罗长高速马尾进出收费站桥检测与加固分析
摘要:罗长高速公路位于国家干线沈海高速福建境内，本文主要分析了罗长高速马尾进出收费站两座桥主要病害以及后期加固处理，以供同专业的技术人员参考！ 毕业论文网 关键词:桥梁检测墩柱外观检查裂缝 1 工程概况 马尾进出收费站桥位于罗长高速公路马尾互通区内，桥面为进出口收费广场。
桥全长142.00m，桥跨组合7×10+7×10m；设计荷载：汽—超20，挂—120。
上部结构为现浇钢筋砼无梁板；下部结构为多柱式桥墩、六柱式桥台、钻孔灌注桩基础；墩梁刚构。
出口收费站桥总宽：第一联50.5—43.2米，六柱式0.6m桥墩配0.8m桩基；第二联43.2—27.6米，四至六柱式0.6m桥墩配0.8m桩基。
进口收费站桥总宽为27.3—28.9米，四柱式0.6m桥墩配0.8m桩基。
在台口及7#墩位置桥面设SSFB—80型伸缩缝；施工采用梁式支架现浇。
该桥于2002年12月23日建成并通车。
2外观检查结果 2.1上部主要承重构件板梁 （1）马尾互通收费站出口桥板梁底部共发现44条斜向裂缝，总长46.3m；纵向裂缝257条，总长321.25m；横向裂缝259条，总长503.5m；其中缝宽超过0.16mm的有81条，总长191.8m。
板底还发现11处网裂，总面积为27.12m2。
板底裂缝分布在第1到第14跨都有，且分布无明显规律。
（2）马尾互通收费站进口桥板梁底部共发现45条斜向裂缝，总长62.9m；53条纵向裂缝，总长117.4m；180条横向裂缝，总长339.7m；其中缝宽超过0.16mm的有53条，总长174.8m。
板底发现17处网裂，总面积为115.85m2。
板底裂缝分布在第1到第14跨都有，且分布无明显规律。
2.2重要部件墩台缺陷 （1）马尾互通出口桥在8—1和8—5号两个墩身上发现9条环向裂缝，总长8.5m；其中缝宽超过0.16mm的有7条，长7.2m。
8—1和8—5号墩身环向裂缝分布情况基本相同，都主要分布在墩身的上半部分方向在行车方向的罗源侧，裂缝环向没有贯通闭合墩身，裂缝深度较浅。
（2）马尾互通进口桥在4—4、11—1、13—4号墩身上发现57条环向裂缝，总长67.2m，其中缝宽超过0.16mm的有33条，总长43.2m。
进口桥4—4号墩身环向裂缝，裂缝从墩底延伸到墩顶，墩梁固结处无裂缝，墩身的上半部分裂缝较多，裂缝有四条闭合贯通墩身，裂缝较宽处主要分布在墩的行车方向两侧。
进口桥11—1号墩身环向裂缝，裂缝从墩底延伸到墩顶墩梁固结处。
裂缝较宽且分布较多在墩的垂直行车方向的左侧。
进口桥13—4号墩身环向裂缝，裂缝从墩底延伸到墩顶墩梁固结处。
裂缝分布无明显规律。
照片如下： 本次为2010年外观检查结果，与三年前定期检查相比，在短短三年时间中病害发展迅速，上部结构裂缝长度增长了7.2—9.5倍，而墩身从未发现裂缝到有5个墩出现75.7m/68条。
所以此次外观检查评定为三类桥。
为进一步探明病害发展的原因，我们对该桥进行了专项检测及调查。
3 专项检查结果 3.1混凝土强度检测 查阅竣工图纸，马尾互通进出口收费站桥板底设计强度为C30，墩柱设计强度为C25。
采用福建地区测强曲线，考虑非水平方向以及不同角度检测面的修正值，测得混凝土强度推定值及与设计强度比较结果：马尾进出口收费站桥底板和绝大多数墩柱的实测混凝土强度都能满足设计强度要求，仅进口桥4—4号墩柱实测强度不能满足设计强度要求。
3.2混凝土保护层厚度检测 根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》（报批稿）规定，保护层厚度对耐久性的影响程度只是未正式批准的规范中的标准，只能作为参考。
出口桥板底钢筋保护层厚度对耐久性影响不显著的共2跨，钢筋保护层厚度对耐久性有影响的有1跨，钢筋保护层厚度对耐久性有较大影响的有1跨；检测的2个墩柱中钢筋保护层厚度对耐久性影响都不显著。
进口桥板底钢筋保护层厚度对耐久性影响不显著的共2跨，有轻微影响的共2跨；检测的3个墩柱中钢筋保护层厚度对耐久性影响不显著的有1个，钢筋保护层厚度对耐久性有影响的有2个。
3.3墩身垂直度检测 本次检测主要对进出口桥发现有环向裂缝的5个墩进行墩身垂直度测量，采用吊垂线方法测墩的四个方向。
墩身竖直度规定值或允许偏差为0.3%H且不大于20mm(注：H为墩身高度)。
此次检查发现只有1个墩为进口桥11—1墩身垂直度不满足要求。
3.4墩身直径检测 对进出口桥发现有墩身环向裂缝的5个墩进行墩身直径测量，此次检测的5个墩直径均满足规范要求。
3.5裂缝深度检测 由于马尾进出口收费站桥在检测中发现较多底板裂缝和部分墩身环向裂缝，在裂缝深度检测中根据裂缝长宽及发展状况抽取了部分裂缝进行裂缝深度测量。
检测得知：出口桥底板裂缝缝深达到“触及到钢筋”的共有7条，占检测数量的63.6%，墩柱裂缝缝深达到“触及到钢筋”的共有1条，占检测数量的25.0%。
进口桥底板裂缝缝深达到“触及到钢筋”的共有7条，占检测数量的87.5%，墩柱裂缝缝深达到“触及到钢筋”的共有15条，占检测数量的71.4%。
3.6 桥墩周围荷载情况 出口桥第1～9跨在收费站围墙里面桥墩周围荷载变化不明显。
出口桥第10～14跨 在收费站围墙外桥墩周围被作为停车场，停有大量当地车辆，部分集装箱等重车。
进口桥第10～14跨在 收费站围墙外，桥下有道路，并有重车通行。
有重车进出导致本来是软土的地面凹凸不 平。
进口桥4—4号墩，周围停有路政车辆，墩的正 上方是进口车道。
4 病害原因分析 （1）经查原设计结构计算，上部结构配筋满足规范要求，下部结构配筋也满足规范要求。
（2）查历年检查记录，2002年底至2007年的近5年间裂缝很少，而在此5年间结构的收缩、徐变等已基本完成，其不利内力已体现到结构中。
而2007年后检测中发现底板纵、横和斜向裂缝，裂缝总体数量较多，在桥梁各跨均有分布，无明显规律。
经分析判断，该类型裂缝主要由于进出口桥结构型式为现浇钢筋混凝土无梁板，在正常使用情况下底板会出现裂缝，加上该桥处在福州城市的港口地有大量集装箱车辆经过，可能桥上荷载超过设计荷载，造成底板大量裂缝的产生。
（3）进口桥4—4号墩身出现环状裂缝，分析判断认为该墩柱裂缝主要是由于墩柱混凝土强度未达设计强度要求，且该墩柱为进收费站桥的边墩，在车辆荷载特别是重车荷载频繁制动的水平力作用下产生。
随着裂缝的继续发展，墩柱的刚度损失越来越大，将对结构安全产生不利影响。
（4）进口桥11—1号墩身出现环向裂缝，裂缝分布从墩底到墩顶墩梁固结处。
裂缝较宽且分布较多在墩的垂直行车方向的左侧。
墩身垂直度检测得知：墩身垂直行车方向往左侧倾斜16mm，超过标准规定值（11.1mm）4.9mm。
经分析判断，该墩柱裂缝产生的主要原因是由于墩身倾斜产生应力偏心及桥面车辆水平制动力和桥下通道车辆荷载的共同作用引起。
（5）进口桥13—4号墩身出现环向裂缝，裂缝分布从墩底到墩顶墩梁固结处。
裂缝分布无明显规律。
经分析判断，该墩柱裂缝产生的除跟桥上超载有关，还有可能由于桥面车辆水平制动力和桥下通道车辆荷载的共同作用引起。
（6）出口桥8—1、8—5号墩柱环向裂缝分布情况基本相同，都主要分布在墩身的上半部分方向在行车方向的罗源侧，裂缝环向没有贯通闭合墩身，裂缝深度较浅。
分析判断该墩柱裂缝产生的除跟桥上超载有关，还有可能是由于桥面车辆水平制动力作用下产生。
5 加固设计方案 5.1上部结构板底裂缝 因该桥地处沿海，为了使超过规范规定的裂缝尽可能得到维修，并提高桥梁整体维修效果，将表面涂刷封闭和灌浆封闭的分界值设为0.15mm，对所有可见裂缝，均应进行处理： 5.2下部桥墩加固 裂缝处理办法同上部结构采用压力灌浆。
（1）墩身砼强度满足要求的墩（4个）：考虑到桥墩环向裂缝削弱了桥墩的抗剪能力，为了保证桥墩的结构性能又不过多增加桥墩的刚度而引起上下部联合受力过强问题，拟采用外套钢管的方法加固桥墩，钢管与桥墩间采用结构胶联接，钢管厚度按原桥墩配筋量等量确定。
（2）进口桥4—4墩：墩身砼强度只有19.5Mpa,不满足原设计25 Mpa的要求，必须进行加强，考虑采用增加柱截面的方法，墩身直径从0.6m增大到0.9m，即增厚0.15m的砼。
5 结束语 检测遇到问题:一是上部梁板的顶部为桥面铺装，无法查看梁板顶部的裂缝情况，无法判定其对结构的影响程度；二是桥梁桩基是否存在病害及其病害情况无法判定。
该桥经过加固处理半年后，我们在2011年对该桥进行了静载试验，再次对该桥的承载能力进行评定，发现该桥承载能力满足运行要求。
参考文献： ⑴ 《公路工程质量检验评定标准—第一册 土建工程》（JTG F80/1—2004） ⑵ 《公路桥梁承载能力检测评定规程》（报批稿） ⑶ 《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23—2001） ⑷ 《公路桥涵养护规范》（JTGH11—2004） 注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。