东河大桥水中桩基病害分析及维修处治（共2篇）
东河大桥水中桩基病害分析及维修处治 篇1
东河大桥水中桩基病害分析及维修处治
总结介绍了东河大桥水中桩基维修加固工程的病害分析、维修处治方案、施工工艺等;并对湿固性环氧混凝土及水下不分散混凝土修补工艺进行阐述.
作 者：何冰琼 HE Bing-qiong 作者单位：广东省长大公路工程有限公司,广州,510620刊 名：广东公路交通英文刊名：GUANGDONG HIGHWAY COMMUNICATIONS年，卷(期)：2009“”(3)分类号：U443.15关键词：桥梁 水中桩基 病害分析 维修处治
东河大桥水中桩基病害分析及维修处治 篇2
九江长江大桥是一座公铁两用桥, 全长13941米, 其中铁路桥全长7675米, 公路桥全长4460米, 正桥钢梁1806米, 上层为公路, 下层为铁路, 公路设四车道和两侧人行道。正桥自北向南共11跨, 桥墩编号为0~11 (从北向南) , 桥梁组成由北向南为 (3×162+3×162) 米连续钢桁梁+ (180+216+180) 米柔性拱钢桁梁+ (2×162) 米连续钢桁梁。
2 桥面板结构
该公路桥面为250号轻骨料陶粒混凝土轻型公路桥面, 成桥后的桥面板支撑在5道公路纵梁上, 桥面板纵向每隔36米或27米断开, 设置一伸缩缝。公路正桥桥面板采用预制成型, 吊装在桥上搁置在公路纵梁上, 通过在板和板的纵向和横向接缝处浇注湿接缝, 使桥面成一纵向长度为4*9米或3*9、横向贯穿行车道的整板。预制成型的桥面板沿纵桥向每8米为一块, 横向接缝位于两道横梁的中部, 沿横桥向分为3块。公路正桥混凝土桥面板与公路纵梁之间有一设计厚度为2.3cm、3.9cm、和4.0cm三种混凝土垫层, 公路正桥混凝土桥面板搁置在该垫层上, 并通过预埋在混凝土桥面板中的螺栓, 将混凝土桥面板与公路纵梁连接在一起。 (见下图)
3 混凝土桥面板主要病害及病害统计
混凝土桥面板外观主要病害表现在:纵向湿接缝开裂、单向板支点负弯矩区纵向开裂、桥面板底部受拉区混凝土崩裂和钢筋裸露、桥面板底部受拉区裸露钢筋塑性弯折变形、桥面板底板网状裂缝、桥面板底面靠近梗腋处横向裂缝、纵向和横向湿接缝一般病害 (空洞、坑洼、错台等) 、桥面板一般病害 (底面保护层偏薄、钢筋裸露锈蚀、混凝土表面蜂窝) 等。
对桥面板与公路纵梁间的垫层病害进行统计。全桥公路正桥钢纵梁沿纵桥向按照节段 (相邻横梁之间为一节, 长9米) 划分, 共200个节段;横桥向在两主桁间有5片纵梁, 从上游向下游以次编号为“1#~5#”, 即主桁间共有1000个节段的公路钢纵梁;横桥向在桥宽18米处, 主桁外侧有4片纵梁, 在桥跨23.5米处, 主桁外侧有6片纵梁, 即主桁外侧共有944个节段的公路钢纵梁。
(1) 桥面板支撑处垫层病害分为“严重”、“较严重”、“一般”三个等级, 其中“严重”表示大面积的垫层脱落, 纵梁悬空;“较严重”表示大面积垫层开裂、松动、破碎和局部脱落, 连接螺栓松动;“一般”表示局部垫层开裂、松动和破碎。按照公路纵梁节段进行统计, 结果如表1所示, 其中主桁内桥面板垫层出现病害的纵梁节段占主桁内所有钢纵梁节段数的60%, 主桁外侧桥面板垫层处的钢纵梁节段占主桁外所有钢纵梁节段数的5.5%, 对全桥而言, 桥面板垫层出现病害的钢纵梁节段占所有钢纵梁节段数的34%。
(2) 公路正桥桥面板在纵梁支撑处 (单向板负弯矩) 存在渗水现象, 在三大拱的第7、8、9孔和连续梁的第10、11孔的2#、3#、4#纵梁支撑处较为严重。公路正桥全桥桥面板支撑处渗水及造成钢纵梁锈蚀现象病害统计如表2所示。
(3) 桥面板底表面, 存在混凝土崩裂、剥落、剥落处横向受力钢筋裸露, 有的横向受力钢筋存在明显弯折和变形。另外, 正桥各孔桥面板底部混凝土保护层普遍偏薄, 在一些桥面板底面位置, 出现露筋和钢筋锈蚀。
桥面板底表面存在横桥向的裂缝, 横向裂缝一般都位于桥面板梗腋处或靠近梗腋处, 裂缝宽度都较细, 一般在0.2mm以下。
桥面板底面有大量的网状裂缝, 这些网状裂缝在性质上属于收缩裂缝, 网状裂缝的分布和长短比较随机, 在桥面板底面各处都有发生, 网状裂缝的宽度一般在0.2mm以下。
(4) 桥面板施工接缝, 桥面板采用节段预制后现场拼接 (预留钢筋现场浇注混凝土) , 这些桥面板节段在工地用现浇混凝土进行连接的区域成为纵桥向和横桥向施工接缝, 湿接缝普遍存在空洞、坑洼、错台、开裂、露筋等病害, 以及有渗水流过遗留的锈迹, 部分湿接缝部位还存在钢筋外露、弯折变形等, 纵向湿接缝开裂处在载重车驶过时, 下绕量较大, 有明显的折角现象, 外露钢筋塑性弯折变形现象。
4 病害原因分析
(1) 车辆超载:九江长江大桥原设计标准为汽-20级, 而当前桥跨实际承受的公路活载远远超出该标准, 从大桥收费管理中心的过桥车辆称重数据看, 24小时过桥车辆中有60%的车辆超过30T, 而且绝大部分车辆的重量在20T~50T, 每日都有重量超过80T的车辆通过, 超载导致了桥面板上缘拉应力超限、垫层局部压力过大;
(2) 新老规范的差异:该桥设计和建设开始时间较早, 于1973年动工。老规范对于混凝土保护层的厚度规定偏低, 导致了部分桥面板出现混凝土崩裂、露筋和锈蚀;
(3) 施工质量:桥面板间现浇混凝土施工接缝, 由于时现场立模浇注, 限于当时的模板和施工技术, 施工接缝普遍存在错台、开裂、渗水等, 导致桥面板的整体连接性能下降和整体受力性能降低, 甚至改变了桥面板的受力模式和内力分布模式;
(4) 病害的循环作用:由于以上的几个因素造成的缺陷, 导致了公路桥面的整体受力性能降低、局部开裂渗水、造成钢筋和部分钢构件的锈蚀, 这些反过来又影响到桥面车辆的行驶, 使得车辆的冲击效应增加, 形成恶性循环。
5 维修改造方法
在保留原轻质混凝土桥面板的基础上进行各项病害的诊治, 针对检查出来的病害, 采取以下维修加固措施。
(1) 灌浆、封缝
桥面板及施工接缝, 凡裂缝宽度≥0.1mm, 做灌浆处理;凡裂缝宽度<0.1mm, 做封闭处理。在粘贴碳布范围内<0.1mm裂缝不做处理。
(2) 焊接钢板及灌胶
对于公路正桥有损伤的垫层进行维修, 首先清除干净损坏的水泥砂浆垫层, 之后对桥面板支承处的下表面进行打磨, 然后进行除尘、干燥处理;预制节段长条形钢板, 长48cm左右, 厚度3.8cm左右 (具体厚度根据当前垫层高度确定) , 把长条形钢板放置在公路纵梁与桥面板之间, 并对长条形钢板与公路纵梁的翼板进行点焊, 使其固定;最后, 把长条形钢板与桥面板下缘的空间进行分段和封闭, 但预留进出浆口, 采用低压低速的方法把灌注型粘钢胶灌入封闭空间。
(3) 重新浇注公路正桥桥面板的施工湿接缝
对检查出损伤严重的施工湿接缝, 需进行凿除原混凝土, 但保留内部的钢筋;混凝土凿除干净之后, 需对桥面板的边缘进行凿毛处理, 然后除尘。在施工接缝的下缘架立模板, 然后帮扎接缝处的钢筋, 预留钢筋伸出桥面板表面 (将与桥面铺装现浇混凝土钢筋网连接) , 原混凝土表面喷洒界面剂, 最后进行施工湿接缝的混凝土浇注和养护。
(4) 混凝土崩裂、露筋等病害
对于桥面板混凝土风化、崩裂、剥落、破损、露筋等病害, 应视钢筋部位、面积和严重程度, 采用表面封涂、修补或浇注涂层修补法, 修补材料可用混凝土胶粘剂或环氧树脂。对于钢筋锈蚀, 应视其锈蚀程度, 并分析锈蚀产生的原因, 分别用阻锈剂图刷或炭纤维布补强方法处理。
(5) 粘贴碳纤维布 (300g/m2)