某市政舊橋檢測(cè)評(píng)估及病害治理方案研究

徐魯華

摘要：對(duì)廣州市某市政舊橋進(jìn)行檢測(cè)、分析和評(píng)估，在此基礎(chǔ)上提出病害治理方案，恢復(fù)原設(shè)計(jì)承載力，滿(mǎn)足正常使用要求。實(shí)踐證明，所采用方案是切實(shí)有效、經(jīng)濟(jì)合理的，可為同類(lèi)橋梁的病害治理提供借鑒。

關(guān)鍵詞：市政舊橋;檢測(cè)評(píng)估;病害治理;探地雷達(dá)

1、工程概況

廣州市某市政舊橋，全長(zhǎng)447.0m，呈南北走向，橋面總寬40.0m。該橋主橋跨結(jié)構(gòu)形式為預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁，南北引橋?yàn)殇摻罨炷梁?jiǎn)支空心板，匝道為鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，主橋梁高160cm，底面寬50cm，橋面鋪裝厚10cm。下部結(jié)構(gòu)為柱式墩臺(tái)、鉆孔灌注樁柱基礎(chǔ)，樁頂處設(shè)橫系梁，兩端引道為鋼筋混凝土懸式擋土墻，淺置擴(kuò)大基礎(chǔ)。橋面采用水泥混凝土鋪裝，雙向六車(chē)道。該橋設(shè)計(jì)荷載為：汽車(chē)-超20，掛車(chē)-120，人群-3.5kN/m2，竣工時(shí)間約為1998年。該橋已經(jīng)使用近20年，各組成構(gòu)件存在不同程度的病害，由于該橋地處交通要道，且常有重車(chē)同行，為滿(mǎn)足橋梁的安全使用，需對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估，并據(jù)此提出病害治理方案。

2、檢測(cè)評(píng)估分析

2.1 外觀檢查

經(jīng)檢查，該橋外觀整體狀況差，多處梁體頂板出現(xiàn)空洞，存在較大安全隱患，根據(jù)《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ 99-2003），該橋技術(shù)狀況為D級(jí)（不合格）。部分空心板頂板厚度過(guò)薄，橋面鋪裝和現(xiàn)澆層局部部位厚度不足、破損嚴(yán)重，破損面積較大、鋪裝縱向開(kāi)裂，引橋空心板箱內(nèi)存在積水現(xiàn)象、部分梁體底板滲水、CaO析出，空心板接縫多處滲水，橫向聯(lián)系較差，各部位仍存在其他影響結(jié)構(gòu)使用和耐久性的病害。

2.2空心板頂板及橋面結(jié)構(gòu)厚度檢測(cè)

為了弄清該橋空心板頂板厚度及橋面總厚度是否與設(shè)計(jì)相符，采用探地雷達(dá)（橋面取芯驗(yàn)證）檢測(cè)該橋空心板（共計(jì)252片）頂板厚度及橋面總厚度，同時(shí)，為了進(jìn)一步確定空心板頂板厚度是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，選取橋面破損嚴(yán)重區(qū)域及探地雷達(dá)檢測(cè)總厚度較小不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的空心板頂板（選取10片）進(jìn)行取芯。結(jié)果表明，橋面總厚度小于設(shè)計(jì)總厚度的空心板梁片數(shù)為231片，約占檢測(cè)片數(shù)的91.67%，實(shí)測(cè)頂板厚度小于設(shè)計(jì)厚度的梁數(shù)達(dá)到80%。

2.3靜動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)

根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)類(lèi)型及病害分布情況，選取簡(jiǎn)支空心板跨、簡(jiǎn)支T梁跨、匝道箱梁跨進(jìn)行靜動(dòng)載試驗(yàn)跨。試驗(yàn)表明橋梁結(jié)構(gòu)基本能夠滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)荷載的使用要求（限于篇幅，靜動(dòng)載試驗(yàn)過(guò)程不再詳述）。

3、橋梁結(jié)構(gòu)驗(yàn)算、病害治理方案

3.1 橋梁驗(yàn)算

3.1.1驗(yàn)算條件

由于本橋頂板及現(xiàn)澆層實(shí)測(cè)強(qiáng)度未低于設(shè)計(jì)值，本加固目的是恢復(fù)原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承載力，故本橋材料、車(chē)輛荷載按85規(guī)范取值，并按85規(guī)范驗(yàn)算。

（1）驗(yàn)算規(guī)范：《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTJ 021-89）、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 023-85）。

（2）設(shè)計(jì)荷載：汽車(chē)荷載：汽超-20，掛-120;人群荷載：根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明，取w = 3.5kN /m2。

（3）計(jì)算要點(diǎn)：采用以荷載橫向分布系數(shù)和平面桿系有限元電算相結(jié)合的計(jì)算方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，選擇受力最不利的一塊邊板、中板進(jìn)行控制計(jì)算，并按85舊規(guī)范各項(xiàng)要求進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，取不利情況考慮，空心板按頂板減小5cm，現(xiàn)澆層按減小5cm考慮，計(jì)算時(shí)現(xiàn)澆層作為外荷載。

橫向分布系數(shù)的計(jì)算方法：杠桿法用于計(jì)算荷載位于主梁支點(diǎn)處的橫向分布系數(shù);鉸接法用于計(jì)算荷載位于梁橋跨中至L/4處的橫向分布系數(shù);支點(diǎn)至L/4點(diǎn)之間活載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)差求得。

3.1.2驗(yàn)算結(jié)果

限于篇幅，在此省略驗(yàn)算過(guò)程，僅列出驗(yàn)算結(jié)果：

（1）承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算滿(mǎn)足規(guī)范要求;

（2）正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算滿(mǎn)足規(guī)范要求;

（3）鋼束容許應(yīng)力滿(mǎn)足規(guī)范要求;

（4）橋面板局部驗(yàn)算滿(mǎn)足規(guī)范要求。

3.2 病害治理方案

3.2.1橋面系病害治理方案

（1）空心板梁橋面板及現(xiàn)澆層厚度不足，加上超重車(chē)輛長(zhǎng)期碾壓，部分橋跨橋面結(jié)構(gòu)損壞嚴(yán)重。采用全面翻修鋪裝層及現(xiàn)澆層的方式整治;對(duì)于個(gè)別出現(xiàn)空洞的空心板橋跨，還需修補(bǔ)空洞的頂板，若原鋼筋較完好，將原銹蝕鋼筋除銹，保留利用;若原有鋼筋缺失，則增補(bǔ)鋼筋。之后重新澆注預(yù)制梁頂板C40 砼，恢復(fù)現(xiàn)澆層及鋪裝層。

（2）對(duì)于匝道箱梁鋪裝破損，拆除混凝土鋪裝，布置10×10cm 的φ8鋼筋網(wǎng)，并在箱梁頂面涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料，厚1.5mm。之后按工程設(shè)計(jì)標(biāo)高重新澆注C40 混凝土鋪裝。

（3）對(duì)于破損、開(kāi)裂的人行道板，按原設(shè)計(jì)更換人行道板。

（4）引道填土下沉?xí)鹛?chē)現(xiàn)象以及橋面鋪裝下沉開(kāi)裂，在1#軸橋臺(tái)引道、北面引道出現(xiàn)了該病害。由于成因復(fù)雜，容易引起次生病害，為了徹底治理引道路面病害，將出現(xiàn)病害的部分引道路面，以板塊為單位，將面層混凝土和水泥石屑?jí)|層挖除，補(bǔ)填新料并夯實(shí)，最后重鋪面層。在橋臺(tái)跳車(chē)處，加鋪瀝青馬蹄脂碎石混合料（SMA-13），使臺(tái)前后保持平順，瀝青鋪層最薄4cm，不足4cm的鑿除原鋪裝至4cm。

3.2.2上部結(jié)構(gòu)病害治理方案

（1）對(duì)部分橫隔、翼板和梁底破壞、裸露鋼筋、鋼筋銹脹處理方法

a.鑿除松脫、剝離等已損壞部分的砼;b.對(duì)鋼筋作除銹、防銹處理;c.涂以環(huán)氧液等粘結(jié)劑;d.采用噴漿修補(bǔ)（用于大面積修補(bǔ)）或人工涂抹法（用于小面積缺陷）施工，修補(bǔ)材料采用同標(biāo)號(hào)砼，環(huán)氧砂漿，環(huán)氧砼等防腐蝕材料;e.對(duì)新噴涂砼進(jìn)行表面處理。

（2）對(duì)部分橫隔板開(kāi)裂處理方法

對(duì)加固范圍內(nèi)的所有橫隔進(jìn)行裂縫封閉處理。對(duì)橫隔板斷裂的地方，應(yīng)拆除并重新澆筑橫隔板，鑿除混凝土?xí)r應(yīng)注意對(duì)原有鋼筋及預(yù)埋件的保護(hù);若原鋼筋較完好，將原銹蝕鋼筋除銹，保留利用;若原有鋼筋缺失，則增補(bǔ)鋼筋。

針對(duì)加固范圍內(nèi)的橫隔板裂縫，對(duì)于裂縫寬度小于0.15mm且裂縫深度較淺的細(xì)小裂縫采用裂縫封閉膠進(jìn)行涂刷表面封閉處理;對(duì)于裂縫寬度大于等于0.15mm 的，采用壓力灌注法處理。

（3）對(duì)匝道橋箱梁梁底裂縫的處理方法：

對(duì)于匝道橋箱梁梁底裂縫，按主橋橫隔板開(kāi)裂處理方法封閉裂縫。

（4）對(duì)部分主梁接縫處滲水的處理方法

空心板主梁接縫滲水，拆除并重新澆筑、安裝現(xiàn)澆層和橋面鋪裝的混凝土與鋼筋，在現(xiàn)澆層頂面，涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料，厚1.5mm。

T型梁主梁接縫滲水，將T型梁車(chē)行道范圍橋面鋪裝刨除，清潔刨除表面后，按工程設(shè)計(jì)標(biāo)高重新澆注P6 防水混凝土，鋪裝層內(nèi)布置10×10cm的φ10鋼筋網(wǎng)。

（5）對(duì)于箱室積水的現(xiàn)象，應(yīng)在每片箱梁及空心板橋跨兩側(cè)端部的板底中心鑿出直徑50mm的泄水孔，以利于排水，鑿孔時(shí)應(yīng)避開(kāi)底板主筋。

3.2.2下部結(jié)構(gòu)病害治理方案

（1）對(duì)梁底支座進(jìn)行全面徹底的檢查，根據(jù)檢查結(jié)果，對(duì)支座鋼板銹蝕部分進(jìn)行除銹、防銹處理，脫空的支座進(jìn)行復(fù)位，對(duì)于損壞嚴(yán)重的支座，應(yīng)按原支座型號(hào)更換。

（2）對(duì)橋墩蓋梁鋼筋銹脹與混凝土剝落的現(xiàn)象，鑿除病害處松散混凝土，對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹處理，刷涂界面劑后，在病害處以環(huán)氧砂漿抹面或以環(huán)氧混凝土修補(bǔ);橋臺(tái)側(cè)墻的裂縫，采用環(huán)氧混凝土進(jìn)行封閉。

（3）對(duì)輕微下沉、砌石開(kāi)裂部分引道擋墻，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂壓力灌漿，封閉砌石擋墻裂縫，并設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，長(zhǎng)期觀測(cè)下沉和裂縫發(fā)展情況（建議不少于1年），如病害進(jìn)一步發(fā)展，應(yīng)進(jìn)一步分析裂縫發(fā)展的原因，并做專(zhuān)項(xiàng)治理。

4、結(jié)語(yǔ)

目前該橋已經(jīng)按照文中的病害治理方案進(jìn)行了施工并恢復(fù)營(yíng)運(yùn)。實(shí)踐表明，該橋病害治理方案經(jīng)濟(jì)合理、有效可行，對(duì)同類(lèi)橋梁病害處治具有參考價(jià)值。

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