江门大洞大桥特殊检测及维修加固设计

广东建材２０１０年第５期　检测与监理　江门大洞大桥特殊检测及维修加固设计　谭能亚　（江门市市区市政设施管理监督站）　摘　要：通过对新会大洞大桥常规检测、上部结构荷载试验、下部结构倾斜检测以及荷载试验，综合　分析检测数据，认为病害产生的主要原因是车辆超重和软土地基，针对桥梁病害进行维修加固设计，　为所处软土地基的桥梁检测、加固提供了很好的借鉴。　关键词：检测评定；荷载试验；旧桥加固　　大洞大桥位于江门市省道￥２７０古崖线线上，桥面　测。桥梁定期常规检测结果主要为：宽１３ｍ，全长７７０ｍ，于１９９０年建成通车。大洞大桥引桥　双柱式桥墩，轻型桥台；主桥上部结构为　心腹式薄壁墩。设计荷载为汽－－２０，挂一１００，主桥结构　简图如图１所示。　（１）在Ｔ构牛腿位置未设置伸缩缝，桥面铺装层破损　（２）引桥１６ｍＴ梁均存在竖、斜向裂缝；部分梁端项　　上部结构为ｌ７×１６ｍ钢筋混凝土简支Ｔ梁，下部结构为　严重。５２．５ｍ＋８０ｍ＋５２．５ｍ的预应力Ｔ构加挂梁，下部构造为空　死，造成混凝土破损、钢筋外露。　（３）主桥Ｔ构在牛腿、顶板、封锚端、０＃块横隔板位　置均存在裂缝、渗白浆现象，部缝贯通整个箱室，且　宽度超过规范允许值。　（４）全桥橡胶支座均在不同程度的老化、分层、剪切　变形等病害。　１　９｛Ｉ墩　２０｛｛墩　２１＃墩　２２＃墩　（５）鉴于主桥Ｔ构部缝超宽裂缝贯通全室，部分　图１主桥结构简图　支座破坏严重，根据交通部颁《公路桥涵养护规范》，该　桥被评为四类桥。　病害成因分析：　（１）根据裂缝形态以及桥梁竣工图纸资料，Ｔ构箱内　顶板产生裂缝的可能原因有顶板未配横向预应力钢束；　纵向预应力钢束密集，施工时预应力管道压浆不实；锚　固区应力集中等。　大洞大桥桥址位于珠三角冲积平原，淤泥深厚、地　质松软，在施工过程中产生桥台位移，后对桥台进行加　固，并增设反压护道；在运营过程中发现墩柱倾斜、支座　剪切、主桥Ｔ构下沉等病害。为保证该桥运营的安全性　及长久性，先后对该桥进行了桥梁定期常规检测、主桥　线形测量、主桥静载试验、下部结构检测及墩柱静载试　验，并综合分析检测结果，给出了维修加固设计。　（２）牛腿产生裂缝的原因有预应力锚端的高压力；挂　梁的支反力；伸缩缝传递的汽车冲击力。　（３）０＃块横隔板产生裂缝的主要原因是横隔板承　１定期常规检测　　利用桥梁检测车对桥面系、上部结构、下部墩台进　受强大的竖向剪力，导致主拉应力偏大。（４）根据该桥所处的高软基区域，且含水量达１００％，　行外观检测，并派遣蛙人对水下基础部分进行摄影、检　情得到控制。该工程是一个工程地质条件不良，以致锚　的重视。●　杆失效，支护失败的典型例子。　【参考文献】　［１］《建筑边坡工程技术规范》（ＧＢ５０３３０—２００２）　６结束语　工程地质条件在锚杆工程中起主控作用。地质条件　［２］《建筑基坑支护技术规程》ＪＣＪ１２０—９９　不良，使巧媳妇难为无米之炊，白费心机，草草上马，会　［３］《岩土锚杆（索）技术规范》（ＣＥＣＳ２２：２００５）　造成工程事故，或者埋下工程隐患，因此必须给予切实　［４］《岩土工程勘察规范》ＧＢ５００２１—２００１　—１２７—　检测与监理　广东建材２０１０年第５期　具有高流动性，以及病害位置、方向关系分析，推断部分　个Ｔ构的梁格模型，如图３所示，重车加载位置如图４　梁端顶死、支座破坏严重，是由于软土地基的积压、推移　所示。　导致墩柱倾斜，从而导致梁端顶死、支座严重破坏等现　象。　试验过程对各主要控制断面进行了挠度、应变及裂　缝观测，试验结果如下：　２主桥Ｔ构线形检测　利用Ｎ３精密水准仪，对主桥桥面左边缘、右边缘、　桥面中心竖曲线线形进行测量，其中桥面中心线相对高　（１）实测Ｔ构牛腿最大弹性挠度值为１６．１８ｍｍ，理论　计算最大值为１６．１３ｍｍ，满足试验方法要求；实测挠度　荷载曲线如图５所示，挠度基本随荷载按线性规律变　化，说明结构处于弹性工作状态。　程示意图见图２，由示意图可知，Ｔ构线形不够光滑平　顺，两牛腿端高差为１０ｃｍ，下挠较为严重。　（２）偏载侧悬臂根部腹板实测最大弹性拉应变和最　大弹性压应变均小于理论计算值，满足试验方法要求。　图６是部分测点的Ｍ—ｅ曲线，应力（应变）随荷载增大　基本按线性规律变化；图７是满载时偏载侧腹板实测弹　性应变随腹板高度变化曲线，应变随高度变化曲线基本　符合平截面假定，表明结构处于弹性工作状态。　（３）在重车作用下，裂缝宽度有所发展，宽度超过规　范允许值，卸载后能恢复原状。　根据试验结果分析，该桥承载力基本能满足原设计　荷载要求，但考虑Ｔ构下沉、裂缝超宽等因素，应对该桥　病害成因分析：　进行１０吨限载，尽快进行维修加固。　（１）Ｔ构悬拼段之间的接缝胶施工质量问题。　（２）混凝土收缩与徐变、预应力钢筋松弛造成的桥梁　非线形变形。　４下部结构检测及静载试验　为彻底了解、掌握软土地基对该桥墩柱的影响，决　（３）不同墩柱基础沉降以及同一个墩柱基础的不均　定对该桥下部结构进行专项检测及静载试验。检测主要　匀沉降造成的Ｔ构轻微转动。该桥桩基为摩擦桩，桩基　内容分为墩台基础监控、桥面高程检测、桥墩倾斜度检　上部为２０多米的淤泥质粘土，占桩长的一半；持力层为　查、墩台身结构现况检测、支座、伸缩缝间隙、梁端间隙　强风化岩层，且岩面向主跨跨中倾斜，在几个不利因素　及横向错位检测、桩基础断裂情况抽芯检测、基桩承载　　的共同作用下，同一个墩柱的两排桩基发生不均匀沉降　力检测等七项。主要结果如下：的可能性很大。　（１）根据检测数据３＃～２５＃墩柱倾斜规律并不明显，　２６＃￣３６＃墩柱向主河道倾斜，近河道附近墩柱倾斜度　较小，近桥台处倾斜度较大，部分超出了公路工程质量　３主桥Ｔ构静载试验　根据常规检测结论和Ｔ构线形检测结果，决定对　检验评定标准要求的０．３％且不大于２０ｍｍ，本次检测墩　２１＃Ｔ构进行静动载试验，利用ＭＩＤＡＳ－－Ｃｉｖｉｌ建立单　柱倾斜度与２００１年广东省交通建设工程质量检测中心　后轮肇　——　脯后艳　酋轮　—　－＿图３主桥ＭＩＤＡＳ梁格模型　图４重车布置图　一１２８一　广东建材２０１０年第５期　：　‘　一　图５部分测点的荷载一挠度曲线　＿■　；一　图６部分测点的荷载一应变曲线　—　他，￡：　图７满载时偏载侧腹板实测应变随高度变化曲线　检测的数据基本吻合，墩柱倾斜较２００１检测数据相比　未有明显变化。　（２）部分墩柱裂缝宽度超过规范允许值。　（３）全桥橡胶支座部分有错位、变形现象，个别支座　己发生剪切破坏。支座的剪切变形方向无明显规律性，　即使同一墩顶上相邻两跨的梁端支座剪切变形方向也　不尽相同。　（４）部分梁端有顶死现象，顶死位置混凝土破损较为　严重。　（５）８处桥面伸缩缝有６处发生了横向错位，其中　１８＃墩顶伸缩缝横向错位达８５ｒａｍ。　（６）桩基础断裂情况抽检结果发现所选取的５根桩　检测与监理　（３—１号、４—２号　５—１号、３３—２号、３６—２号）在系梁下ｌＯｍ　内均无断桩现象，桩身完整性较好。　（７）对３＃墩２＃立柱进行静载试验，试验结果满足　（（试验方法》要求，表明大洞大桥的桩基承载力可以满足　设计荷载等级要求。　检测结果分析：　（１）由于软土地基的高流动性，造成了墩柱的向主河　道方向倾斜，清除了河堤堆沙和其它建筑物之后，倾斜　蛆　未有明显增大。　ｒ＿●●●—　引　●　●＿１　（２）由于墩柱倾斜，造成部分梁端项死、偏位；支座出　现横向、纵向的剪切变形；桥面同时发生横移。　（３）由桩基抽芯检测和静载试验可知，墩柱基础未出　现断桩现象，承载能力满足要求。　５维修加固设计　根据检测资料和竣工图纸进行加固设计，桥址当地　经济较发达，在桥梁加固过程不能完全中断交通，主要　工作如下：　（１）首先复算Ｔ构、２５ｍ挂梁、１６ｍＴ梁以及盖梁在正　常使用状态下的承载能力，经过计算，在正常使用荷载　组合作用下，各构件承载能力均满足规范要求。　（２）对所有裂缝采用化学灌浆方法加固，宽度小于　０．１５ｒａｍ采用环氧胶表面封闭，宽度大于０．１５ｒａｍ进行灌　浆处理。　（３）对Ｔ构项板采用粘贴钢板或碳纤维布加固。　（４）对牛腿按加大截面法进行加固，即加厚牛腿截　面，并在新旧混凝土之间植入２５ｍｍ的螺纹预应力锚杆。　（５）对０＃块横隔板采用粘贴钢板加固。　另外，还对２５ｍ挂梁、１６ｍＴ梁以及盖梁墩柱进行加　固，并更换了部分支座、伸缩缝，由于数据较多，不再赘　述。　６结语　通过一系列检测项目，确定桥梁病害以及相应的加　固方法，但考虑经济条件和加固期间不能中断交通等因　素，最后采用被动的加固方案，加固效果也只是维持现　有承载能力水平，未能主动加固，彻底解决问题。●　【参考文献】　［１］姜海波等．新会市大洞大桥软基病害检测．公路，２００３，０３　［２］罗振华等．梁格法在箱梁桥静载试验中的运用．广东建材　２００８（１１）　——１２９——