桥梁加固实例及工艺介绍
原桥基本概况原桥基本概况l1970年建成，三孔25米跨径双曲拱桥，主拱结构为：7肋6波，2道横隔板，7道横系梁，重力式墩台，桥面净宽7.0+2x1.0，荷载等级为：汽15,挂80。主要病害主要病害 l桥面严重损坏,排水不畅,主拱圈拱波有裂缝和渗水现象,裂缝最宽达3.2mm。l根据检测结果,主拱圈及拱波有严重破损,永久变形超过了规范容许,其实际承载能力不能满足汽15,挂80,更不能满足目前实际运营荷载的要求。维修加固方案维修加固方案l由于70年代设计主拱圈断面偏小,仅35cm高、20cm宽,且钢筋含量很小,横向联系偏少,稳定性差。本次加固对每孔上、下游的边肋与4#拱肋(中间一个肋)作为加固对象,采用外包砼加大拱肋断面的方法。并每孔增加5道横系梁。l对桥面系进行改造,对所有裂缝进行封闭处理。见设计图st8.st9工艺特点工艺特点 l采用植筋和裂缝封闭工艺 桥梁基本概况桥梁基本概况l该桥70年建成通车，为一座1x30+6x49+1x100.27+1x49+1x15米空腹式双曲拱桥，主跨径100.27米，全长554.08米，设计荷载等级为：汽13级，拖60。该桥横跨汉江，位于石泉汉江水库下游500米处，大坝多次泻洪对主孔桥墩扩大基础冲刷深度过大，造成岩面外露，底部出现空洞，双曲拱主拱肋和拱波出现严重破损、裂缝，拱顶下沉，承载力下降。主要加固方案主要加固方案 l在9#墩基础空洞处先用钢管支撑，然后浇灌砼，同时在新旧砼界面处埋置压浆管，待砼收缩达到设计强度后，补压水泥浆，确保新旧砼紧密结合，整体受力，对原9#基础周围修筑钢筋砼围裙，要求围裙嵌入基岩微风化层的深度不小于150cm。l增设双曲拱肋间底板，使双曲结构变为箱式组合结构，增加拱圈刚度，提高承载力。见设计图st10。l对拱肋拱波破损、裂缝处进行补强和封闭 桥梁基本概况桥梁基本概况l该桥为9孔净跨径为20米的实腹式钢筋砼双曲拱桥，主拱矢跨比为六分之一，7肋6波，设10道横系梁。下部结构为重力式墩台。设计荷载等级为：汽一13，拖一60。桥全长212米，1968年9月建成通车。l拱肋为等宽度，拱肋间距1.24m，边肋外侧0.24m，内侧高0.20m，宽0.20m。桥面宽度9.0m(0.5m护轮带和护栏、7.0m行车道)，桥面没3%横坡，无纵坡。见桥照片桥梁病害情况桥梁病害情况l2005年01月经荷载试验表明实际承载力不能满足汽一13，拖一60。病害主要表现为：桥面铺装：桥面出现多处网裂，部分桥面坑洼不平，局部出现坑槽。特别是旬邑至彬县行车方向因为重载交通方向，情况严重。排水不畅，雨水下渗，加重了主拱圈及拱波的损伤。见照片栏杆：由于侧墙外鼓，导致栏杆错位、变形，护轮带开裂。栏杆多处砼开裂、破损。侧墙：侧墙变形开裂、渗水，最为明显的第六孔侧墙向外鼓幅度达20cm，第8孔侧墙外鼓15cm，其余孔的侧墙也有外鼓趋势。见照片主拱肋：局部砼出现砼剥落，边肋外侧及拱肋与拱波结合部位、拱脚及其附近区段存在渗水侵绌。部分拱肋接头处砼开裂剥落，钢板外露锈蚀。拱肋横向联结拉杆构件断面小，部分联结拉杆出现松动。拱波：有纵向开裂和渗水侵蚀现象，局部砼剥落。墩台：有渗水侵蚀，砂浆剥落，骨料外露等。加固设计荷载等级加固设计荷载等级 l上部结构按公路2级等级计算分析。加固方案加固方案l综合该桥病害，上部结构承载力降低不能满足现营运要求，拱上建筑出现严重病害，侧墙外鼓、渗水、桥面系严重损伤等。本次加固上部建筑必须拆除重新做。根据这一实际情况，该桥采用如下改造加固方案：l拆除拱背上面所有建筑，以拱背做为底模，新浇注厚3ocm钢筋砼板拱圈，并保证新旧拱圈紧密结合共同受力。在新拱圈背面设防水层。l为减轻拱上建筑自重，将原实腹式结构改为空腹式，在主拱圈两侧各设一个腹孔，其跨径3.2m，矢高0.3m，园弧拱。l侧墙改为现浇片石砼，拱上填料采用砂砾，桥面结构为20-26cm厚水泥稳定碎石，20cm厚钢筋砼桥面板。l对拱肋、拱波及墩台砼裂缝进行封闭修补。l将原栏杆扶手变为防撞护栏。（见加固总体布置图）加固方案及工艺特点加固方案及工艺特点l在原拱背上面补强，便于施工。增设腹拱，减轻拱上建筑物重量。l采用新型防水材料。l采用植筋工艺，保证新旧砼共同受力。l采用裂缝封闭工艺。原桥概况原桥概况l该桥86年建成通车，5x16m浆砌预制块斜拱桥，全长108.1米，斜交角度35，设计荷载等级：汽20，挂100，桥面宽净9.9m+2x0.5m防护栏。（见该桥照片）主要病害主要病害l桥面损坏，排水不畅，渗水严重，主拱圈有纵向开裂，拱顶、1/4处横向开裂，拱圈预制块出现竖、横向错台，侧墙有不同程的开裂，拱圈承载力明显降低。加固方案加固方案l用微膨胀砂浆对拱圈裂缝灌浆封闭。l在原拱圈下新增30cm厚板式拱圈一道，采用30号钢筋砼结构。l拆除原侧墙重新砌筑。l将原拱上填料清除，换填砂砾。工艺特点工艺特点l在原拱圈下顶面植筋与新设拱圈钢筋相连，在新旧砼界面埋设压浆管对新旧界面由于收缩出现的间隙压水泥浆，确保新旧结构紧密结合，整体受力。l施工麻烦，砼浇注难度大。原桥基本概况原桥基本概况l该桥主桥为2x120米中承式钢管砼拱桥，桥面宽为13米，设计荷载为：汽20，挂120。吊杆采用5平行高强钢丝，每根吊杆110根，外裹三层玻璃丝布包裹沥青，然后灌注包含三层钢丝网的40#水泥浆，最后外涂一层桔黄色的反光漆。锚固采用普通镦头锚，现场实施，全桥共44根吊杆。该桥96年建成通车。（见该桥照片）主要病害及维修方案主要病害及维修方案l吊杆多处有裂缝和破损，水密性和气密性难以保证，拱肋和吊杆结合部位有进水现象，经检查钢丝有锈蚀，根据近年国内外有关资料钢材在高应力状态下腐蚀速度是自然状态下106 倍，特别是国内同类桥梁事故发生，决定将该桥吊杆全部更换，新吊杆采用柳卅ovm生产的新型成品吊杆。吊杆更换工艺吊杆更换工艺 l采用大型型钢在桥面两侧用拉杆对拉，使桥面系在平面系内保持整体(因为该桥面为悬浮体系，更换某个吊杆时，在该吊杆处及相邻两个吊杆位置要将桥面断开，作标高调整)。l拆除要更换吊杆处的人行道板，解除相应的桥面连续，每次不大于三道缝。l安装临时吊带，用千斤顶将旧吊杆调整至不受力状态。l截断旧吊杆从上、下两端取出。l对原拱肋进行扩孔，安装新导管，用环氧砂浆填充孔隙，准备安装新吊杆。l安装新吊杆，调整好标高，将临时吊带上的荷载分级逐步卸载至新吊杆上。l拆除临时吊带，对新吊杆安装保护罩，内灌防腐油。l重复以上步骤，更换下一吊杆。（见更换过程中的照片）桥梁基本概况桥梁基本概况l该桥为一孔45米钢筋砼刚架拱桥，下部为重式桥台，1998年建成通车，该桥施工采用预制安装组拼，由于横系梁连接处焊接质量差，钢板锈蚀，造成横向连接薄弱，横向刚度明显偏低，承载力下降。加固方案加固方案l封闭裂缝。l新增横系梁。l粘贴钢板：在拱片跨中区域的拱肋下缘粘贴钢板，限制裂缝发展提高抗弯刚度，在斜腿及悬杆侧面粘贴钢板，在悬杆、实腹段和拱腿交角处粘贴钢板限制裂缝发展。（见照片）原桥主要概况原桥主要概况 l该桥1969年建成通车，主桥上部为：36.8+3x55.2+36.8米5孔连续钢桁梁，引桥上部为：22米钢筋砼T型梁，下部为重力式墩台，桥全长为392.06米，桥面宽为：0.75+7.0+0.75米，设计荷载为：汽13，拖60。（见桥图片）主要病害主要病害 l桥面损坏较严重，行车道梁之间产生纵向裂缝。l该桥目前行驶的车辆相当数量己超过汽20，部分已达汽-超20的标准，钢桁梁原设计荷载巳不能满足要求，处于超负荷运行。l车辆通过桥梁时钢桁梁发生较大的竖向位移和横向摆动，有明显不安全的感觉。a、部分钢横梁螺栓松动，个别脱落，车辆通过时 横梁出现明显挠曲和扭转变形。b、引桥T梁裂缝较多加固方案加固方案l经过对主、引桥静、动荷载试验，表明均可满足原设计标淮，但不能满足现行交通要求，该桥是连接陕西山西的重要国道，承担着重要的煤炭运输任务，因此决定按汽20，挂100标准进行加固：l通过结构受力分析，计算出不满足强度指标的杆件、节点板及螺栓。(1)、对杆件截面不够的在原杆件面上新增钢板用高强螺栓相连并考虑与接点板的连接。(2)、对于节点板综合考虑板本身抗拉、挤压及螺栓的抗剪强度等，对不满足要求的板，对没有斜腹杆的节点板加固方法为：在原节点板上增大迭加补强；对有斜腹杆的节点板加固方法为：取消原节点板更换一个新连接板并增加高强螺栓。l钢横梁的加固：在横梁的顶、底面、侧面各焊贴钢板，提高抗弯、抗扭能力。l对全桥钢结构进行重新防腐涂装。l引桥T梁加固：在跨中14.16米范围的底板上粘贴钢板，在两端长约4.5米范围腹板上45方向粘贴钢板，同时对所有裂缝进行封闭。加固工艺特点加固工艺特点l对钢桁架桥采用钢加钢的方案在国内不多见，在理论上能计算的比较准确，加固费用低。l节点板的拆除更换补强是关键工艺，怎样即方便实施又能保证桥梁的安全，铆栓拆除工艺。原有杆件节点板上现场打孔工艺，新旧杆件孔位配合。l对原钢桁梁的测绘。l引桥钢板粘贴工艺及裂缝封闭工艺。加固效果加固效果l按以上方案加固完成，经检测达到了提高承载力的目的，且挠度和振动明显减小。原桥基本概况原桥基本概况l该桥上部为现浇钢筋砼连续箱梁，单箱双室，桥孔布置2x22.562+31.656+6x20米，汽超20，挂120设计标准，各孔跨中附近底板和腹板普遍存有裂缝，部分跨墩顶附近翼缘板裂缝多，最大为0.4mm，荷载试验表明整体抗扭刚度不足。维修加固方案维修加固方案l跨中底板增加预应力抵抗正弯矩提高抗扭。l墩顶区域顶板增加预应力抵抗负弯矩提高抗扭。l封闭所有裂缝 原桥基本概况原桥基本概况l该桥为三跨21.78m+32.00m+21.78m的连续刚构桥，横截面为单箱多室，整体现浇施工，1997年建成通车，该桥病害为：箱梁底板出现大量横向裂缝，腹板部位出现较多竖向裂缝，裂缝宽度大都在0.2mm以上。底板渗水现象严重。加固方案加固方案l在各孔跨中区域底板粘贴钢板，在墩顶区域箱梁顶板粘贴钢板，钢板材料为16Mn，厚度6mm。l封闭裂缝。l凿除原桥面沥青层和砼铺装层，新做钢筋砼桥面，采用植筋等办法，保证铺装层与梁体共同受力，提高承载力。桥梁基本概况桥梁基本概况l1.主要技术参数l结构形式：140米单跨桁梁式悬索桥。l主缆：单链，每根主缆由27根42钢丝绳组成。主缆矢跨比1/9。l锚碇：钢筋砼隧洞式。l吊索：纵向间距7.0米，采用一根42钢芯钢丝绳。l索塔：平面框架式钢塔架，高17.9米，两塔中心距144米。l桁梁:跨度140米,节间长度3.5米,桁高3.5米,两主桁中心距9.5米。l桥面净空:净7+2*1.0米人行道,行车净空高度5米。l桥梁设计荷载等级:汽-13,拖-60,人群3kn/m2l桥面结构:钢桁梁上铺设钢筋砼型梁,其上设置10cm砼铺装层和4cm沥青层 主要病害主要病害l该桥73年建成通车,94年更换了陕西岸伸缩缝,99年更换了桥面铺装,并对主缆、吊索和锚室进行了维护。主要病害为:l桁架、主缆、吊索等钢结构的防护层老化、开裂、剥落,构件局部明显锈蚀。l桥面系破损严重。其中,桥面铺装层几乎损失殆尽,行车道板所有铰缝均以破坏,板的砼开裂、压碎、部分板已经断裂。见照片l吊索偏移,试验结果和计算分析表明其安全系数已不满足规范要求,靠近索塔的吊索尤为严重。l该桥为连接陕西山西交通重要桥梁,交通量大,车辆超载现象很普遍,实际运营荷载远大于设计荷载,处于超负荷运营状态。维修加固方案维修加固方案l本次维修加固主要目的在于延长桥梁使用寿命桥面系改造:将原型梁、砼铺装及沥青层拆掉,新设计成钢-砼组合结构,即在原钢桁梁节点横梁上铺设H型钢纵梁,纵梁之上设置8cm厚钢筋砼预制板,其上浇注8.75-14cm厚c40砼现浇层,其上做改性沥青撒铺碎石磨耗层,为了保证桥面系与桁梁整体共同受力,在钢纵梁顶面设置两排抗剪栓钉。新桥面系自重减少约10%。见设计图st-10l将原砼人行道系更换为加劲钢板结构,减轻了自重。主缆索防护：采用c型结构,从内向外是密封膏(聚异丁烯不于性密封膏或亚麻油锌粉膏一2-3mm)+4.
