曾家2号桥加固处治分析研究
2015-06-24
1工程背景
曾家2号桥位于重庆市江津区S106线上，为连接华兴路与华西路的主要通道。该桥是一座3跨钢筋混凝土简支T梁，桥跨布置为3×12m，桥梁全长52.46m。由6片T梁采用铰接形式组成，单跨设有4道横隔板，主梁高1.2m，梁肋厚0.20m，主梁间距1.65m，翼缘板端部厚0.12m、根部厚0.20m。桥面布置为：2.0m（人行道+栏杆）+6.8m（车行道）+2.0m（人行道+栏杆）。经现场调查，发现主梁翼缘板、腹板等处出现裂缝，支座破损等病害，同时，随着交通量的增加，重车超车现象频繁，该桥需作加固处理。
2病害调查及原因分析
2011年4月相关检测人员到现场对该桥进行了勘察。为便于描述，由华西路到华兴路方向的跨数编号依次为1＃、2＃、3＃跨，桥墩台编号依次为0＃桥台、1＃桥墩、2＃桥墩、3＃桥台，梁板的编号由有水管侧至另一侧依次为1＃—6＃梁。通过检测发现该桥主要存在以下病害：（1）2＃、3＃跨，支座附近多片主梁出现多条斜向裂缝，主梁两侧裂缝对称，裂缝最大长度0.8m，最大宽度2mm；（2）1#、2#、3#跨有局部露筋现象，钢筋锈蚀；（3）各片主梁中部出现多条竖向裂缝，裂缝最长1.0m，宽2mm；（4）2#、3#主梁底部混凝土脱落，主梁有效截面减少；（5）主梁多块横隔板沿中缝开裂；（6）桥面多处出现破损现象，破损面积较大；（7）原桥无泄水管，影响桥梁结构的排水性能；（8）桥台出现竖向长裂缝，承载力不足。
检测人员在现场收集资料的基础上针对该桥病害的成因进行了深入、细致地分析：（1）原桥支座附近截面存在抗剪承载能力不足，在支座附近截面有多条斜向受剪主裂缝；（2）原桥跨中截面抗弯承载能力不足，在多片主梁跨中下缘位置出现受拉裂缝；（3）主梁钢筋保护层厚度设置过薄，导致出现主梁梁底钢筋外露；（4）桥梁施工存在众多不足之处，在混凝土浇筑期间，新浇混凝土养护不到位，导致多处主梁混凝土存在干缩裂缝，局部区域出现网状裂缝；（5）桥梁设计荷载偏低，桥梁通行重车较多，导致该桥承载能力不足。
3加固整治措施
加固前取最不利主梁进行计算，加固后采用整体截面进行计算，列出了曾家2号桥在公路－I级两车道作用下，控制截面在加固前和加固后的内力分析以及计算结果。
1、采用“必可法”修补主梁出现的裂缝
在采用截面转换加固钢筋砼T型梁桥技术增强主梁前，应对梁体已有裂缝先进行封闭处理，可采用“必可法”进行裂缝处理。其中裂缝的宽度＜0.15mm采用环氧砂浆进行封闭处理，裂缝宽度≥0.15mm采用化学灌浆进行封闭。通常采用日本KONISHI公司E207DS灌注材料和E390密封材料，对内外主梁裂缝进行封闭处理，以恢复结构原有有效截面面积。E207DS灌注材料抗压屈服强度>50MPa，抗拉剪强度>20MPa，E390密封材料抗弯拉强度>40MPa，抗压屈服强度>60MPa，抗拉强度>20MPa，抗剪强度>11MPa。
2、利用截面转换加固改造技术对主梁加固
为了提高原桥的抗弯刚度和抗扭刚度，采用主梁截面转换成箱梁截面的加固技术。在主梁中部6m范围内通过增设钢筋混凝土底板加以封闭，加固底板厚12cm；为提高钢筋混凝土强度、刚度及耐久性能，主梁采用C40钢纤维混凝土，按砼重量的1.5‰掺入减水率大于25％的高效减水剂。该项技术的关键在于新增设的钢筋混凝土箱型底板能否与原主梁共同受力、协调变形，因此要求施工时严格按有关规范执行。混凝土浇筑方式为先浇筑跨中段，再浇筑两端，施工顺序为先封闭中间主梁，再封闭边主梁。
3、粘贴钢板加固技术
为了提高支座截面的抗剪承载能力，采用粘贴钢板条对各跨支座附近的主梁腹板进行加固，腹板钢板条的净距为14cm，厚度为8mm。
4、预应力锚索框架技术加固桥台技术
针对桥台出现的竖向长裂缝，采用预应力锚索框架技术对桥台进行加固处理，以提高桥台的强度。
5、桥面系改造
由于该桥桥面系破损严重，凹凸不平，影响行车舒适度，故对桥面系重新进行改造。主梁加固设计的过程中，对桥面铺装、泄水管、栏杆及其它附属设施进行优化设计，以提高桥梁的耐久性和安全性。改造前先拆除原桥面系，现浇新的桥面铺装层及防护系统。由于路面改造，造成桥面标高高于两侧路面标高，故设计组采用在桥头分别向两侧取6m的距离作为过渡段，纵向放坡坡度根据实际情况调整。
4结语
经过现场调查，针对曾家2号桥主梁出现裂缝、露筋等病害，主要采用了粘贴钢板、截面转换等加固技术，加固之后，桥梁结构的强度和刚度都得到了明显的提高，从而保证了行车安全，目前加固施工已经竣工，桥梁通行顺畅。
