某市政旧桥检测评估及病害治理方案研究

徐鲁华

摘要：对广州市某市政旧桥进行检测、分析和评估，在此基础上提出病害治理方案，恢复原设计承载力，满足正常使用要求。实践证明，所采用方案是切实有效、经济合理的，可为同类桥梁的病害治理提供借鉴。

关键词：市政旧桥;检测评估;病害治理;探地雷达

1、工程概况

广州市某市政旧桥，全长447.0m，呈南北走向，桥面总宽40.0m。该桥主桥跨结构形式为预应力混凝土简支T梁，南北引桥为钢筋混凝土简支空心板，匝道为钢筋混凝土连续箱梁，主桥梁高160cm，底面宽50cm，桥面铺装厚10cm。下部结构为柱式墩台、钻孔灌注桩柱基础，桩顶处设横系梁，两端引道为钢筋混凝土悬式挡土墙，浅置扩大基础。桥面采用水泥混凝土铺装，双向六车道。该桥设计荷载为：汽车-超20，挂车-120，人群-3.5kN/m2，竣工时间约为1998年。该桥已经使用近20年，各组成构件存在不同程度的病害，由于该桥地处交通要道，且常有重车同行，为满足桥梁的安全使用，需对桥梁结构进行检测评估，并据此提出病害治理方案。

2、检测评估分析

2.1 外观检查

经检查，该桥外观整体状况差，多处梁体顶板出现空洞，存在较大安全隐患，根据《城市桥梁养护技术规范》（CJJ 99-2003），该桥技术状况为D级（不合格）。部分空心板顶板厚度过薄，桥面铺装和现浇层局部部位厚度不足、破损严重，破损面积较大、铺装纵向开裂，引桥空心板箱内存在积水现象、部分梁体底板渗水、CaO析出，空心板接缝多处渗水，横向联系较差，各部位仍存在其他影响结构使用和耐久性的病害。

2.2空心板顶板及桥面结构厚度检测

为了弄清该桥空心板顶板厚度及桥面总厚度是否与设计相符，采用探地雷达（桥面取芯验证）检测该桥空心板（共计252片）顶板厚度及桥面总厚度，同时，为了进一步确定空心板顶板厚度是否满足设计要求，选取桥面破损严重区域及探地雷达检测总厚度较小不满足设计要求的空心板顶板（选取10片）进行取芯。结果表明，桥面总厚度小于设计总厚度的空心板梁片数为231片，约占检测片数的91.67%，实测顶板厚度小于设计厚度的梁数达到80%。

2.3静动载试验检测

根据桥梁结构类型及病害分布情况，选取简支空心板跨、简支T梁跨、匝道箱梁跨进行静动载试验跨。试验表明桥梁结构基本能够满足原设计荷载的使用要求（限于篇幅，静动载试验过程不再详述）。

3、桥梁结构验算、病害治理方案

3.1 桥梁验算

3.1.1验算条件

由于本桥顶板及现浇层实测强度未低于设计值，本加固目的是恢复原结构设计承载力，故本桥材料、车辆荷载按85规范取值，并按85规范验算。

（1）验算规范：《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-89）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023-85）。

（2）设计荷载：汽车荷载：汽超-20，挂-120;人群荷载：根据设计说明，取w = 3.5kN /m2。

（3）计算要点：采用以荷载横向分布系数和平面杆系有限元电算相结合的计算方法进行结构分析，选择受力最不利的一块边板、中板进行控制计算，并按85旧规范各项要求进行验算。根据检测结果，取不利情况考虑，空心板按顶板减小5cm，现浇层按减小5cm考虑，计算时现浇层作为外荷载。

横向分布系数的计算方法：杠杆法用于计算荷载位于主梁支點处的横向分布系数;铰接法用于计算荷载位于梁桥跨中至L/4处的横向分布系数;支点至L/4点之间活载横向分布系数按直线内差求得。

3.1.2验算结果

限于篇幅，在此省略验算过程，仅列出验算结果：

（1）承载能力极限状态验算满足规范要求;

（2）正常使用极限状态应力验算满足规范要求;

（3）钢束容许应力满足规范要求;

（4）桥面板局部验算满足规范要求。

3.2 病害治理方案

3.2.1桥面系病害治理方案

（1）空心板梁桥面板及现浇层厚度不足，加上超重车辆长期碾压，部分桥跨桥面结构损坏严重。采用全面翻修铺装层及现浇层的方式整治;对于个别出现空洞的空心板桥跨，还需修补空洞的顶板，若原钢筋较完好，将原锈蚀钢筋除锈，保留利用;若原有钢筋缺失，则增补钢筋。之后重新浇注预制梁顶板C40 砼，恢复现浇层及铺装层。

（2）对于匝道箱梁铺装破损，拆除混凝土铺装，布置10×10cm 的φ8钢筋网，并在箱梁顶面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料，厚1.5mm。之后按工程设计标高重新浇注C40 混凝土铺装。

（3）对于破损、开裂的人行道板，按原设计更换人行道板。

（4）引道填土下沉会引起跳车现象以及桥面铺装下沉开裂，在1#轴桥台引道、北面引道出现了该病害。由于成因复杂，容易引起次生病害，为了彻底治理引道路面病害，将出现病害的部分引道路面，以板块为单位，将面层混凝土和水泥石屑垫层挖除，补填新料并夯实，最后重铺面层。在桥台跳车处，加铺沥青马蹄脂碎石混合料（SMA-13），使台前后保持平顺，沥青铺层最薄4cm，不足4cm的凿除原铺装至4cm。

3.2.2上部结构病害治理方案

（1）对部分横隔、翼板和梁底破坏、裸露钢筋、钢筋锈胀处理方法

a.凿除松脱、剥离等已损坏部分的砼;b.对钢筋作除锈、防锈处理;c.涂以环氧液等粘结剂;d.采用喷浆修补（用于大面积修补）或人工涂抹法（用于小面积缺陷）施工，修补材料采用同标号砼，环氧砂浆，环氧砼等防腐蚀材料;e.对新喷涂砼进行表面处理。

（2）对部分横隔板开裂处理方法

对加固范围内的所有横隔进行裂缝封闭处理。对横隔板断裂的地方，应拆除并重新浇筑横隔板，凿除混凝土时应注意对原有钢筋及预埋件的保护;若原钢筋较完好，将原锈蚀钢筋除锈，保留利用;若原有钢筋缺失，则增补钢筋。

针对加固范围内的横隔板裂缝，对于裂缝宽度小于0.15mm且裂缝深度较浅的细小裂缝采用裂缝封闭胶进行涂刷表面封闭处理;对于裂缝宽度大于等于0.15mm 的，采用压力灌注法处理。

（3）对匝道桥箱梁梁底裂缝的处理方法：

对于匝道桥箱梁梁底裂缝，按主桥横隔板开裂处理方法封闭裂缝。

（4）对部分主梁接缝处渗水的处理方法

空心板主梁接缝渗水，拆除并重新浇筑、安装现浇层和桥面铺装的混凝土与钢筋，在现浇层顶面，涂刷水泥基滲透结晶型防水涂料，厚1.5mm。

T型梁主梁接缝渗水，将T型梁车行道范围桥面铺装刨除，清洁刨除表面后，按工程设计标高重新浇注P6 防水混凝土，铺装层内布置10×10cm的φ10钢筋网。

（5）对于箱室积水的现象，应在每片箱梁及空心板桥跨两侧端部的板底中心凿出直径50mm的泄水孔，以利于排水，凿孔时应避开底板主筋。

3.2.2下部结构病害治理方案

（1）对梁底支座进行全面彻底的检查，根据检查结果，对支座钢板锈蚀部分进行除锈、防锈处理，脱空的支座进行复位，对于损坏严重的支座，应按原支座型号更换。

（2）对桥墩盖梁钢筋锈胀与混凝土剥落的现象，凿除病害处松散混凝土，对钢筋进行除锈处理，刷涂界面剂后，在病害处以环氧砂浆抹面或以环氧混凝土修补;桥台侧墙的裂缝，采用环氧混凝土进行封闭。

（3）对轻微下沉、砌石开裂部分引道挡墙，通过环氧树脂压力灌浆，封闭砌石挡墙裂缝，并设观测点，长期观测下沉和裂缝发展情况（建议不少于1年），如病害进一步发展，应进一步分析裂缝发展的原因，并做专项治理。

4、结语

目前该桥已经按照文中的病害治理方案进行了施工并恢复营运。实践表明，该桥病害治理方案经济合理、有效可行，对同类桥梁病害处治具有参考价值。

参考文献：

[1]交通部公路研究所.大跨径混凝土桥梁的试验方法[Z].北京：交通部公路科研所，1982.

[2]JTJ 021-89 公路桥涵设计通用规范[S].北京：人民交通出版社，1989.

[3]JTJ 023-85 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京：人民交通出版社，1985.

[4]CJJ 99-2003 城市桥梁养护技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.