包頭黃河公路大橋伸縮縫破壞原因分析與維修對策

   時間:2014-03-11 13:14:24
包頭黃河公路大橋伸縮縫破壞原因分析與維修對策簡介
     包頭市黃河公路大橋於1993年竣工。大橋全長810m,主橋採用四孔一聯的預應力混凝土連續箱梁(每孔……
包頭黃河公路大橋伸縮縫破壞原因分析與維修對策正文
   包頭市黃河公路大橋於1993年竣工。大橋全長810m,主橋採用四孔一聯的預應力混凝土連續箱梁(每孔跨徑65m),引橋採用1孔-20m預應力混凝土簡支箱梁,設計載荷:汽車-20級,挂車-100。全橋共設伸縮縫四道,為梳形鋼板伸縮縫,主梁在伸縮縫處預留的安裝伸縮槽口深10cm,主梁間距12cm,最大伸縮量19cm(調查值)。

   近年來,包頭黃河大橋伸縮縫不斷出現破壞現象。例如,1987年調查發現大橋伸縮縫鋼護板固定螺釘開始有個別鬆動現象。1998年大部分螺釘開始鬆動,螺釘的羅紋全部磨損。

   1999年5月檢查結果表明,固定鋼板螺母由於環氧樹脂的填充絕大部分基本穩定;第三道伸縮縫由於頂層鋼板在螺母處的厚度不足導致剪切破壞,部分螺母丟失,以致於鋼板上撓達6cm左右;第四道伸縮縫北側鋼板整體南移,並有扭曲現象。其他伸縮縫混凝土及橋面鋪裝混凝土嚴重破壞,橋面坑槽及漏筋現象隨處可見,由於固定螺母、螺栓發生破壞,造成伸縮鋼板與固定面部分脫離,致使行車衝擊破壞力加大,隨時間的推移造成南側支撐梁斷裂塌落。1999年12月大橋的第二道伸縮縫發生大規模的破損,伸縮縫南側鋼板瞎混凝土發生斷裂塌落,砸斷箱內光纜。

   針對該大橋伸縮縫破壞現象,經調查分析和實施維修對策,保證了大橋的正常運營。

1 損壞原因分析

   從包頭市黃河公路大橋伸縮裝置破壞情況分析,造成該橋伸縮裝置破壞的主要原因有:

   (1)載荷。實際運營車輛軸載大於設計軸載,加之交通量增大,車輛的衝擊作用也明顯變大造成破壞。

   (2)設計。橋樑伸縮縫頂層鋼板厚度不足而造成剪切破壞。

   防水、排水設施不完善,由於漏水,溢水,錨固件受腐蝕,梁端和支座侵蝕嚴重,成為破壞的原因之一。

   (3)施工。

   a.部分伸縮裝置的錨固件與主梁(板)連接的部分很少,在荷載作用下容易造成開焊、脫落,不容易傳力,微小的變形可能演變成大的位移,最終導致伸縮縫混凝土失去粘結力。

   b.錨固件焊接質量不能保證,只注意表面質量,忽視內部質量要求。

   c.不按伸縮裝置圖紙要求施工。1999年12月大橋的第二道伸縮縫發生大規模破損,伸縮縫南側鋼板下混凝土發生斷裂塌落,砸斷箱內光纜。現場發現支撐伸縮裝置南側全部、北側部分的水泥混凝土均是後期澆築的,與主梁不成一體,結合不好,形成兩張皮,在結合處無任何處理或預埋鋼筋的痕迹。可以認為,當時未完全按照圖紙施工。

   (4)管理維護。

   a.對散落在伸縮裝置上的雜物未能及時認真地清掃,嚴重影響了伸縮裝置上的自由伸縮。

   b.橋樑逐漸老化,維修又不充分,破壞程度不斷擴展。

   c.橋樑逐漸老化,維修又不充分,破壞程度不斷擴展。

2 維修對策

   幾年來,在包頭黃河大橋伸縮縫維修實踐中,所採取的主要維修對策是:

   (1)將第二道伸縮縫(由南向北)南側支承梁體全部重新支模澆築混凝土。

   (2)全部拆除現有伸縮裝置,加厚伸縮縫頂層鋼板,加大螺桿及螺母的尺寸並採用高強鋼材,特殊工藝製作。

   (3)加密加粗伸縮縫錨固鋼筋,加大與預埋件的焊接面。

   (4)螺桿上及螺母內塗封固樹脂,使其擰緊后固化為整體。

   (5)安裝完畢後用封固樹脂(特定配方)將固定鋼板螺母及螺桿封固,保證與頂面鋼板水平。

   (6)在第一副螺桿螺母帽上面,加用特殊材料製作的防護蓋,使封固樹脂的壽命大大延長。

   (7)全橋加鋪4cm中粒式瀝青混凝土。

3 結語

   公路橋樑伸縮裝置長期暴露在大氣中,直接承受車輛車輪荷載的反覆衝擊作用,是橋樑結構最易遭到破壞而又較難以修補的部位。包頭黃河大橋的維修實踐表明,橋樑伸縮裝置形式的選擇非常重要,必須根據所安裝伸縮裝置的道路性質、橋樑類型、需要的伸縮量(通過計算確定)為依據,綜合考慮道路、橋樑和伸縮裝置的整體的耐久性、平整性、排水性、防水性、施工性、維修性和經濟性等,選擇適當形式的伸縮裝置。合理選擇伸縮裝置的形式,是保證伸縮裝儘可能與橋樑結構、路面具有相同或相近壽命的一個基本條件。在今後的公路建設中,設計部門應盡量設計目前性能好、安裝方便、破壞性小的伸縮裝置,施工單位要精心施工,建

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