装配式预应力混凝土简支工形组合梁桥维修加固设计简介

张斌

【摘要】 本文通过工程设计实例，简述采用现浇钢筋混凝土行车道板+微表处的方案，对装配式预应力混凝土简支工形组合梁桥破损严重桥面系进行维修。

【关键词】 工形组合梁 ， 桥面系 ，维修加固，设计

【 abstract 】 this paper through the engineering design example, describes the cast-in-place reinforced concrete driving DaoBan + the micro-surfacing scheme of prestressed beamtocolumn concrete simply-supported work form seriously damaged composite beam Bridges is the bridge maintenance.

【 key words 】 work shape of the composite beams, bridge deck department, maintenance and reinforcement, design

中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：

装配式预应力混凝土简支工形组合梁桥具有预制装配化程度高、施工方便、节省钢筋等特点，曾经得到广泛使用，但是经过多年应用实践，尤其是近年来交通量增加，超载车辆的作用，这种型式的弱点逐渐显现，部分构件出现病害，较为典型和常见的发生在桥面系中。

为减少预制吊装工作量，装配式预应力混凝土简支工形组合梁主梁间距较大，一般为2-2.5m，桥面系采用工字梁间搭设5cm厚预制桥面底板作为底模，板顶现浇10-15cm水泥混凝土行车道板加铺沥青混凝土桥面铺装形式，这种形式由于底板与现浇行车道板之间缺乏有效连接，整体性差，使得行车道板实际厚度只有5-10cm，强度和刚度严重不足，加之主筋保护层小，耐久性较差。在重车轮载的作用下，出现桥面系孔洞、坑槽、甚至断裂等缺损状况，严重影响了结构性能和行车安全。本文以实际工程为例，介绍在主梁及下部结构使用状况完好的情况下，在不增加结构恒载的前提下，采用现浇钢筋混凝土行车道板+微表处桥面的方法，对破损严重桥面系进行修复，改善提高行车道板的承载能力和使用条件。

一、桥梁概况

沿海公路朔黄铁路大桥位于河北省沧州市渤海新区，滨临渤海湾，该桥于2002年9月建成通车，上部结构采用19-30m装配式预应力混凝土简支工形组合梁（间距2.5m），工字梁间搭设5cm厚0.5m×2.5m预制桥面底板，板顶设10cm水泥混凝土现浇行车道板+6cm沥青混凝土桥面铺装；下部结构为钢筋混凝土矩形柱式墩台，承台钻孔灌注桩基础；桥梁全长576m，桥面宽度：0.5m护栏+净16m行车道+0.5m桥梁全宽17.50m；设计荷载：汽超-20级，挂车-120。

二、桥梁缺损及分析评定

2.1桥梁养护历史

2007年6月，第10跨内有两处预制底板断裂，水泥混凝土铺装酥松，钢筋锈蚀断裂，表层沥青全部松散，病害发生后采用商品混凝土进行灌注修复。 2009年7月，第13跨、14跨内分别有1处预制底板出现裂缝，桥面漏水；14跨内有1处出现水侵泛白现象。为防止病害进一步扩展，对其进行混凝土灌注修复。2010年6月，第10跨内出现一处并列两块预制底板断裂现象，水泥混凝土铺装层酥松，铺装层内钢筋锈蚀、断裂，表层沥青全部松散，再次对其进行混凝土灌注修复。

2.2旧桥主要缺损现状

上部结构第5、11、16、19跨共计16块预制底板断裂，断裂处钢筋外露锈蚀； 桥面铺装多处网裂，局部深坑槽，行车道板混凝土破碎露筋；伸缩装置破损严重；桥头跳车明显。

下部结构及基础基本完好，桥墩盖梁混凝土表面多处渗水泛白。

2.3桥梁技术状况

该桥2009年7月被检测单位评定为二类桥， 2011年7月病害加剧，经养护单位检测评定为三类桥，目前该桥综合复核为技术状况三类。

2.4桥梁缺损原因分析

外部因素是沿海公路交通量大、重载车多，大量重载车反复作用，使得桥梁承载能力降低、技术状况下降、适应度不足；另该桥处于滨海Ⅱ类环境地区，环境对结构混凝土侵蚀作用较严重。

结构自身因素是行车道板较薄，配筋偏少，承载力不足。预制底板厚度偏小，且仅配构造筋，钢筋少，保护层小，部分底板漏筋锈蚀，造成混凝土胀裂。

三、维修加固设计要点

3.1桥面系设计要点

1、拆除旧桥面铺装、桥面板、预制桥面底板、伸缩装置等。

2、桥面铺装结构层由原来的5cm预制桥面底板+10cm现浇水泥混凝土桥面板+6cm沥青混凝土改为20cmC40现浇钢筋混凝土行车道板+1cm微表处，行车道板设双层钢筋网主筋直径Φ16，间距10cm。

3、为保证后浇行车道板与主梁的良好结合，增强桥梁横向整体性，使主梁与行车道板纵向变形协调，主梁和横梁顶采用植筋方式增设锚固和抗剪钢筋，采用Φ12钢筋，主梁每梁顶双排设置，横向间距20cm，纵向间距25cm，两排交错布设；横梁顶单排设置，间距20cm。

3.2行车道板分析计算

现浇行车道板内力计算按多跨正交连续单向板模式，采用车辆荷载，按单筋矩形截面进行持久状况承载能力极限状态受弯计算。

3.3 桥面铺装

行车道板顶设1cm厚沥青微表处，微表处具有施工速度快、环保、美观的特点，能有效提高路面防滑能力，改善路面性能，延长路面使用寿命，其矿料级配和室内试验技术指标应满足下表要求。

摊铺微表处前必须在行车道板顶面喷洒粘层沥青，粘层沥青采用SBS改性沥青，用量0.8L/m2。

3.4伸缩装置

拆除旧桥橡胶伸缩装置；因估算原伸缩装置槽深＜20cm，因此桥台及4、8、11、15#桥墩处均设置GQF-C80（CR）异型钢或其他浅埋型伸缩装置，全桥共计204.96m/12道。

3.5 桥头搭板

为处理桥头跳车，重作原桥桥头搭板，采用C25混凝土现浇，搭板顶铺设沥青混凝土面层，使桥头路面与桥面纵断顺接，消除桥头跳车现象。

3.6主梁及下部结构混凝土破损局部修补

1、对缝宽小于限制规定的裂缝，采用表面封闭法处理，在缝口表面处理后，用环氧树脂胶涂刷或用改性环氧胶泥适当加压刮抹，并加强观测，注意裂缝长度和宽度发展变化。

2、对缝宽大于限制规定的裂缝，采用压力注浆法灌注环氧树脂胶进行处理。

3、对混凝土表面的风化、剥落、露筋及小面积的破损等采用改性环氧砂浆修补。

四、结语

装配式预应力混凝土简支工形组合梁行车道板厚度小，导致强度、刚度和耐久性不足，易出现病害，成为整桥的薄弱环节。在主梁和下部结构均较好情况下，提高其承载能力和刚度耐久性，必然要增加结构厚度，造成恒载的提高，对主梁和下部结构及基础产生不确定的影响。而采用现浇钢筋混凝土行车道板+微表处桥面的方案，对破损严重桥面系进行维修加固，能有效解决上述问题和矛盾，提高桥面系的承载能力、恢复桥梁技术状况，保证桥梁的使用安全和结构耐久。

【参考文献】

1、《桥梁工程》同济大学 姚玲森著

2、中华人民共和国行业标准《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）

3、《高速公路病害分析与处治技术》 （人民交通出版社） 封建武 温高峰主编

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。