某簡支T梁橋維修加固設(shè)計(jì)

謝 丹

（中國華西工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司深圳分公司，廣東深圳 518029）

1 概述

某舊橋位于深圳市茅洲河，建于2000年，橋長90.04 m。橋跨為5×16 m，橋面總寬31.2 m，分左右兩幅。上部結(jié)構(gòu)為C30預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁，梁高1.3 m，梁肋腹板寬18 cm，翼板全寬2.2 m，每跨縱向各設(shè)有4道橫隔板；下部結(jié)構(gòu)為25號(hào)鋼筋混凝土柱式墩。橋臺(tái)為C25鋼筋混凝土樁柱式橋臺(tái)，墩臺(tái)基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。圖1為該橋立面圖。

圖1 橋梁立面圖

2 舊橋檢測(cè)

2.1 橋梁主要病害

橋梁病害主要?dú)w為：（1）T梁出現(xiàn)較多結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫，存在疲勞破壞的安全隱患；（2）T梁梁肋底面局部鋼筋外露、銹蝕、保護(hù)層偏薄；（3）混凝土存在局部輕微離析、網(wǎng)裂、碎裂，并存在滲水泛堿現(xiàn)象；（4）伸縮裝置伸縮功能失效；（5）橋面水泥混凝土鋪裝局部輪跡區(qū)有輕微麻面，墩頂假縫處有輕微橫向裂紋，雨水下滲等。

2.2 荷載試驗(yàn)

橋梁原設(shè)計(jì)荷載為：汽-超20級(jí)；驗(yàn)算荷載：掛車-120。新設(shè)計(jì)荷載為城-A級(jí)。根據(jù)舊橋荷載試驗(yàn)報(bào)告，該橋整體技術(shù)狀況等級(jí)評(píng)定為C級(jí)，承載能力能夠滿足城-A級(jí)荷載的通行標(biāo)準(zhǔn)。但由于該橋T梁跨中區(qū)域分布較多豎向裂縫，橋跨的1/4點(diǎn)附近也有少量斜向剪切裂縫，在試驗(yàn)荷載作用下，部分裂縫擴(kuò)展較大，且結(jié)構(gòu)存在疲勞破壞的安全隱患。因此為避免結(jié)構(gòu)發(fā)生突然的脆性破壞，建議對(duì)上部T梁進(jìn)行加固處理。

3 加固設(shè)計(jì)

根據(jù)新建道路工程要求，橋面新加鋪一層瀝青鋪裝，活載和恒載均增大 ，同時(shí)考慮粘貼鋼板后增加荷載來驗(yàn)算T梁結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行加固處理。根據(jù)裂縫位置和形態(tài)，分別對(duì)T梁腹板底和側(cè)面粘貼鋼板進(jìn)行加固（見圖2、圖3）。鋼板材料采用Q345qc，梁底灌注鋼板寬度為16 cm，厚度為8mm，側(cè)面灌注鋼板寬度為10 cm，厚度為6 mm。鋼板緊貼梁布置，鋼板螺栓采用M10化學(xué)錨栓，植入深度為6 cm。鋼板封邊，固化后方能灌注專用鋼板粘結(jié)膠，灌注專用鋼板粘結(jié)膠厚度4～5 mm。灌注鋼板要求一次成型，不允許搭焊。粘貼或灌注鋼板前，要求對(duì)鋼板非粘貼面打磨至st2.5級(jí)。

灌注或粘貼鋼板前應(yīng)對(duì)表面進(jìn)行清理、平整、處理后的表面須滿足施工工藝要求。錨栓鉆孔前須先探測(cè)T梁鋼筋位置，鉆孔時(shí)須采取措施避免對(duì)鋼筋造成損傷，施工中若鉆孔位置與鋼筋位置沖突，可適當(dāng)調(diào)整鉆孔位置。加固完成后，對(duì)所有鋼構(gòu)件按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行防腐涂裝。

4 維修處理方案

4.1 裂縫修補(bǔ)

4.1.1 裂縫分析

T梁腹板附近出現(xiàn)的裂縫，裂縫寬度較小，分布不均，方向不規(guī)則的多為非結(jié)構(gòu)性裂縫，是由于運(yùn)營期外界環(huán)境影響引起的混凝土溫差及收縮徐變或是施工時(shí)質(zhì)量缺陷和養(yǎng)護(hù)條件差等原因造成的（見圖4）。接近跨中位置的豎向裂縫和靠近支點(diǎn)附近的斜向裂縫為結(jié)構(gòu)性裂縫。豎向裂縫寬度不大，大多小于0.2 mm，只有個(gè)別幾個(gè)大于0.2 mm，且間距較密，分布均勻，多為跨中截面附近下緣受拉區(qū)貫穿到梁頂?shù)?。這種裂縫是由于在外荷載作用下，當(dāng)結(jié)構(gòu)承載力不足，外力（包括沖擊力）超過設(shè)計(jì)要求，或是由于受拉區(qū)布筋不夠等原因，在梁的受拉側(cè)產(chǎn)生豎向裂縫，并垂直地向中性軸發(fā)展。斜向裂縫多出現(xiàn)在橋跨的四分點(diǎn)處，寬度不大，方向大致接近45°，這種裂縫是支點(diǎn)（或腹板寬度變化處）附近截面由主拉應(yīng)力引起的斜向剪切裂縫。由于主拉應(yīng)力方向鋼筋不足或是局部應(yīng)力過大，在梁兩端、支座等處容易產(chǎn)生劈裂裂縫。隨著這些裂縫寬度增大，預(yù)示結(jié)構(gòu)的截面承載力不足，對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性影響較大，應(yīng)引起足夠的重視，及時(shí)進(jìn)行維修加固。

圖2 單片T梁腹板側(cè)面粘貼鋼板示意圖

圖3 單片T梁粘貼鋼板橫斷面示意圖

圖4 T梁裂縫示意圖

4.1.2 裂縫處理

對(duì)于縫寬小于0.1 mm，且深度較淺的細(xì)小裂縫采用環(huán)氧樹脂材料進(jìn)行表面封閉法處理；對(duì)于縫寬在0.1～1.5 mm間的，數(shù)量較多的裂縫采用自動(dòng)低壓滲注法；對(duì)于縫寬較大，深度較深的裂縫采用壓力灌注法處理。

4.2 混凝土破損、鋼筋銹蝕處理

4.2.1 病害分析

上部梁端支座和伸縮縫附近的混凝土存在大量破損、離析、碎裂、滲水泛堿的現(xiàn)象。這些病害主要是由于梁端伸縮縫失效造成梁端混凝土與橋臺(tái)背墻擠壓受損形成的。部分T梁腹板底部存在鋼筋外露銹蝕的現(xiàn)象，主要是由于鋼筋混凝土保護(hù)層過薄的等原因形成的。由于混凝土的缺陷，環(huán)境中的水及侵蝕性介質(zhì)就可能滲入混凝土內(nèi)部，與混凝土中某些成份發(fā)生化學(xué)、物理反應(yīng)，引起混凝土損傷，影響結(jié)構(gòu)的受力性能和耐久性。

4.2.2 病害處理

先對(duì)混凝土破損區(qū)進(jìn)行清理，剔除劣化混凝土表面，如松動(dòng)、剝落等，露出新鮮混凝土。對(duì)破損、斷裂和銹蝕嚴(yán)重的鋼筋進(jìn)行清除銹跡，涂刷防銹劑或阻銹劑并進(jìn)行整修和補(bǔ)充，然后鑿毛新舊混凝土連接處，噴灑界面劑，采用環(huán)氧混凝土材料進(jìn)行修補(bǔ)，要求必須與原混凝土結(jié)合良好，成為一體。對(duì)翼板滲水處，鑿除橋面鋪裝，鑿毛新舊混凝土連接處，噴灑界面劑，采用環(huán)氧混凝土材料進(jìn)行修補(bǔ)。

4.3 橋面鋪裝破損修復(fù)

根據(jù)工程方案原舊橋混凝土鋪裝上新加鋪瀝青混凝土鋪裝，中間設(shè)防水層。在新鋪瀝青鋪裝前，水泥混凝土橋面板表面作銑刨拉毛處理，清除浮漿，除去過高的突出部位，對(duì)破損的部位進(jìn)行修補(bǔ)清理，新舊混凝土結(jié)合處噴灑界面劑。

4.4 伸縮縫損壞處理

原伸縮裝置伸縮功能失效。橋面新做瀝青鋪裝原伸縮縫不能使用，故對(duì)舊伸縮縫進(jìn)行更換，新作淺埋式三防縫伸縮裝置。

5 結(jié)語

橋梁加固前，應(yīng)根據(jù)相關(guān)要求、規(guī)范對(duì)其進(jìn)行外觀檢查、技術(shù)狀況評(píng)定、承載能力檢測(cè)和驗(yàn)算，以確定維修加固方案。本文通過對(duì)某T梁橋維修加固實(shí)例的介紹，為舊橋適應(yīng)新的使用工況、提高承載力富余、增強(qiáng)安全性和耐久性方面提供一定的借鑒和參考。

[1]JTG/T J22-2008，公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]JTG/T J23-2008，公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范[S].