1. 广东省交通运输高级技工学校2. 佛山市公路勘察规划设计所有限公司
摘要：由于交通量增长、超载车辆以及环境因素的变化使桥梁上部结构出现各种病害，需及时采取加固措施以提高桥梁的耐久性和安全性。
关键词：上部结构；病害；加固
1.工程概述
佛山大桥位于佛山市禅城区S121省道（原325国道）上，上跨汾江河。佛山大桥整座桥由建成时间不同的左右两幅桥组成，东侧为旧桥，桥梁跨径组合为28×20（连续梁）+7×42.4（拱桥）+4×20（连续梁），于1982年建成，1998年进行过维修；西侧为新桥，为32跨预应力混凝土空心板+9跨预应力混凝土连续梁桥，建成时间为1997年。本次研究的对象为东侧旧桥拱桥部分，其结构为7孔上承式钢筋混凝土肋拱桥，其跨径组合为7×42.4m，矢高6.85m，主桥桥长296.8m。 该桥横向由7片拱肋组成，间距为2.6m。拱肋在实腹段为变截面，“凸”字形截面，至跨中部位尺寸渐变为0.35×0.6m，拱肋在空腹段为等截面，矩形截面，尺寸为0.35×0.8m，拱上纵梁采用“凸”字形截面，为等截面，截面尺寸为0.35×0.6m。拱上设置7片纵梁搭接桥面板，每跨拱肋上设置两道立柱，拱肋间设置钢筋混凝土横系梁，横系梁与拱肋采用预埋件连接，形成框架拱结构。桥面布置为1.7m人行道+2.6m非机动车道+1.25m绿化带+12m车行道+0.75m绿化带，桥面系采用5cm厚微弯板，其上浇注40#混凝土填平层和6cm厚的30#混凝土磨耗层。拱脚恒载按铰接，活载按固接计算。裸拱肋安装完成后用300#水泥砂浆将拱肋顶端承压面通过灌浆孔灌注振动密实，待桥全部完成后再用300#干硬性砼振捣密实。桥墩基础采用钻孔灌注桩，直径1.2m，每桥墩设12根。荷载等级：汽车-20级，挂车-100，人群：3.5kN/m2。
2.病害状况
根据佛山市公路桥梁工程监测站《佛山市禅城区佛山大桥（旧桥主桥）桥梁外观检查报告》2011.2.20，佛山大桥（旧桥主桥）外观检查结论为：
1）拱上纵梁内外侧腹板普遍存在竖向开裂，裂缝主要位于支座至与拱肋相接处，个别裂缝延伸至底板，裂缝最大宽度为0.25mm，其中钢筋重心处裂缝最大宽度为0.05mm，属于普通混凝土梁正常受力裂缝，但纵梁与拱肋相接部位普遍存在开裂现象，裂缝最大宽度达0.4mm。
2）拱肋未发现肉眼可见结构性受力裂缝，但局部存在破损、露筋现象；拱肋间横系梁普遍有竖向开裂，裂缝宽度较为细小，部分横系梁有局部破损、露筋等病害；拱上纵梁间横系梁普遍也有竖向开裂现象，且系梁两侧连接钢板普遍钢板外露锈蚀现象。
3）桥面板（5cm厚微弯板）普遍存在纵向开裂现象，裂缝主要位于各纵梁间微弯板中央位置，最大裂缝宽度约0.4mm，部分裂缝间存在有渗水结晶现象。在试验荷载作用下微弯板纵向裂缝最大扩展223.9με，换算成钢筋应力增量为44.78MPa，裂缝宽度从0.40mm扩张至0.43mm，扩张8%，卸载后相对残余均满足要求，说明卸载后裂缝基本恢复到加载前状态，处于弹性工作状态。
3.病害原因分析
3.1.原设计采用的截面及钢筋较少，安全储备偏小。
3.1.1.拱上纵梁验算
4.2.横系梁
拱肋间横系梁、拱上纵梁间横系梁普遍存在多条竖向裂缝，裂缝最大宽度均在0.15mm以下。查图纸为系梁侧面没有布置水平分布钢筋，出现混凝的收缩裂缝。处理方式：对系梁所有裂缝均采用改性环氧胶泥表面封闭处理。
4.3.微弯板
桥面板各纵梁间出现裂缝，裂缝最大宽度约0.4mm，查原图纸，桥面板中间开裂位置，板厚只有5cm，每块微弯板宽50cm配配置4φ6钢筋，对整个截面其含筋率太少。按分布规律为受力裂缝，由于现在的交通量远远大于设计时交通量。故需对本裂缝进行加固处理。处理方式：清理表面水渍，对桥面板上所有裂缝，宽度≥0.15mm的进行灌注型结构胶压力灌缝处理，宽度<0.15mm的采用改性环氧胶泥表面封闭处理；然后再在桥面微弯板底面横桥向粘贴碳纤维布1层。按碳纤维受拉计算采用以下假定：①碳纤维粘贴前先对裂缝进行处理，断面处于不开裂状态。②粘贴的碳纤维承受全部砼受拉区的拉应力或承受全部拉区钢筋的拉应力。③根据“加固规范”对构件塑性变形的限制，碳纤维的抗拉强度标准值取 ＝εfEf＝0.01×2.4×105＝2400 MPa。比较前面计算结果，拉力最大的是第一种情况，即“按计算结果，在弹性阶段求受拉区砼总拉力”，1米范围其总拉力Nc=208 kN（m板宽），将该拉力由粘贴的碳纤全部承担。按贴一层碳纤维计算，需粘贴的碳纤维宽度：b＝208×1000÷2400÷0.167＝519 mm（100cm板宽）。按每块微弯板（宽50cm）贴2条15cm宽碳纤维布条状粘帖，端部采用15cm宽的压条碳纤维布粘帖。
5.结语
随着社会的发展，交通量迅速增长，桥梁荷载经常超出原有桥梁荷载等级，桥梁出现大于规范要求的裂缝宽度，影响桥梁的承载能力和耐久性，需要加强对原有桥梁结构的管养和检测发现病害及时进行加固处理以提高桥梁的耐久性和安全性。
参考文献：
〔1〕《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-89）；
〔2〕《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023-85）；
〔3〕《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-85）；
〔4〕《公路桥梁加固设计规范》（JTG/T J22-2008）。
〔5〕《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/T J23-2008）。
〔6〕《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）。
〔7〕《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367-2006）
〔8〕佛山市公路桥梁工程监测站《佛山市禅城区佛山大桥（旧桥主桥）检测报告》2011；
〔9〕佛山市建筑工程设计室《佛山大桥工程拱桥部分设计图》。
作者简介：
刘琼（1981.12），女，本科，路桥工程师，主要从事路桥教学工作.
论文作者:刘琼1,梁润泽2
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/11
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