1橋墩蓋常見病害及原因分析

橋墩蓋常見病害主要有:(1)保護(hù)層剝落露筋(2)擋塊擠壓破裂(3)蓋梁破裂露筋等。橋梁工程橋墩蓋存在質(zhì)量問題的因素有很多，主要有以下幾點(diǎn):(1)橋墩蓋設(shè)計(jì)不合理。(2)橋梁支架承受的局部壓力較大，承受的沖擊負(fù)荷較大，長時(shí)間運(yùn)行后容易出現(xiàn)裂縫。(3)橋梁工程建設(shè)區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，地基不均勻沉降常見，或水平向位移產(chǎn)生的附加應(yīng)力大于結(jié)構(gòu)拉伸能力，也會(huì)導(dǎo)致蓋板裂紋。(4)在分連墩處，伸縮縫破損時(shí)，橋梁上部結(jié)構(gòu)浸水，在裂縫位置，混凝土鋼筋生銹，裂縫擴(kuò)大。

2橋梁施工案例

在某橋梁施工項(xiàng)目建設(shè)中，下部結(jié)構(gòu)為花瓶柱式橋墩，厚度1.6m，采用C40混凝土施工。橋墩截面為長橢圓端型，橋墩頂高1.5m，厚2.0m。在這個(gè)橋梁工程的使用中，由于長期處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，在降低蓋端部的彎曲承載力的同時(shí)，混凝土的拉伸應(yīng)力逐漸增加的話，蓋會(huì)出現(xiàn)裂縫。對此，需要加固橋墩蓋。

3橋墩蓋加固錨固方案選選擇

綜合考慮該橋架工程橋墩托架的結(jié)構(gòu)形式和施工難度等因素，在托架加固中，可采用體外預(yù)應(yīng)力加固方式。在具體的加固過程中，拉伸體外的預(yù)應(yīng)力可以抵消部分結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，改善結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，減少結(jié)構(gòu)的變形，提高結(jié)構(gòu)部件的承載能力和抗裂性能。該加固方案在蓋梁主體結(jié)構(gòu)外配置預(yù)應(yīng)力，原結(jié)構(gòu)損傷小，加固施工簡單，施工中無需中斷交通。由于蓋梁的頂部承受負(fù)彎矩，預(yù)應(yīng)力束可以配置在蓋梁側(cè)面的頂部位置。該橋梁工程蓋梁加固方案如圖1所示，在梁端設(shè)置錨固用于錨固預(yù)應(yīng)力鋼絞線。

4橋墩蓋加固方案設(shè)計(jì)

4.1鋼錨結(jié)構(gòu)。在這座橋梁工程橋墩蓋的加固設(shè)計(jì)中，鋼錨是主要的傳力結(jié)構(gòu)，通過鋼錨，可以將鋼絞線的預(yù)應(yīng)力傳遞到蓋上，其結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。錨桿由蓋板、底板和錨桿腹板組成，可承受預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的彎矩和剪切力。為了避免錨桿應(yīng)力集中或蓋桿側(cè)應(yīng)力集中，進(jìn)而對混凝土結(jié)構(gòu)造成損害，在錨桿兩端設(shè)置牛腿板，緩解應(yīng)力集中現(xiàn)象。

4.2計(jì)算分析。對于鋼材，選擇Q345B，采用φs15.2mm鋼鉸鏈，拉伸控制應(yīng)力為1209MPa。在設(shè)計(jì)和計(jì)算混凝土?xí)r，應(yīng)根據(jù)a類體外預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)，而鋼錨桿應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)組合設(shè)計(jì)。通過計(jì)算分析，在該蓋的加固設(shè)計(jì)中，選擇2束12-φs15.2mm鋼絞線，在midasFEA有限軟件中構(gòu)建切斷1/2的橋墩模型進(jìn)行分析。采用實(shí)體機(jī)組模擬方式，將蓋梁構(gòu)建成六面體機(jī)組，墩柱采用四面體機(jī)組。鋼錨固梁與蓋梁緊密接觸的部位，采用節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)處理方式，可根據(jù)程序自動(dòng)協(xié)調(diào)控制自由度。

4.3計(jì)算結(jié)果。(1)鋼錨梁計(jì)算。在錨梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，必須滿足結(jié)構(gòu)彈性階段的強(qiáng)度要求以及穩(wěn)定性要求，并應(yīng)用容許應(yīng)力法進(jìn)行控制。其中，控制應(yīng)力［σ］為196MPa，剪應(yīng)力［τ］為120MPa，具體的計(jì)算結(jié)果如表1所示。通過對表1進(jìn)行分析，并進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，各應(yīng)力計(jì)算結(jié)果均低于控制應(yīng)力，安全儲(chǔ)備較高。(2)混凝土計(jì)算。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中，σst-σpc=1.8MPa，混凝土法向拉力略低，為2.05MPa。在持情況下，混凝土法向拉應(yīng)力為12.175MPa，σk為13.35MPa，主壓應(yīng)力為14.2MPa。混凝土結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)和持續(xù)狀態(tài)可以滿足受力要求。

5橋梁加固固施工工藝

(1)橋墩蓋結(jié)構(gòu)加固施工加固部位混凝土結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行鑿毛處理，現(xiàn)場測量放樣、鉆孔、清孔、植筋、安裝鋼錨，安裝波紋管和錨，拉伸鋼線，堵塞錨和鉆孔(2)鋼板植筋孔，開孔前首先采用鋼筋探測器，檢測鋼筋配置情況，根據(jù)情況進(jìn)行微調(diào)處理，開孔。(3)鋼板粘貼面應(yīng)結(jié)合施工條件，用磨砂機(jī)或鋼絲刷除表面銹蝕，磨出一定粗糙度，磨出的紋路垂直于鋼板的受力方向。(4)鋼絞線必須在橋墩蓋梁兩側(cè)同步進(jìn)行張拉，這樣才能夠保證鋼錨梁受力的均衡性，提高加固效果。

6結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例，對橋梁工程橋墩蓋梁加固的設(shè)計(jì)方案以及施工要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)探究。在加固方案的選定中，需要分析鋼錨、蓋的受力狀況，綜合考慮橋工程的實(shí)際情況選擇合理的加固方案，加強(qiáng)施工技術(shù)管理，有效提高橋墩蓋的加固效果。