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某高架桥加固设计
一、桥梁概况
某高架桥上部结构为二联8孔20米预应力混凝土连续箱梁+
(21.78+32.0+21.78)米钢筋混凝土连续刚架+三联8孔20米连续箱梁+一联9
孔20米连续箱梁+(21.78+32.0+21.78)米钢筋混凝土连续刚架+二联9孔20
米连续箱梁。下部结构为柱式墩、埋置式桥台,钻孔灌注桩基础。桥梁设计荷
载为汽车-超20级、挂车-120。该桥至今已经运营13年。
图1-1桥梁概貌
二、桥梁主要病害及荷载试验结论
经现场踏勘,并对比检测试验检查报告,汇总如下:
2.1、桥梁主要病害检测结论
1、装配式预应力混凝土组合箱梁主要病害
桥梁定期检查中发现绝大部分箱梁左右两侧腹板部位均不同程度出现竖向和
斜向裂缝,裂缝分布在跨中两侧约3-5m范围内,裂缝少则2-4条,多则10余
条,大部分裂缝宽度介于0.04-0.16mm之间,越靠近跨中裂缝宽度越大,少量
箱梁跨中附近腹板竖向裂缝大于0.20mm,达到0.24-0.32mm;裂缝长度基本贯通
腹板高度。裂缝均为结构受力裂缝,当重载车辆通过桥梁时,裂缝有非常明显
的开合现象。
裂缝分布为:每跨两片边梁比中梁腹板竖向裂缝多,缝宽大,且外侧腹板裂
缝多于内侧腹板裂缝。连续箱梁每联边跨箱梁腹板竖向、斜向裂缝较中跨多,
且裂缝分布范围广。同时少量中梁腹板上部距翼板根部约10cm处存在一条基本
贯通的纵向裂缝,缝宽较小,0.04-0.08mm,少量跨中横隔板部位存在竖向细微
裂缝,缝宽0.12-0.16mm。检测中还发现,箱梁顶板现浇段存在纵向开裂。
图2-1典型箱梁腹板裂缝
图2-2典型箱梁裂缝分布
2、下部结构主要病害
全桥共有双柱式桥墩130个(以单幅计),本次桥梁检查共接近检查70个
盖梁,发现43个桥墩盖梁在柱顶受拉区出现竖向裂缝,长度在50-80cm之间,
宽度在0.20-0.50mm之间。
图2-3典型桥墩盖梁裂缝分布
3、支座主要病害
个别支座剪切变形较大,部分支座老化开裂。
4、桥面系及附属构造主要病害
1)、桥面铺装
桥面沥青微表处治层多处大面积剥落;多处桥面铺装部位出现破损、修补部
位较多;在主车道,有较明显的车辙拥包;多数墩顶处桥面铺装层出现横向裂
缝。
2)、桥头连接部
桥头连接不平顺,有轻度跳车现象。
3)、伸缩缝
12道伸缩缝胶条开裂破损严重,存在渗水现象;其中左幅54#、73#伸缩缝
间隙较小,以趋近抵死。
4)、护栏、栏杆
桥面混凝土护栏下部钢筋锈胀,混凝土剥落,两幅约1200m。每跨跨中附近
护栏上部普遍挤压开裂;墩顶部位护栏上部有拉开现象。
5)、排水设施
73#桥台下排水边沟冲刷破损,桥面多处泄水管堵塞,泄水管周围渗漏。
6)、箱梁翼板
左幅29孔跨中附近因左侧护栏1处撞损开裂,导致箱梁翼板断裂渗水,钢
筋锈蚀,长约5m。
三、桥梁病害原因分析与加固方案
3.1、桥梁病害原因分析
检测结论表明,该桥运营13年来,桥梁主要受力构件产生了明显的病害,
其原因是多方面的,分析其主要原因如下:
1、墩顶连续部分失效,这使得主梁不能按原设计的连续梁模式传递弯矩,
桥梁受力模式发生变化,是桥梁病害产生的主要原因。在目前这种受力模式
下,桥梁边跨、中跨实际弯矩均较原设计预期有所增大,致使主梁产生明显的
受力裂缝。长期“超载”运营,致使桥梁裂缝发展迅速。
相同荷载组合下,本桥设计弯矩包络图与退化为简支梁后弯矩包络图的对比
示意见图5-1和图5-2。
图3-1简支梁弯矩包络图单位:
图3-2连续梁弯矩包络图(边跨+次边跨)单位:
2、桥梁活载内力的增加
随着交通运输业的发展,高速公路交通量不断增加,特别是有效治超前超载
车辆的吨位、数量不断上升,使得桥梁长期处于
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