【www.zhangdahai.com--其他范文】
周栓科 刘少乾
1. 四川高速公路建设开发集团公司 四川 成都 610072
2. 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 四川 成都 610041
桥梁运营一段时间后，受荷载作用、环境腐蚀[1]、材料老化等因素影响，逐渐产生裂缝等病害，结构性能逐步退化，桥梁养护工作就显得尤为重要。因此依托桥梁损伤检测[2,3]，查明病害现状及发生原因[4]，掌握结构病害严重程度及发展趋势，为桥梁养护管理提供对策制定依据，对保障桥梁结构安全及路网畅通，科学高效合理利用养护资金以实现桥梁养护绿色低碳化具有极为重要的现实意义[5]。
本文依托京昆高速某多跨梁板组合体系桥梁，以损伤检算为基础，对桥梁各构件、各部件及上部结构、下部结构、桥面系进行技术状况评定、采用引入分项检算系数进行桥梁承载能力评估及损伤原因分析、拟定养护策略建议。本文研究成果可为同类型养护工程提供参考。
某多跨梁板组合体系桥梁位于京昆高速公路上，结构类型及孔跨布置为4×30m简支空心板+（30+55+30）m现浇连续梁+18×30m简支空心板。桥梁总长782m，桥面总宽26.5m，单幅桥面净宽12.25m，行车道宽2×3.75m，中央分隔带设宽2.0m人行通道，桥面纵坡为0.16%。大桥设计荷载为汽车-超20级，挂车-120，地震烈度为VI度。
3.1 桥面铺装
全桥合计32处桥面连续，其中横向开裂共计22处，占比为68.8%；
桥跨存在纵向开裂现象桥跨共计6跨（6条纵向裂缝），占全桥总跨数12%。横向裂缝方向由客货车道向两侧车道发展，长度范围集中在客货车道和超车道，横向裂缝基本未贯通；
纵向裂缝方向主要由跨内向两侧发展，长度多大于1/2跨，部分纵向裂缝贯通。
3.2 上部结构
上部结构病害主要为简支空心板底板纵向裂缝，支座附近截面竖向及斜向裂缝，病害特征信息统计如表1所示。
表1 引桥上部结构空心板裂缝特征统计表
3.3 下部结构
下部结构典型病害主要表现为：主桥主墩盖梁变截面处环向贯通裂缝，裂缝长度L=210.0cm，裂缝宽度bmax=1.16mm；
引桥桥墩盖梁挡块与主梁挤压造成的挡块破损。
3.4 其他检测结果
（1）自振特性
采用动态数据采集仪和941B型拾振器对引桥第16跨和第19跨简支空心板梁桥进行自振特性测试，测试结果显示竖向基频均为3.81Hz，与同跨径其他类型简支梁桥相比竖向刚度明显偏低。
（2）支座
引桥合计1408个橡胶支座，其中存在支座脱空现象支座仅为9个，占比仅为0.6%，不具有普遍性。
采用分层综合评定与5类桥梁单项控制指标相结合的方法，依据《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG /T H21-2011）[3]，对主桥和引桥进行技术状况评定，评定结果如表2和表3所示。主引桥整体技术状况评定均为2类（有轻微缺损，对桥梁使用功能无影响）。考虑到部分构件技术状况等级为3类，仍需对构件病害成因进行分析，以制定针对性养护措施。
表2 主桥技术状况评定结果
表3 引桥技术状况评定结果
5.1 桥面铺装横向开裂
（1）桥面连续处铺装横向开裂
导致桥面连续处铺装横向开裂直接原因在于混凝土铺装层产生横向裂缝后向上映射到沥青铺装层并发展而出现。
综合分析判定造成桥面连续处铺装层开裂的主要原因在于30m简支空心板整体刚度偏弱，梁端转动引起的桥面连续处混凝土铺装层承受过大负弯矩作用，进而引起混凝土铺装层横向开裂并映射至沥青铺装层。
（2）桥面铺装纵向开裂
桥跨存在纵向开裂现象桥跨数共计6跨（其中左幅1跨，右幅5跨），占比为12%，不具有普遍性，主要原因可能在于施工工艺偏差导致同跨内梁板间铰缝刚度不一致，在车辆荷载作用下各梁板间竖向位移不同导致梁间铰缝承受较大的剪切作用，当剪切效应大于设计剪切强度时导致铰缝混凝土和混凝土铺装层开裂，进而发展映射至沥青铺装层，出现沥青铺装层的纵向裂缝。
检测过程中发现桥面铺装纵向开裂位置对应梁底铰缝处基本都存在渗水痕迹现象，说明该位置铰缝存在开裂或破损等病害，雨水由铰缝渗入空心板底板。
5.2 空心板裂缝
1）底板纵向裂缝成因
空心板底板混凝土不密实，保护层厚度偏薄，在混凝土收缩作用及预应力引起的横向正应力联合作用下容易产生底板跨中处沿预应力管道的纵向裂缝。
2）腹板竖向裂缝和斜向裂缝
出现腹板竖向裂缝和斜向裂缝的梁板数仅占梁板总数的3.4%，不具有普遍性。该类裂缝主要是由于特定梁板抗弯和抗剪承载能力不足引起的；
其中腹板竖向裂缝主要是正弯矩引起的截面纵向正应力，腹板斜向裂缝主要是弯剪组合引起的主拉应力引起的。
5.3 主墩盖梁环向裂缝
结合施工图设计文件中盖梁钢筋及预应力筋构造图，发现盖梁倒角截面下缘第二层主拉钢筋在该截面处中断，导致锚固长度不足，不满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）9.1.4条规定“当充分利用钢筋受拉强度时，直线段受拉钢筋末端最小锚固长度应大于35倍钢筋公称直径”，未能充分发挥钢筋抗拉作用。建立盖梁有限元模型进行盖梁局部检算，检算结果发现在不考虑锚固长度不够的主拉钢筋时，倒角截面抗弯承载能力和正常使用最大裂缝宽度均不满足规范要求。
故主墩盖梁环向裂缝主要原因在于部分主拉钢筋构造措施不当引起的。
为掌握在现有技术状况下桥梁的承载能力状况，采用引入分项检算系数修正极限状态设计表达式的方法对现浇连续箱梁进行承载能力检算，检算荷载等级维持原设计荷载等级，检算项目及依据分别按照《公路桥梁承载能力检测评定规程》JTG/T J21—2011和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362—2018执行。
6.1 分项检算系数
依据检测结果，分别计算承载能力检算系数、承载能力恶化系数、截面折减系数、钢筋截面折减系数，各分项系数取值如表4所示。
表4 分项检算系数取值
6.2 承载能力检算结果
1）承载能力极限状态
基本组合作用下，现浇箱梁正截面抗弯和斜截面抗剪均满足规范要求，但富余度相对较低，其中中跨跨中正截面抗弯富余度为2.50%，距边支座中心h/2截面抗剪富余度为17%。
其中富余度含义为：（结构抗力-荷载效应）/结构抗力×100%。
2）正常使用极限状态
频遇组合及准永久组合作用下，主梁边跨跨中处截面主拉应力超限，其余关键截面均满足规范要求；
标准组合作用下结构主压应力及挠度检算结果均满足规范要求。
1）该桥总体技术状况等级为2类，结构有轻微缺损，对桥梁使用功能无影响，无需进行相应交通管制。
2）部分构件技术状况等级达到3类，建议在适当养护周期内重点针对桥面铺装横向开裂、主墩盖梁环向裂缝等重点病害进行处治，依据病害成因制定针对性合理处治措施。
3）在日常巡查、经常检查及定期检查中应重点关注现浇箱梁中跨跨中、边跨跨中等富余度低或主拉应力超限关键截面裂缝发生和发展情况的检测。
依托某多跨梁板组合体系桥梁，本文主要对桥梁结构损伤检测、技术状况评定、承载能力评估及病害成因分析进行了逐步递进式阐述，提出了较为合理的养护建议，可为同类型工程的检测或管养单位桥梁养护提供一定经验。
猜你喜欢 检算装层桥面 桥面铺装层对中小跨径桥梁基频影响分析山东交通科技(2020年2期)2020-08-13桥面铺装混凝土凿除工艺对比分析中华建设(2020年5期)2020-07-24钢桥面铺装技术现状与发展石油沥青(2020年1期)2020-05-25桥面施工中平整度的控制江西建材(2018年1期)2018-04-04非对称大跨径连续刚构桥体外预应力加固设计及施工监测研究科技创新导报(2017年22期)2017-10-26桥面防水的过去、现在和未来中国公路(2017年15期)2017-10-16高速公路桥面铺装层施工要点中国公路(2017年9期)2017-07-25钢盒新技术在跨铁路连续梁中跨合拢中的应用价值工程(2017年10期)2017-04-18空隙形态及分布对钢桥面沥青铺装层断裂行为的影响北方交通(2016年12期)2017-01-15旧空心板桥水泥铺装层改造方案研究工程建设与设计(2016年8期)2016-03-11本文来源：http://www.zhangdahai.com/shiyongfanwen/qitafanwen/2023/0903/648829.html
