虎門大橋輔航道橋加固實例

1、虎門大橋輔航道橋加固實例一、簡介廣東虎門大橋輔航道橋位于廣東省東莞市，橋孔徑布置為150+270+150m預(yù)應(yīng)力混凝土繼續(xù)剛構(gòu)，單幅橋箱梁為單箱單室截面，箱梁頂面寬15m，箱寬7m，頂板懸臂寬度4m，主梁根部梁高為14.8m，在跨中位置梁高5m，其間梁高按拋物線變化。箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，縱橫向預(yù)應(yīng)力采用鋼絞線束施加，豎向預(yù)應(yīng)力采用精軋螺紋粗鋼筋施加。主橋下部結(jié)構(gòu)為雙薄壁墩身，群樁基礎(chǔ)。自從1997年建成運營至今，消失了一些病害，病害主要表現(xiàn)在跨中底板消失橫向裂縫和下?lián)弦约斑吙绾?/4中跨附近消失較少量的腹板斜裂縫。下面就這兩個主要病害舉行分析。1、跨中消失下?lián)虾烷_裂（1）對收縮徐變的認(rèn)識因

2、為原設(shè)計對收縮徐變認(rèn)識不夠，實際上混凝土的收縮徐變可能要大，那么跨中下緣混凝土的儲備會削減，會促使底板產(chǎn)生橫向裂縫和跨中下?lián)?。?）施工過程中橋面調(diào)平層混凝土加厚通過檢測，梁體在施工過程中有較大的超方，橋面混凝土調(diào)平層厚度比設(shè)計的厚度平均增厚8cm多，這部分增厚的調(diào)平層會使跨中下?lián)?.6cm，而其引起的收縮徐變又會使跨中下?lián)?0.3cm，此部分荷載在跨中產(chǎn)生拉應(yīng)力，也會使跨中應(yīng)力儲備削減。（3）溫度荷載的影響不同的溫度梯度變化對于跨中下緣應(yīng)力儲備也是不同的。綜合以上三點，通過計算分析，跨中下緣在（恒載+預(yù)應(yīng)力+收縮徐變+活載+降溫負(fù)溫差）組合下，中跨跨中下緣有2.3MPa的拉應(yīng)力，這也表示跨中

3、混凝土已開裂。另外計算分析可知，鋪裝加厚與收縮、徐變的估量不足以及鋪裝加厚引起的收縮、徐變共使跨中產(chǎn)生3.6+2.8+10.316.7cm的下?lián)现怠Ｒ驗榭缰邢聯(lián)弦矔觿∠淞旱拈_裂，而箱梁開裂引起下緣混凝土失效，結(jié)構(gòu)形心軸上移，又會加速箱梁的下?lián)?，跨中開裂與跨中下?lián)鲜窍嗷ビ绊懙?，這也從理論上分析了輔航道橋消失主要病害的根本緣由。2、現(xiàn)狀橋主拉應(yīng)力考慮橋面鋪裝混凝土加厚和原設(shè)計對收縮、徐變的估量不足，在不考慮豎向預(yù)應(yīng)力狀況下各截面最大主拉應(yīng)力為2.1MPa，考慮豎向預(yù)應(yīng)力后的主拉應(yīng)力為0.59MPa，腹板主拉應(yīng)力值并不大；另外從全橋腹板斜裂縫分析來看，雖然裂縫在囫圇橋跨結(jié)構(gòu)的縱向分布形態(tài)中有一定的

4、對稱性，但在箱梁上、下游腹板上的對應(yīng)關(guān)系并不顯著。因此腹板消失少量斜裂縫不是設(shè)計緣由，而是豎向預(yù)應(yīng)力的有效應(yīng)力沒有保證所致。二、 加固設(shè)計目標(biāo)按照本橋現(xiàn)階段的病害狀況，通過方案比選和初步設(shè)計評審以及施工圖評審，終于維護的目標(biāo)主要決定在以下幾方面：1在原有預(yù)應(yīng)力鋼絞線在維護后使用年限內(nèi)損失10與不損失兩種狀況下，確保該橋滿意結(jié)構(gòu)極限承載力和正常使用的要求。2適當(dāng)改善主橋的縱向橋面線形，維護目標(biāo)是跨中撓度升高5-8厘米，緩和主梁顯然的連續(xù)下?lián)犀F(xiàn)象，維持以后運營的橋面線形。3增大主梁最小壓應(yīng)力儲備，跨中底板下緣增強不小于5MPa的壓應(yīng)力，除將跨中橫向裂縫閉合外尚留有2Mpa的壓應(yīng)力。4對原有破壞的橋

5、面鋪裝舉行更換處理。5對箱內(nèi)垃圾舉行清除，安裝永遠(yuǎn)性照明設(shè)備、人梯以便日后檢查。三、 加固措施1原管道檢查（1）對頂板上層預(yù)應(yīng)力管道按照布索狀況，在逼近錨頭處在鑿除橋面鋪裝后鑿開梁體混凝土舉行通氣檢查。（2）對底板預(yù)應(yīng)力管道在鑿開封錨混凝土后舉行通氣檢查。（3）對壓漿不密實管道再舉行壓漿處理。（4）維護處理過程要加強對管道的庇護。2增設(shè)體外索（縱向預(yù)應(yīng)力鋼束）在箱體內(nèi)側(cè)布置體外縱向預(yù)應(yīng)力鋼束來提高橋梁的承載力，使維護后的結(jié)構(gòu)在原有預(yù)應(yīng)力鋼絞線銹蝕10后仍能達(dá)到汽車超20級、掛車120標(biāo)準(zhǔn)，并保證有一定的平安儲備。3箱體裂縫處理裂縫寬度0.15mm的裂縫采用壓漿法舉行修補，裂縫寬度0.15mm的

6、裂縫采用封閉法舉行修補。4蜂窩、麻面、空洞的處理將蜂窩、麻面、空洞四周鑿毛并洗凈，用干砸混凝土填充。5掉塊、露筋（鋼板）的處理將鋼筋或鋼板銹跡清除，并把松動的庇護層鑿去、洗凈。如損壞面積不大，可用環(huán)氧砂漿修補，如破壞面積較大，噴注高標(biāo)號水泥砂漿。6對橋面鋪裝的處理在檢測時發(fā)覺，實際的混凝土平均厚度比設(shè)計的厚8cm多，初審看法建議考慮減薄橋面厚度。通過仔細(xì)研究，認(rèn)為減薄橋面厚度可以起到減載的作用，但是減薄橋面厚度之后，主梁的撓度和應(yīng)力增強；另外全橋的橋面厚度減薄會給施工帶來比較大的困難，工期無法控制，對橋上交通的正常運營影響很大，因此只對主墩墩頂處一定范圍的鋪裝舉行處理。處理措施如下：A、橋面鑿

7、除在主墩墩頂處（從0號塊6號塊約48m范圍內(nèi)）將原橋面鋪裝鑿除。B、橋面防水在原箱梁頂面涂刷一層防水材料。C、橋面植筋用探測儀探出鋼筋和縱向、橫向預(yù)應(yīng)力管道和豎向預(yù)應(yīng)力鋼束錨具位置后適當(dāng)植筋，不能植筋的位置采用與梁體平凡鋼筋綁扎的銜接方式。D、橋面內(nèi)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)橋面內(nèi)鋪設(shè)間距10x10cm鋼筋直徑為12mm的鋼筋網(wǎng)片，放置在植筋上面。E、橋面混凝土澆注在原橋面混凝土應(yīng)能達(dá)到W6抗?jié)B等級要求，具有防水功能。另外橋面鋪裝每立方米混凝土中摻入2.7kg（即3包）19mm長增加、混參型聚丙烯纖維網(wǎng)。四、加固設(shè)計要點1、體外預(yù)應(yīng)力布置采用的體外預(yù)應(yīng)力鋼束均為底板束。中跨共設(shè)7對2715.24mm（0.6英

8、寸）鋼絞線束，邊跨各設(shè)1對27 15.24mm（0.6英寸）底板鋼絞線束。底板束均通過齒板錨固于底板上并逼近底板布置。體外預(yù)應(yīng)力鋼束張拉力取鋼絞線破斷強度的65%，單根鋼絞線張拉力為169.3KN。2、主要錨固構(gòu)造底板束錨固構(gòu)造：在箱梁內(nèi)側(cè)澆注新齒板，通過在箱梁底板鑿出剪力槽，接觸面種植鋼筋，使結(jié)構(gòu)共同受力。3、箱梁腹板裂縫處理及補強措施1裂縫寬度0.15mm的裂縫采用壓漿法舉行修補，裂縫寬度0.15mm的裂縫采用封閉法舉行修補。2在后期運營過程中為抑制跨中裂縫連續(xù)進(jìn)展，在橋梁中跨跨中兩側(cè)各11m范圍內(nèi)，腹板內(nèi)、外側(cè)和底板外側(cè)粘貼碳纖維布舉行補強，粘貼纖維方向與順橋向全都。3為了抑制主拉應(yīng)力斜裂縫，在各邊跨22號塊到29號塊40m范圍，中跨合攏段每側(cè)19號塊到27號塊45m范圍，腹板內(nèi)、外側(cè)粘貼碳纖維布舉行補強，粘貼纖維方向為豎直方向。五、加固施工總體挨次維護施工挨次如下：1清除箱內(nèi)垃圾，安裝照明設(shè)備、人梯。2打掉原有橫向預(yù)應(yīng)力封錨混凝土，重新封錨。3對原有破壞的橋面鋪裝舉行鑿除，再種植鋼筋，鋪設(shè)橋面鋼筋焊網(wǎng)，最后澆注橋面防水網(wǎng)狀聚丙烯纖維混凝土。4箱內(nèi)新舊混凝土接觸面鑿毛，鑿毛面和鑿除面清刷整潔。5齒板縱向每60cm設(shè)置一道26x5cm的橫向剪力槽，剪力槽間距為34cm，鑿除面清刷整潔。6齒板種植錨筋。7布設(shè)底板體外束齒板平凡鋼筋。8澆注