桥梁加固的主要方法和实例讲解

桥梁维修加固的主要方法和实例陈斌基本原则经过技术状况评定以及承载能力鉴定尽量不伤害原结构，减少拆除与更换特殊伤害（高温、冻融、腐蚀等）应专项处置确保工艺流程的安全有效主要方法更换原构件增大截面粘贴钢板、纤维复合材料增加体外预应力改变结构体系梁式桥加固施加体外预应力需进行加固构件强度不满足桥梁稳定性不满足桥梁耐久性不满足构件刚度不满足改变结构体系增大截面粘贴钢板粘贴纤维复合材料更换主梁增强横向整体性梁式桥加固——简支梁、板桥抗弯能力不足挠度过大施加体外预应力法增大截面法；简支变连续法当承载力提高幅度不大时粘贴钢板粘贴纤维复合材料个别主梁病害严重其他主梁良好更换主梁法梁、板横向联系不足增强横梁加强桥面横向联系；增设横向预应力斜截面抗剪不足增大截面；施加体外预应力粘贴钢板；粘贴纤维复合材料沿预应力钢束位置纵向开裂封闭裂缝耐久性处理连续梁、连续刚构箱梁刚度不足严重下挠施加体外预应力法改变结构体系法箱梁抗剪承载力不足增大截面、增设竖向预应力粘贴钢板、粘贴纤维复合材料箱梁抗弯承载力不足施加体外预应力法粘贴钢板或纤维复合材料、增大截面箱梁顶、底板因承载力不足产生纵向开裂粘贴钢板粘贴纤维复合材料；增设横肋齿板局部成压不足引起齿板破坏或锚固区箱梁局部开裂增大截面粘贴钢板牛腿开裂粘贴钢板、粘贴碳纤维板材施加体外预应力拱式桥加固——加固方法增大主拱截面、调整拱上建筑恒载、增强横向整体性增大截面或改变截面形式、粘贴钢板及纤维复合材料增强横向整体性增强横向整体性、粘贴钢板及纤维复合材料、施加体外预应力以及增大构件截面增大截面、调整拱上建筑恒载、增加拱肋、增强横向整体性以及粘贴纤维复合材料外套钢管混凝土增大截面、粘贴纤维复合材料、更换吊杆或系杆、改善桥面系结构及增强横向整体性圬工拱桥：双曲拱桥：桁架、刚架拱桥：钢筋混凝土箱板（肋）拱桥：钢管混凝土拱桥：桥梁下部结构加固盖梁台身墩柱增大截面、粘贴钢板或纤维复合材料等方法加固采用增大截面、钢套管内灌混凝土、粘贴纤维复合材料或钢板等方法加固采用外包钢筋混凝土套箍、更换台后填土、增设辅助挡土墙、框架梁加注浆锚杆等方法加固。基础基础冲刷地基采用增大基础底面积、增大桩头面积增加基桩、增设支撑梁等方法加固。可采用高压旋喷注浆、土体注浆等方法加固。用抛石、砌石防护、石笼、板桩防护、上游设导流坝、下游设拦砂坝等方法加固。1.T型梁病害为什么会这样？怎么办？2.支座破损怎么办？更换3.盖梁、墩柱开裂3.盖梁、墩柱开裂A-A粘贴钢板（300mmX6mm）碳纤维布AA粘贴碳纤维布粘贴钢板对吗？4.连续刚构桥箱梁斜裂缝4.连续刚构桥箱梁斜裂缝4.连续刚构桥箱梁斜裂缝5.连续刚构桥箱梁纵向裂缝5.连续刚构桥箱梁纵向裂缝怎么办？6.连续箱梁纵、横向开裂贴碳纤维布7.支座滑移表示主梁滑移方向行车方向12号墩9号墩6号墩3号墩0号台15号墩18号墩21号墩24号墩27号台表示支座错位表示支座开裂最大3cm最大10～13cm设置挡块8.火灾后修复火混凝土剥落混凝土剥落、钢筋退火鉴定结论1、火灾对大桥6#～7#跨有明显的损伤，对桥溪沟大桥5#～6#（含6#墩下T梁的橡胶支座）无影响。2、大桥6#～7#跨的受损墩柱、联系梁、盖梁和预应力空心板均应进行加固。2008年8月22日完成大桥6#～7#跨的荷载试验,经对测试数据的初步分析,桥溪沟大桥6#～7#跨火损后仍能满足原设计要求，可在原设计荷载下正常使用。从耐久性角度考虑，该跨应进行必要的加固和补强。加固措施1、空心板加固对1～18号空心板进行修复，首先在未剥落底板凿除混凝土，凿除深度为2.5cm，误差小于5mm，对受损混凝土在凿除深度上应增加0.5～1cm，保证新鲜混凝土强度达到C40。植筋挂设2525cmφ6钢筋网，用喷射厚度为3.5cmC40混凝土防护。再粘贴2层200g厚度为0.111mm碳纤维布，每块板对称贴三条，单条宽20cm。加固措施2、桥墩盖梁加固凿除表面混凝土，凿除深度为3cm，误差小于5mm，对受损截面深度大于3cm处，应增加0.5～1cm，保证新鲜混凝土强度达到C30。在侧面和底面植筋，挂设2525cmφ6钢筋网，喷射C30混凝土，喷射分两次完成，第一次喷射应保证厚度修复到原结构尺寸，第二次保证3cm，平均厚度为6cm。加固措施3、桥墩系梁修复对表面未剥落的面层，凿除混凝土深度为3cm，误差小于5mm，对受损截面深度大于3cm处，应增加0.5～1cm，保证新鲜混凝土强度达到C30，凿除后用C30环氧砂浆抹平修复。加固措施4、桥墩墩柱加固对表面未剥落的面层，凿除混凝土深度为3cm，误差小于5mm，对受损截面深度大于3cm处，应增加0.5～1cm，保证新鲜混凝土强度达到C30。矫正受损钢筋，对变形较大，且无法矫正的钢筋，采用截断后连接的方式矫正。然后在桥墩墩柱混凝土表面植筋挂钢筋网，第一次喷射应保证厚度修复到原结构尺寸，第二次保证2cm，喷射平均厚度为4cm混凝土。9.拱桥加固40004000綦江江津12880病害1、拱肋发现拱肋分布5条横向裂缝，分布拱脚、跨中位置。裂缝由拱肋顶面向底面发展，裂缝宽度在0.1mm左右，最宽处达到0.20mm。5条裂缝均发展至拱肋侧面，拱顶裂缝由底面向上缘发展，侧面最高高度达60cm，拱脚裂缝由拱背向底面延伸，裂缝最长长度70cm，裂缝高度均已超过截面中性轴。拱肋拱顶立面裂缝拱肋拱脚拱背裂缝病害2、桥面铺装及行车道板桥面为水泥混凝土铺装层与车行道板现浇，目前桥面平均横坡为1.3%，比设计值略小。检查中发现桥面行车道板存在41条横向裂缝，其中39条横向贯通，41条裂缝均上下贯通。桥面裂缝行车道板底面裂缝病害3、人行道系本桥人行道系构件包括人行道板、人行道梁及护栏，人行道路缘石平均高度为30cm。人行道梁目前被水流侵蚀，长有青苔，护栏扶手松动，人行道板存在少量松动病害。綦江侧桥台，第2～4号人行道挑梁上游悬臂端根部开裂，裂缝宽约0.2mm。病害4、伸缩缝全桥共设置5道橡胶伸缩缝，伸缩缝防水功能已丧失。5、纵梁纵梁连接处出现2处混凝土崩裂，崩裂最大宽度为2mm。鉴定结论定期检查结论：桥整体状况评定为四类，桥梁处于较差状态。桥面行车道板已达到五类，处于危险状态。主要病害为：桥梁桥面铺装及行车道板存在共39条贯通性裂缝，行车道板整体性已丧失；主拱拱肋共发现5条结构性裂缝，裂缝宽约0.1mm～0.2mm，裂缝高度已超过截面中性轴，裂缝已超限。鉴定结论结构检算结论：主桥主拱肋在考虑现有病害条件下，承载能力不能够满足通行汽车-20级、挂车-100，人群-3.5kN/㎡荷载的要求。桥面行车道板承载能力也不满足设计荷载要求。综合结论：现状态下的江津真武大桥总体技术等级评定为四类，处于较差状态。主拱肋、桥面行车道板强度不满足汽车-20级、挂车-100、人群-3.5kN/㎡荷载使用要求。主要病害成因分析1、拱肋病害成因分析拱肋外观缺陷：发现拱脚顶面有横向裂缝，裂缝最宽处达到0.20mm，裂缝高度已超过截面中性轴，不满足规范要求。在桥墩、基础的检查中未见墩台及基础变形，因此排除由基础破坏造成拱肋开裂的可能。在测量拱轴线中发现，拱肋上下缘线形与设计值吻合较好，排除拱轴线下挠造成的开裂。根据定期检查结果及现场调查结论，造成本项病害的主要原因是由于近期大量重车的通行，实际荷载和冲击远大于设计荷载汽车-20级荷载标准，这是造成近期拱脚及拱顶截面迅速开裂。主要病害成因分析2、行车道板病害分析行车道板外观病害：造成行车道板开裂的主要原因也是现在通行荷载超过设计荷载，导致桥面局部应力过大，使结构破坏。施工中未严格按照设计图纸要求，把预制横置桥面板变更为整体现浇板，也是行车道破坏的一个原因。行车道板破坏，也加大了汽车冲击对桥梁主拱肋的影响，近期出现的拱肋裂缝也是一个印证。病害处置措施1、拱肋加固处治目的：将现有开裂结构恢复成无铰拱构造，同时增加截面，满足设计荷载标准。1.1拱肋裂缝处理对全桥的裂缝采用“必可”法封闭。病害处置措施1、拱肋加固1.2拱肋增大截面加固拱脚采用在拱背增大截面法进行加固处理：在两岸拱肋上植HRBφ12筋，拱肋植筋间距20×20cm，浇筑C40混凝土，混凝土在沿拱肋纵向约10m的长度内，增厚30cm；拱顶采用在拱肋底面粘贴钢板的方法，加固拱顶底面10m区域均粘贴8mmQ345B钢板，单块钢板规格为10000（长）×150（宽）×8（厚）mm，每片拱肋上粘贴3块，全桥共12块。病害处置措施2、更换行车道板和桥面铺装拆除现有铺装层和行车道板，在现有纵梁上加设基本尺寸规格为950×56×75cm，设计强度为C50的横梁（在伸缩缝位置做特殊处理），横梁沿桥纵向按立柱间距布置，在横梁上铺设尺寸规格378×99×25cm（除拱顶区域）；在拱顶区域上铺232×99×25cm的行车道板，设计强度为C40。病害处置措施2、更换行车道板和桥面铺装在行车道板上浇筑均厚10.6cm的桥面铺装，桥面横坡为1.5%，混凝土强度为C40。为增加其防水效果，铺装层还需掺入杜拉纤维、减水剂、微膨胀剂，以防止混凝土微裂纹。杜拉纤维的掺入量1.5kg/m3；微膨胀剂掺入量30kg/m3；减水剂掺入量适当即可。为确保钢筋位置与设计值对应，建议在50×50区域内设置不少于4个预制混凝土块，确保钢筋网高度距混凝土顶面为4cm。病害处置措施3、更换人行道系鉴于人行道护栏松动，人行道板疏松，人行道梁混凝土表面存在露筋的缺损，表面水流侵蚀严重，人行道高度不满足重庆市公路桥梁人行道高度40cm的要求。现对人行道系进行全部更换，拆除现有人行道栏杆、人行道板和人行道梁，然后在横梁上砌筑人行道板、路缘石和栏杆等。新人行道系全部材料采用C30混凝土，新做人行道板单块规格1.25×99×6cm。铺成后，采用2cm水泥砂浆层抹平。病害处置措施4、改变纵梁结构形式减少伸缩缝在维修整治中，为增加桥梁整体性，将桥面铺装尽可能连续，现有全桥纵梁的变形缝减少4道。同时将现有伸缩缝也需进行拆除更换。行车道板和桥面铺装更换后，全桥共设5道伸缩缝，分别设置于墩、台交界处。伸缩缝规格为SSFB40型伸缩缝，伸缩缝回填区混凝土强度为C40。病害处置措施5、纵梁修复对于纵梁连接处崩裂的混凝土先进行凿除，然后用C40混凝土将凿除刷新旧混凝土截面胶后浇筑新的混凝土，新混凝土强度设计值达到C40。维修加固总体示意图施工工序工程概况主跨140m+240m＋140m预应力混凝土连续刚构变截面、直腹板、单箱单室(箱宽22m)悬臂浇筑10.预应力混凝土连续刚构桥加固主要缺陷主跨跨中下挠31.7cm腹板与底板交接处裂缝（3mm）主跨80至160m范围腹板开裂箱梁顶板纵向开裂主要原因墩顶索布设不足截面选择不佳(剪力滞效应明显)无下弯索,竖向预应力损失估计不足加固方案墩顶增设体外预应力钢束(12×19φ15.24)局部粘贴钢板裂缝灌浇、封闭121211.预应力混凝土T梁加固缺陷T梁马蹄开裂缺陷凿开保护层后仍见裂缝未见粗骨料出露验算结论考虑第4跨2#T梁马蹄缺陷（不考虑马蹄参与受力）时：1#梁预应力钢筋不满足“规范”要求；2#梁的强度、混凝土应力、预应力钢筋应力等都不满足规范要求。荷载试验结论左幅第5跨上部T梁的强度和刚度满足规范要求；左幅第4跨上部T梁的强度和刚度满足规范要求，但其强度安全储备偏小；左幅4#墩顶处T梁强度满足规范要求；左幅3#墩底截面强度满足规范要求；第4跨T梁跨中裂缝在最大试验荷载作用下，1#、3#梁梁底纵缝宽度未出现明显变化，2#梁底纵缝随荷载增加而增大。加固方案表面缺陷修补对于面积小于（25×25）cm2，深度小于5cm时的混凝土表面缺损，凿除松动混凝土，外露骨料，钢筋除锈，用聚合物水泥基修补材料进行修补。对于缺损面积大于（25×25）cm2，深度大于5cm时的混凝土结构表面缺损，凿除松动混凝土，外露骨料，钢筋除锈，喷涂界面剂，采用环氧混凝土修补。裂缝修补采用自动低压渗注法进行处理。钢筋外露、锈蚀处