采用主梁截面轉(zhuǎn)換成箱梁截面的加固技術(shù)。在主梁中部6m范圍內(nèi)通過增設(shè)鋼筋混凝土底板加以封閉，加固底板厚12cm；為提高鋼筋混凝土強(qiáng)度、剛度及耐久性能，主梁采用C40鋼纖維混凝土，按砼重量的1.5‰摻入減水率大于25％的高效減水劑。該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于新增設(shè)的鋼筋混凝土箱型底板能否與原主梁共同受力、協(xié)調(diào)變形，因此要求施工時嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范執(zhí)行?；炷翝仓绞綖橄葷仓缰卸?，再澆筑兩端，施工順序?yàn)橄确忾]中間主梁，再封閉邊主梁。
3、粘貼鋼板加固技術(shù)
為了提高支座截面的抗剪承載能力，采用粘貼鋼板條對各跨支座附近的主梁腹板進(jìn)行加固，腹板鋼板條的凈距為14cm，厚度為8mm。
4、預(yù)應(yīng)力錨索框架技術(shù)加固橋臺技術(shù)
針對橋臺出現(xiàn)的豎向長裂縫，采用預(yù)應(yīng)力錨索框架技術(shù)對橋臺進(jìn)行加固處理，以提高橋臺的強(qiáng)度。
5、橋面系改造
由于該橋橋面系破損嚴(yán)重，凹凸不平，影響行車舒適度，故對橋面系重新進(jìn)行改造。主梁加固設(shè)計(jì)的過程中，對橋面鋪裝、泄水管、欄桿及其它附屬設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高橋梁的耐久性和安全性。改造前先拆除原橋面系，現(xiàn)澆新的橋面鋪裝層及防護(hù)系統(tǒng)。由于路面改造，造成橋面標(biāo)高高于兩側(cè)路面標(biāo)高，故設(shè)計(jì)組采用在橋頭分別向兩側(cè)取6m的距離作為過渡段，縱向放坡坡度根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
4結(jié)語
經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查，針對曾家2號橋主梁出現(xiàn)裂縫、露筋等病害，主要采用了粘貼鋼板、截面轉(zhuǎn)換等加固技術(shù)，加固之后，橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度都得到了明顯的提高，從而保證了行車安全，目前加固施工已經(jīng)竣工，橋梁通行順暢。
