淺談蘄州大橋加固處理

吳虹瑾 王建國(guó)

蘄州大橋位于湖北省蘄春縣，是蘄漕公路上的一座重要橋梁。該橋建于1999年，為五跨20 m簡(jiǎn)支T梁，三跨和兩跨一聯(lián)，全長(zhǎng)115.09 m。0號(hào)橋臺(tái)為肋板式橋臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ);5號(hào)橋臺(tái)為U形橋臺(tái)，擴(kuò)大基礎(chǔ)。橋面凈寬為凈13.4 m(行車道)+2×1.5 m(人行道)。2003年10月發(fā)現(xiàn)大橋的0號(hào)臺(tái)錐坡及溜坡下陷，肋板有裂縫，當(dāng)月對(duì)該橋臺(tái)進(jìn)行加固。

1 病害現(xiàn)象

1)錐坡、溜坡有沉陷現(xiàn)象?，F(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)到溜坡下陷約5 cm～15 cm，大部分已與橋臺(tái)蓋梁分離，溜坡表面有裂縫，裂縫自坡頂延伸到河床;錐坡亦有下陷現(xiàn)象。從溜坡與橋臺(tái)蓋梁分離縫觀察，坡內(nèi)的填料為較大的卵石，填料頂面低于橋臺(tái)蓋梁底面。錐坡及溜坡較陡，坡比大于1∶1。病害情況詳見(jiàn)圖1。

2)0號(hào)臺(tái)邊跨T梁及支座有滑移現(xiàn)象?，F(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)到T梁橫隔板沒(méi)有對(duì)齊，橫隔板對(duì)接處錯(cuò)開(kāi)的距離從2 cm～10 cm不等。設(shè)計(jì)圖上T梁端部與橋臺(tái)背墻距離4 cm，實(shí)際觀測(cè)均小于2 cm，部分T梁已頂住橋臺(tái)背墻。0號(hào)臺(tái)上所有支座均為四氟滑板支座，現(xiàn)場(chǎng)可看到支座均不在墊石中央，而是移向橋臺(tái)背墻一側(cè)，且四氟板向橋臺(tái)背墻方向滑移約2 cm。病害情況詳見(jiàn)圖2。

3)橋面三道橡膠伸縮縫均已破損，其中0號(hào)臺(tái)上的橡膠伸縮縫被嚴(yán)密擠緊，且向上拱起，已不能發(fā)揮伸縮作用。

4)0號(hào)臺(tái)為三肋式橋臺(tái)，中間肋板上端有自上向下的斜裂縫，縫寬 3 mm～4 mm，縫長(zhǎng)約40 cm，外側(cè)兩肋板上端亦有裂縫，縫寬1 mm～2 mm，縫長(zhǎng)約10 cm。病害情況詳見(jiàn)圖3。

2 病害原因分析

1)根據(jù)觀測(cè)情況分析，錐坡、溜坡下陷原因有:a.由于坡身陡，在各種荷載的作用下，坡身下滑。b.施工時(shí)填土沒(méi)有夯實(shí)，在自重作用下多年沉降導(dǎo)致而成。錐坡、溜坡下陷的不均勻性導(dǎo)致其坡身開(kāi)裂。2)T梁的滑移是由兩方面原因造成的:a.橋臺(tái)支座為四氟滑板式支座，四氟板摩擦系數(shù)極小，易于滑動(dòng)。在車輛制動(dòng)力、溫度力等水平荷載的作用下，T梁容易向橋臺(tái)方向移動(dòng);b.由于施工誤差，0號(hào)臺(tái)與1號(hào)墩上的支座存在高差，0號(hào)臺(tái)支座頂面比1號(hào)墩支座頂面低，從1號(hào)墩至0號(hào)臺(tái)支座頂面形成了一定的向下縱坡，因此存在著T梁自重的水平分力，且該水平分力指向0號(hào)臺(tái)。加之1號(hào)墩為板式橡膠支座，0號(hào)臺(tái)為四氟滑板式支座，板式橡膠支座比四氟滑板式支座的摩擦系數(shù)大，對(duì)水平荷載的抵抗能力也相對(duì)較大，故在T梁自重的水平分力作用下，T梁向0號(hào)臺(tái)方向滑動(dòng)。3)橋臺(tái)伸縮縫的起拱破壞是在T梁的滑移，溫度的升高，車輛的制動(dòng)力等因素影響下，伸縮縫承受著很大的水平力。同時(shí)由于施工誤差造成橋臺(tái)背墻和T梁之間的縫隙過(guò)小，沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求的4 cm的安裝縫隙，所以限制了其伸縮能力。這樣在很大的水平力作用下，伸縮縫被緊緊頂死而向上起拱。4)肋板出現(xiàn)裂縫，是由以下兩方面原因造成的:a.T梁的滑移及T梁頂板升溫使梁端伸長(zhǎng)頂住橋臺(tái)背墻，這樣在各種水平力(如車輛制動(dòng)力、溫度力、T梁自重的水平分力)作用下，橋臺(tái)背墻和蓋梁承受著較大的水平推力;b.臺(tái)背填料沒(méi)有夯實(shí)，且錐坡、溜坡下陷，對(duì)上述水平推力的抵抗能力有限。故大部分水平力由肋板與蓋梁承受，肋板與蓋梁承受很大的水平力。肋板上部尺寸較小，在較大的水平力作用下容易受剪破壞而產(chǎn)生斜裂縫。

3 加固方案

1)錐坡、溜坡重做，橫橋向坡比采用1∶1.5，順橋向坡比采用1∶1.25，防止其坡身下滑;換填臺(tái)后填土及蓋梁底填土，逐層夯實(shí)，防止其在自重作用下沉陷，并可同時(shí)提高錐坡、溜坡對(duì)水平荷載的抵抗能力。2)針對(duì)T梁的滑移，加固時(shí)曾考慮了兩個(gè)方案:方案一是將四氟滑板式支座換成板式橡膠支座;方案二是從支座墊石到T梁端用砂漿砌到梁底，上墊一塊鋼板，使鋼板與梁底緊貼。兩種方案均是為了適當(dāng)增加支座的摩擦系數(shù)，防止T梁向0號(hào)臺(tái)方案滑移。方案一是一種較徹底的解決方法，但此方案需將梁吊起，施工難度大，不便操作。第二種方案?jìng)髁Σ幻鞔_，但易于施工，最后采用的是第二種方案。3)針對(duì)橋面伸縮縫的起拱破壞，采取了兩方面的措施:a.更換伸縮縫，以適應(yīng)溫度變化引起的變形;b.重做橋臺(tái)背墻，留出4 cm的間距，以利T梁伸縮。施工時(shí)將原背墻打碎，留出豎向鋼筋，把豎向鋼筋往后彎折4 cm，中間增加同直徑的一排豎向鋼筋，橫向鋼筋的間距及直徑保持不變。4)針對(duì)肋板上部出現(xiàn)的裂縫，采取了補(bǔ)強(qiáng)肋板上部鋼筋混凝土的措施。將肋板上部及其相連的橋臺(tái)蓋梁作鋼筋混凝土補(bǔ)強(qiáng)，a.加大其尺寸;b.增強(qiáng)肋板上部的豎向鋼筋及箍筋，以增強(qiáng)其抗剪能力，并保護(hù)由于裂縫裸露的鋼筋不繼續(xù)銹蝕。其加固方案詳見(jiàn)圖4。在補(bǔ)強(qiáng)前先把補(bǔ)強(qiáng)范圍鑿毛，并沖洗干凈。

4 結(jié)語(yǔ)

采用上述方案加固后，加固部分各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)營(yíng)后，各部位均無(wú)異?，F(xiàn)象，說(shuō)明病害原因分析是正確的，所采用的加固措施也是合理得當(dāng)?shù)摹?/p>

[1] 張樹(shù)仁，王宗林.橋梁病害診斷與改造加固設(shè)計(jì)[M].北京:人民交通出版社，2006:116.