预应力混凝土T型梁桥桥面裂缝成因分析及处理

发布于:2021-06-11 04:25:25

预应力混凝土 T 型梁桥桥面裂缝成因分析及处理
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发表时间:2010-09-03

来源:鸣网 作者:

[摘要]某 T 型梁大桥的桥面多处出现纵向裂缝,部分已修补过的桥面再次出现了裂缝, 桥面破损相当严重,严重影响行车安全。 [关键词]T 型梁桥面裂缝,成因分析,桥面处理 一、桥面裂缝成因分析 某桥梁上部构造为 30m 预应力混凝土 T 梁,每跨横向由 5 片组成,T 梁仅两端各设置 一道横隔板,中部无横隔板。预制 T 梁间设计考虑为铰接,铰缝宽度较小,预制 T 梁顶面 为现浇的 14cm 厚钢筋混凝土桥面板,层内设置有双层钢筋网。面层为 6cm 水泥混凝土桥 面,层内设置 φ6.5 钢筋网,网距较大,为 20×20cm。 为了弄清桥面裂缝产生的原因,受力分析模型考虑采用空间实体单元,模型用 Midas2006 按一跨五片 T 梁建立,汽车荷载按汽-超 20 级中 55t 重车在影响面上加载。 通过分析发现,T 梁横向弯曲现象明显,荷载作用下桥面板承受较大的竖向剪应力,另 外桥面板顶面还承受较大的横向拉应力。特别是中 T 梁顶面附*,混凝土最大横向拉应力 为 1.77MPa。虽然该拉应力小于混凝土设计强度 2.45MPa 的限制,但由于本桥位于小半 径圆曲线上,且纵坡较大,桥上行驶的重车也较多,故桥面面层所受的离心力及刹车引起的 制动力较大, 分析模型中并未考虑到这部分外力影响, 故综合考虑这些因素后桥面面层混凝 土拉应力是大于 2.45MPa 的。这也就是桥面裂缝产生的主要原因。 重新建立增加横隔板后的分析模型, 其他条件与前一模型的保持一致后进行分析, 这时 新增的横隔板承担了较多的横向弯矩,故桥面板混凝土的最大横向拉应力急剧减小,仅为 0.21MPa,这对避免桥面开裂是有利的。另外由于桥面面层改为改性沥青混凝土,减小了 桥面面层所受的制动力,同时增加了面层的延性,这对避免桥面开裂也能发挥较好的作用。 二、维修治理方案 1、治理方案主要分为两个部分:上部构造 T 梁增加三道横隔板和桥面系更换面层。 2、大桥每天过往车辆较多,若中断交通时间较长将带来许多社会问题,故考虑将新增 横隔板按预制方案进行施工,尽量保证横隔板施工期间车辆畅通。另外由于桥墩较高,搭支 架困难,吊装时的工作*台考虑采用桥面吊架。 3、为了改善桥面行车条件、减小裂缝再次产生的几率,面层由原桥的水泥混凝土改为 改性沥青混凝土。 三、施工方案说明 根据大桥维修治理工程的实际情况,以*行作业的施工方式为主,采用封闭左、右半幅 超车道或行车道,在封闭的桥面*沧昂岣舭濉⑽耷琶妗D舛ㄊ┕ぜ苹缦拢 1、施工准备阶段:根据实施性施工组织设计:选择采购加工设备和安全防护设施等准 备工作。 2、施工阶段:首先进行横隔板的预制,受场地及材料运送限制,采用 C50 早强商品 混凝土进行施工,同时开始进行破损桥面清理及挖补工作;待混凝土达到设计强度后,封闭 左幅行车道,在封闭的桥面上钻孔,安装安全绳,根据 T 梁实际尺寸放样并钻通横隔板吊

装孔。当完成行车道作业后封闭超车道进行钻孔,设置安全绳。 吊装吊架, 作业人员利用吊架搭设马蹄部分的操作*台, 在上面钻横隔板在梁肋部分的 锚固孔,在高空作业时安全带始终挂在预先设置的安全绳上。 安装 T 梁横隔板,灌注 JGN 结构胶,待其强度达到设计要求后焊接湿接缝钢筋,接缝 浇筑应封闭全车道。浇筑横隔板下端的湿接缝,对于上端湿接缝的施工方法是:先现浇封闭 车道的两条湿接缝; 剩余两条湿接缝立模, 当先浇的湿接缝达到强度后封闭车道再对其进行 浇筑。 当破损桥面的清理及挖补工作完成后, 封闭单幅桥面通车进行施工, 待单幅桥面摊铺改 性沥青混凝土完成沥青混凝土降温至 50 摄氏度以下,清理场地后恢复交通。 四、经验总结 1、重视安全:由于该桥梁处于高速公路车流集中路段,施工属高空作业,在施工安全 上需特别重视,严格按照相关规范作好安全部署。路面上,各种标志标牌按照相关的规定设 置,并派专人作好交通管制,这对行车和施工安全都起到了至关重要的作用。桥下,施工人 员在施工时也有三层防护(具体为:操作架及马蹄钢管架;安全帽和安全带;安全防护网) 作安全保证,安全带系在钢丝安全绳上,安全绳的锚头用 Φ25 的钢筋固定好后,埋在凿好 的锚头槽内。 2、横隔板预制安装:根据实际需要预先制作可移动式,悬挂于 T 梁底部的吊架。通过 吊架,用钢管在 T 梁马蹄部分搭设临时支架,再在临时支架上做梁肋部放样横隔板锚固孔、 钻锚固孔等工作。用 2t 卷扬机作为安装横隔板的提升装置,并固定在翼板安装孔之上;在 卷扬机上架设手动葫芦;当横隔板提升到一定高度,换用手动葫芦将横隔板提到安装位置; 当横隔板达到所需位置后, 用已经加工并验收合格的螺杆将横隔板锚固住。 预制横隔板构件 时,应根据现场 T 梁需设置横隔板处的实际尺寸确定横隔板与 T 梁结合处的几何尺寸,保 证预制构件安装后与 T 梁的良好结合。 梁上的钻孔须严格定位, T 以保证预制构件安装后与 T 梁的良好结合。 3、结构胶的施工:原设计预制横隔板与 T 梁采用环氧树脂水泥浆作为粘结剂。根据以 往的施工经验, 环氧树脂水泥浆存在现场施工不易调制、 凝固时间较短、 不易控制施工质量。 根据专家建议及反复的试验对比,JGN 结构胶各项性能指标大大优于环氧树脂水泥浆,同 时解决了环氧树脂水泥浆中加入乙二铵易老化的问题。最终选定采用 JGN 结构胶替换环氧 树脂水泥浆作为粘结剂。 结构胶的灌注: 灌注前用小型高压水枪将横隔板和肋梁接触位置的 微尘清洗干净, 再用水泥砂浆封住其周围的缝, 待将结构胶配兑好后用漏斗从桥面顺其钻好 的孔慢慢漏到横隔板和肋梁接触的位置。 其中在配比时特别要掌握好时间, 配好的胶水必须 在 30 分钟内灌完,否则胶水凝固后就不能用 4、桥面凿除及防水材料的铺设:原桥面设计铺装层为厚 6cm 混凝土,计划用风镐能将 其凿除,后发现实际厚度远大于设计,凿除难度大。后改为先用混凝土切割机按 1.5m×1.5m 间距、深度控制在 5cm~6cm 之间将桥面铺装混凝土进行切缝处理,后开放 交通,让车辆进行碾压使其产生预裂面,再用挖掘机带破碎头凿除,加快了凿除速度,同时 可以装车,加快了施工速度。防水材料涂刷前用大型高压水枪将桥面的浮浆和粉尘冲净,待 桥面晒干后涂刷 AMP-100 二阶反应型防水粘接材料。 5、铺装改性沥青混凝土: 摊铺机就位后,先预热 16-20min,使熨*板的温度在 65°C 以上。保证摊铺过程的 匀速、缓慢、连续不间断。找*层铺设完成后,在其上面撒一层粘结油。


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