检测继续教育桥梁上、下部结构维修加固案例分析
对桥梁检测及维修加固分析
对桥梁检测及维修加固分析摘要：桥梁在运营使用过程中，难免会出现各种不同的病害。
桥梁结构出现病害之后，应该通过有效的分析与检测。
并根裾病害的具体特征，结合设计与施工资料进行详细分析，以查清病害性质、原因及其危害程度，为桥染病害处理与加固提供有效依据，最后采取正确的维修策略，以实现确保桥梁使用效果的目的。
中图分类号：k928.78 文献标识码：a 文章编号：引言我国公路桥梁事业飞速发展，一座又一座大桥建成。
同时，许多桥梁年岁已高，渐渐进入了养护维修阶段。
据统计，我国桥梁总数的40％已经属于此范畴。
随着时间的推移，进入老年化的桥梁数量在不断增长，桥梁的养护工作已日益重视。
由于使用维护不当，未进行及时有效的检测养护甚至频繁承载超载加上交通事故、环境因素等的侵袭，造成桥梁损伤、局部破坏甚至整体破坏的工程事例屡见不鲜：1940年11月7日美国华盛顿州普吉特海峡的塔科马大桥坠毁；1999年1月4日重庆市綦江县城跨越綦河的彩虹桥突然垮塌；2000年我国台湾省连接高雄与屏东的高屏大桥突然拦腰断裂等等。
桥梁倒塌事故的发生，使人们对现代桥梁的质量和寿命逐渐关心起来。
与此同时．为了满足日益增大的桥梁规模以及美观的要求，新材料、新工艺、新结构形式的采用也越来越多。
为了保证桥梁结构的安全使用，桥梁结构的检测工作也日益突显出它的必要性和重要性。
1、桥梁检测为保持桥梁长期运营的安全性和正常使用寿命，在保证日常养护情况下，应对全线桥梁的基本状况进行全面普查，全面掌握桥梁的基本状态；对承载力有怀疑的桥梁进行进一步荷载试验和评估综合；对承载能力不够的桥梁进行加固处理，对影响桥梁耐久性的病害进行修补处理。
1.1桥梁的主要病害(1)结构使用状态梁体主要受拉区在荷载作用下开裂或原有裂缝有扩展，钢筋应力较大，结构使用状态出问题，但梁本身受拉区未破损，受拉筋未损失，结构的极限强度并未减小。
(2)极限状态梁体主要受拉区在荷载作用下，截面应力较小，梁体在荷载作用下没有开裂或原有裂缝稳定，没有新的扩展，结构的使用状态没有问题；但梁体由于被撞而造成钢筋或预应力钢丝断裂，使梁体现有配筋与原设计相比减少，结构的极限强度降低。
工程结构加固案例分析
一、软土地基事故1、事故现象最常见的事故现象：①产生过量沉降(1) 杭州花园新村4号住宅（四层）下沉1.23m，基础为筏板基础，稳定后顶起。
(2) 武进芙蓉西周村三间三层农宅，下沉18cm，地基均为淤质土，稳定后重做地坪。
②产生严重不均匀沉降武进农机公司仓库，二层，底层为框架结构，二楼为砖混住宅，走廊有外立柱。
在原河塘填土上，一年后下沉，致使二楼住宅墙体产生45°大裂缝，宽16mm。
③房屋倾斜，严重者失稳倒塌。
2、事故原因绝大多数为承载力在80KN/m2以下的淤泥质软土引起的。
3、软土的特性①软土的形成：在静水或缓慢流水环境中沉积而成的饱和粘性土，型式有：(1) 滨海沉积——盐城外黄海滨，古时每年有上百平方公里湿地(长江黄河泥砂)沉积。
(2) 湖泊沉积——(3) 河滩沉积——常武地区是长江下游冲积平原，软土多。
(4) 谷地沉积——②软土的外观：灰色或深灰色③软土的特性及变形特点：特性：(1) 含水量大，甚至饱和达流限；(2) 强度低，一般≤120KN/m2；(3) 压缩变形大。
变形特点：(1) 沉降量大；(2) 初始沉降速度快，延续时间性长（10年～数十年）；(3) 沉降量与含水量成正比。
4、事故实例事例１：①常州冶炼厂，三层框架结构，库房柱倾斜。
(1) 一层砼柱浇筑完，拆模后，有6根柱上端偏离80mm多。
(2) 原因：地基下边有多个小块软卧层（地质钻探与设计不协同）。
(3) 处理：a、将砼柱吊移；b、挖去软卧层，浇筑C10砼至基底标高；c、重新把柱吊装就位。
② 翠竹111号房（住宅）房屋纵向出现竖向裂缝，基础圈梁下产生水平裂缝。
a 、 地基：表层有2～3m 的140KN/m 2的土层，3m 以下是20多米厚的淤泥质土；b 、 基础为筏板基础，上部为6层砖混结构的住宅；c 、 居住三年后，在距山墙外10多米处筑路、架桥，路、桥和住宅下边的地质概况是一样的。
在打桥桩及路基填土碾压干扰下，使111号住宅东端产生二次沉降，而中、西部未沉。
桥梁事故案例分析分解
于1994年11月5日开工，1996年2月竣工，施工中将原设 计沉井基础改为扩大基础，基础均嵌入基石中。主拱钢 管由重庆通用机械厂劳动服务部加工成8米长的标准节段， 全拱钢管在标准节段没有任何质量保证资料且未经验收 的情况下焊接拼装合拢。钢管拱成型后管内分段用混凝 土填注。桥面由吊杆、横梁及门架支承，吊杆锚固采用 群锚体系，锚具型号为YCMl5-3。1996年3月15日该桥未 经法定机构验收核定即投入使用，建设耗资418万元。 彩虹桥工程设计、施工总承包单位为：重庆华庆设计 工程公司。
(3) 对施工单位和建设单位各给予500万元的经济处罚。 暂扣施工单位湖南路桥建设集团公司《建筑企业资质证 书》、《安全生产许可证》等有关证照半年，其所属的 道路七公司依《公司法》等有关法律法规给予解散；暂 扣监理单位湖南省金衢交通咨询监理有限公司《工程监 理证书》等有关证照。 (4) 对施工单位和建设单位主要负责人以个人2006年年收 入基数的80％给予经济处罚。对施工单位所属七公司经 理、项目经理部经理兼安全部负责人，施工单位安全生 产部副部长、项目管理部部长、总工程师，监理单位董 事长兼总经理、副经理、总工程师、驻地高监吊销有关 执业资格和岗位证书。对涉案追究刑事责任以及追究行 政责任的建设、施工、监理单位9人，自刑罚执行完毕或 者受处分之日起，5年内不得担任任何生产经营单位的主 要负责人。
一是项目经理部未经设计单位同意，擅自与业主商议 变更原主拱圈施工方案，未严格按照设计要求的主拱圈 砌筑方式进行施工。 二是未配备专职的质量监督员和安全员，未认真整改 落实监理单位多次指出的严重工程质量和安全生产隐患； 主拱圈施工质量问题突出，如拱石材料未严格控制形状 和尺寸，砌体砌缝宽度极不均匀，部分砌筑不密实，砌 体存在空洞；主拱圈施工各环在不同温度无序合龙，造 成拱圈内产生附加的永存的温度应力，削弱了拱圈强度。 三是倒排工期赶进度，连续施工主拱圈、横墙、腹拱、 侧墙，在主拱圈未达到设计强度的情况下就开始落架施 工作业，降低了砌体的整体性和强度。
第二十四章-桥梁下部结构的维修加固
第二十四章桥梁下部结构的维修加固第一节桥梁墩台、基础的维修与加固一、墩台、基础的养护砖石、混凝土和钢筋混凝土桥梁墩台养护的目的和任务是为了使结构物完整、牢固、稳定、不发生倾斜，并减少行车振动和基础冲刷。
对墩台及基础养护的主要工作内容有：(1)桥梁上下墩台各1．5倍桥长,但在不小于50m和不大于500m的范围内，应做到：①河床应适时地进行疏浚，每次洪水过后应及时清理河床上的漂浮物和沉积物，使水顺利渲泄。
②不得任意修建对桥梁有害的水工建筑物。
必须修建时，应采取必要的桥梁防护措施。
（2）墩台表面应保持清洁，及时清除青苔、杂草、荆棘和污秽。
（3)圬工砌体长期受大气影响，雨水浸蚀而发生灰缝脱落,应重新勾缝。
（4）混凝土表面发生侵蚀剥落、蜂窝麻面等病害,应及时将周围凿毛洗净，用水泥砂浆抹干。
(5)圬工砌体镶面部分严重风化和损坏时,应予更换。
用石料或混凝土预制块补砌，应结合牢固、色泽和质地与原砌体基本一致。
（6)梁式桥墩台顶面没有流水坡或坡面凹凸不平，有裂缝时，应及时铺填水泥砂浆或混凝土，做横向坡度以利排水。
二、墩台、基础的维修1．表层缺陷的修补对砖石和钢筋混凝土墩台表层出现的缺陷以及钢筋混凝土桩和排架所出现的混凝土剥落、露筋和裂缝等病害，均应进行维修，并应根据缺陷的严重程度及工地条件的不同采用不同的方法进行修理，具体方法如下。
1)采用混凝土的修补法对于混凝土墩台出现的蜂窝、空洞以及较大范围的破损等缺陷,一般可采用新鲜混凝土进行修补。
用于修补的混凝土级配要良好，并需特别注意保证具有良好的和易性，以减少捣实工作的困难。
浇筑新混凝土之前，应先把墩台上的蜂窝或空洞缺陷部分尽可能凿除，同时对混凝土修补部位进行凿毛处理，并使老混凝土表面保持湿润、清洁、不沾尘土。
然后马上在钢筋和其周围的混凝土上涂抹一层水泥浆液或其他胶粘剂，如1：0.4的铝粉水泥浆液、1:1的铝粉砂浆、环氧胶液等。
浆液应仔细地刷进混凝土内并均匀刷到钢筋上.同时，在这些浆液涂抹后尚未凝固时，即可立即浇筑上新的混凝土.用混凝土修补，一般有直接浇筑、喷射及压浆等几种方法。
桥梁加固案例2
桥梁加固案例2惠州西枝江大桥位于惠州市市区，主跨一孔80m钢筋混凝土箱型肋拱桥，矢跨比1/7，拱轴系数m=1.756，采用等截面悬链线无铰拱，主拱肋箱高1.5m，箱宽1.6m，顶板0.24m (预制6cm ，现浇18cm)，底板及腹板厚0.2m。
桥面铺装层为6cm厚水泥混凝土，面层为4cm沥青砼。
下部构造为石砌圬工基础，重力式桥台。
1992年7月1日建成通车。
桥梁病害状况2004年3月中甸．右幅桥面产生严重裂缝，积水渗漏严重。
2004年4月由市公路质量检测中心对该桥进行检测，检测结果为拱肋底板腹板及顶板均产生有纵向裂缝，缝宽0.1—0.5mm，长度为1.0m 一4.5m。
横置板跨中裂缝0.1—0.3mm。
横置板与纵梁或垫墙支承处脱空现象均较严重，最大达5mm以上部分板于脱空间隙内填塞有钢板，且混凝土与钢板接触面局部压碎现象严重，除钢板接触处外仍为脱空。
维修方案本桥维修加固由惠州市公路规划勘察设计院进行设计。
具体维修加固方案如下：1、裂缝治理在对全桥进行补强之前，对于大于0.15mm的裂缝采用恒定低压压注改性环氧灌缝胶的方法，恢复结构整体性。
对于0.15mm以下的裂缝采用封闭处理。
2、对拱肋的处理根据拱肋各部分受力不同，拱脚至拱上第一根立柱间采用上缘加厚30-20cm厚补强混凝土；配16φ32钢筋(单肋)。
第一根立柱至拱上垫墙上缘加20cm厚补强混凝土配16φ25钢筋(单肋)。
并延长经垫墙段与拱顶段内主钢筋焊接。
拆除拱顶段15.2cm范围内桥面板及拱上垫墙，整体浇注其桥面板及垫墙，并与拱圈形成整体。
为使拱肋顶板与现浇混凝土形成整体，采取凿毛新旧混凝土结合面，在原拱肋顶板上植入1 2连接钢筋与拱肋配筋焊接。
在拱肋立柱根部采用A235钢板环抱立柱根部作为连接件，纵向钢筋焊接于连接钢板上，确保拱圈纵向主筋受力的连续性。
详细见主拱圈加固构造图。
拱圈拱脚处植入16φ32主筋的长度为100cm，为加强拱座处的受力连续性，由于原拱座配筋较弱，对全桥拱座凿毛，加铺一层φ12间距15cm的钢筋网，并植入一定数量的φ12cm 架立钢筋，在原拱座上浇铺一层50cm厚的补强混凝土，防止拱座开裂。
工程案例 太原胜利旧桥
工程案例：太原市胜利桥旧桥的维修加固。
随着经济的不断发展,车辆的不断增加,旧桥的宽度远远不能满足太原市内环线上交通量日益增长的需求。
因此, 2001年对旧桥进行了加宽改造,将旧桥沿两侧加宽至总宽36.71 m。
在保持原桥立面形式基本不变的前提下,使桥在平面上形成整体式断面布置形式,即在旧桥南、北侧各架一座宽度为10 m的连续肋拱桥,结合旧桥宽度,形成桥面车行道宽22.5 m(上下行六车道),两侧慢车道各5 m,人行道及栏杆宽2.1 m的断面布置形式。
桥梁下部结构病害的状况桥墩结构为单排桩,桩上为拱座盖梁,从露出河床上的桩身可见,桩身砼表面不规则,受钻孔灌注桩泥浆护壁影响桩身四周布满竖向凹槽,局部有漏筋现象。
桥台有轻微位移。
加固方法的确定加固标准从荷载标准方面分析,旧胜利桥的荷载标准为汽—18、拖—80,与现行公路桥涵设计规范中荷载标准汽—20、挂—100荷载标准较接近。
另外,原设计没有考虑抗震要求,因为当时我国还没有抗震规范,因此与地震相关的抗震验算及地基土的液化等情况均未作相应的考虑。
如果按现行设计规范要求进行抗震加固,像旧胜利桥这样的桥型,很难达到要求。
可以说,旧桥荷载标准即使可以加固到汽—20、挂—100,甚至更高一些,由于抗震要求不过关,也是不能符合现行规范要求的。
鉴于以上原因,再加上旧桥已使用了32 a,存在一定程度的老化,所以这次维修加固的指导思想是维持原桥设计荷载标准,即:汽—18、拖—80,维修或加固现已损坏的构件,以求尽量延长桥梁的使用寿命;并通过加固措施尽量增强旧桥的强度和刚度,以满足该桥今后的使用要求。
加固措施拱圈(拱肋、拱波、拱板)加固将旧桥实腹段部分拱上填料全部铲除,在旧桥原拱板(除拱脚加固部分外的全桥拱板)上再加浇一层钢筋砼拱板。
具体做法:先将原拱板由拱波形成的凹凸部分凿毛清洗,浇筑C30砼补平,在其上加铺φ10间距15 cm的钢筋网,并再浇筑5 cm厚C30砼形成加固钢筋砼拱板。
桥梁维修方法与加固案例
桥梁维修方法与加固案例华北桥是一座跨越永定新河的特大桥梁，在当时修建时堪称结构合理，跨越力量大，用材指标低且外型美观的先进桥型。
由于近几年来重型运输车辆急速增加，该桥已不堪重负，损坏严峻，非大修不行，此次大修工程中运用的碳纤维结构补强技术还是得到了广泛的认可。
1碳纤维片修复补强技术的进展概况碳纤维是几千度的高温下经特别工艺制造出的一种高科技产品，碳纤维片是将碳纤维浸渍树脂，用特别工艺制成的纤维定向排列的复合片材。
它对混凝土构件进行修复补强以及抗震加固的技术，近些年已经受到更加广泛的重视。
应用目前技术进行加固，只需用环氧树脂将碳纤维片粘贴到混凝土构件的表面即可。
这种方法不仅施工简便，不受酸、碱、盐等的腐蚀，耐久性好，而且基本不增加结构的重量，不影响结构的外观，所以比其他加固技术更具广泛的应用价值。
日本是世界上碳纤维的主要生产国，也是讨论应用碳纤维片修复补强混凝土结构最早的国家，对碳纤维片的应用已很普及。
经过试验工作的深化讨论、工程阅历的积累以及材料生产技术和品质的提高，碳纤维片作为一种新的混凝土结构修复补强技术已日趋成熟，并得到了世界上众多国家的认可和推广应用。
2碳纤维片修复补强技术在我国的进展和工程应用2．1传统的混凝土修复补强方法过去我国常常使用的传统补强方法，主要有加大截面法、体外预应力法和外包钢板法几种。
加大截面法又名外包混凝土法，主要是将截面加宽、加厚、加高，已容纳新增钢筋。
此法很有效，但增加结构体积和自重，造成肥梁胖柱、施工工序繁多、用工多、施工期大，且要用大型机械，还必需有很大施工空间；体外预应力法是在梁下加受拉弦杆，合立柱一起形成反拱架，补强效果好但也有E：述各种缺点，特殊是结构商度增大许多；外包钢板法又称粘钢法，除上述缺陷外，难于紧贴原结构表面，且不耐腐蚀，必需定期防锈。
因此，传统补强方法的应用场合受到种种限制，甚至某些条件下无法采纳。
2．2国内进展概况碳纤维片用于混凝土结构的修理补强加固在我国只有五年的历史，但是进展快速。
二级建造师继续教育 桥梁建造、维修加固技术及工程案例
第6步：将刹车气缸、离合气缸、高度传感器、卡锤传感器等部件与电脑控 制平台配电柜线正确接好。见图8。
图8 接线
3.3控制要点
3.3.1 参数设置
初次调整高度设置为75cm左右（按高+、高-即可）。
余绳参数为30左右（按松紧可以调整参数大小，余绳参数数值越大打锤越 紧，数值越小打锤越松），然后将重锤放于孔底，按动本装置上启动按钮， 观看打锤的松紧度，然后根据松紧再做调整（按紧打的越紧，按松打的越 松）。
当装置工作时，调整松、紧、电流+、电流-时要在重锤向上拉时调整。初 次调整好以后停止，根据不同地质设置合理冲程，然后调整余绳参数，一 般为高度的一半以下。例如冲程高度设置100cm ，余绳参数可以先设置 40cm，然后再慢慢调整松紧为理想的打锤松紧度。
表1 钻机自动控制装置参数设置
表2 人工操作与自动控制器操作冲程设置对比
其工作原理是人工输入各项技术参数后，由空压机供压，带动离合气缸和 刹车气缸控制冲击钻机卷扬机进行钻孔施工。其中：空压机用于动力提供； 卡锤传感器在钻机出现卡锤现象时能第一时间发出信号使钻机自动停机； 刹车气缸、离合气缸和高度传感器共同工作，用于钻进过程中钻机卷扬机 冲程控制；电脑控制平台是本套系统的核心枢纽，将各部件与其连接，输 入各类参数命令后根据指令分配各部件工作。
新建沪昆铁路客运专线贵州段站前土建6标段，东接沙坪隧道出口，向西经 贵定县、龙里县接贵阳东，起讫里程DK636+589~DK693+138，正线全长 56.549双线公里。
其中：隧道23座长34.193km，桥梁32座长16.804km，路基长5.552km，涵 洞17座长42.172横延米，制架梁430孔。正线桥隧长50.997km，占正线长度 的90%。标段内桥梁多处于不良地质区，钻孔揭示溶洞、溶蚀破碎带发育， 且溶洞多呈串珠状，多为充填半充填状态。
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试题
第1题
下列哪种形式的裂缝是由抗剪能力不足产生的？
A.梁端底板水平裂缝
B.梁跨中底板水平裂缝
C.梁跨中腹板竖向裂缝
D.梁端腹板斜向裂缝
答案:D
您的答案：D
题目分数：10
此题得分：10.0
批注：
第2题
预应力钢筋混凝土变截面箱梁腹板钢筋的主要作用是什么？
A.抗拉
B.抗压
C.抗弯
D.抗剪
答案:D
您的答案：D
题目分数：10
此题得分：10.0
批注：
第3题
火灾高温混凝土的表面温度为800摄氏度，混凝土内距表面10cm位
置混凝土温度约为多少度？
A.100
B.200
C.300
D.400
答案:A
您的答案：A
题目分数：10
此题得分：10.0
批注：
第4题
规范建议的裂缝注胶与封闭的界限宽度是？
A.0.1mm
B.0.15mm
C.0.2mm
D.0.25mm
答案:C
您的答案：C
题目分数：10
此题得分：10.0
批注：
第5题
目前国内变截面连续箱梁板的主要病害特点是什么？
A.腹板斜裂缝
B.腹板水平裂缝
C.跨中下挠
D.底板横向裂缝
E.顶板横向裂缝
答案:A,C
您的答案：A,C
题目分数：20
此题得分：20.0
批注：
第6题
空心板梁结构单板受力的主要判定现象有？
A.铰缝局部渗水
B.铰缝析白
C.铰缝对应桥铺装层有纵向裂缝
D.渗水铰缝相邻板梁跨中有横向裂缝
E.渗水铰缝相邻板梁端部有横向裂缝
答案:C,D
您的答案：C,D
题目分数：20
此题得分：20.0
批注：
第7题
桩柱式桥墩受力裂缝的形状一般是半圆形的而非圆形的答案:正确
您的答案：正确
题目分数：10
此题得分：10.0
批注：
第8题
碳纤维布的抗拉强度远高于钢板，结构加固中如果大幅度提高承载能力，宜选用碳纤维布加固
答案:错误
您的答案：错误
题目分数：10
此题得分：10.0
批注：
试卷总得分：100.0。