橋隧維修與養護哈爾濱鐵道職業技術學院王淑媛

單元一橋隧維修與養護的基本知識01單元四隧道的維修與養護04單元三涵洞的維修與養護03課程主要內容單元二橋梁病害檢測維修與養護02單元五橋隧的維修與養護標準05單元二橋梁病害檢測維修與養護項目一橋梁材料性能的檢測項目二橋梁工程制品的檢測項目三橋梁的檢查項目四橋梁荷載試驗項目五橋梁上部結構的維修項目六橋梁支座的維修項目七橋梁下部結構的維修項目八橋梁的養護

北京順義減河1號懸索橋做承重試驗坍塌該橋為一人行景觀橋，長120米，寬5米，橋面坡度2.56%，半坡長70.4米，中間拱高1.488米。橋面由雙體箱形鋼結構鋼懸索承重。主索兩端匯合一點固定，主纜正中與橋面兩邊平行懸索橋原貌10輛測重卡車隨橋墜入減河橋體與路基間裂縫達一尺寬一根吊索被連根拔起項目五橋梁上部結構的維修上部結構常見病害及加固方法1.鋼筋混凝土及預應力混凝土簡支梁橋1)鋼筋混凝土簡支梁橋

常見病害有：(1)跨中附近梁底由下而上的豎向彎曲裂縫，數量隨跨徑增大而增多。(2)兩支承端附近腹板上的斜向裂縫,主拉應力過大或腹板抗剪不足等引起的剪切病害。(3)梁腹板的豎向裂縫，多位于薄腹板的中部，中間寬兩頭細，未向上、向下延伸，收縮裂縫，主要影響結構的耐久性。

(4)橋面上沿翼緣板接縫處的縱向裂縫，較多發生在預制裝配T梁橋翼緣采用鉸接或橫向聯系受損較大的裝配式簡支梁中。此種病害會造成惡性循環，加重單片梁的其他病害程度。(5)其他施工原因產生的裂縫，這些裂縫在工程竣工前就能發現。2)預應力混凝土簡支梁橋不同于鋼筋混凝土簡支梁的其他常見病害：(1)張拉錨具的錨下縱向裂縫，長度一般不超過梁高，主要為錨下局部應力集中產生的劈裂拉力所致；(2)沿預應力鋼束的縱向裂縫，主要為預應力鋼束保護層過薄，鋼束處局部應力過大產生劈裂或是混凝土保護層碳化后預應力筋生銹所致；(3)跨中下撓過大，超過規范容許值，跨中截面不一定開裂，主要為施加預應力不足或預應力損失過大所致。維修方法：(1)對梁底彎曲裂縫和沿預應力筋的縱向裂縫，可采用粘貼鋼板、粘貼纖維復合材料的方法加固，也可采用增大截面法加固。增加鋪裝層厚度，加大截面受壓區面積對提高抗彎強度和剛度有利，但增加高度有限，同時也增加自重，如果增加梁底截面高度，實際上是增加配筋。表面粘貼法：是指用膠粘劑把玻璃布或鋼材等材料粘貼在裂縫部位的混凝土面上，達到封閉裂縫目的的一種修補方法。拱肋粘鋼加固梁底粘鋼加固(2)對于腹板上的斜裂縫，可在與裂縫反向并近似與水平線成45°，即大致正交于斜裂縫的方向粘貼鋼板或纖維復合材料；對梁高度矮，鋼板或纖維錨固長度不足時，可粘貼成U形箍和加壓條的形式。(3)對于腹板上的收縮裂縫和錨固區的裂縫，視縫寬大小采用環氧膠封閉或灌縫處理。(4)對橋面縱向裂縫，可結合鋪裝層改造增加厚度和橫向配筋，或者增加、加大橫隔板。(5)上述各種因受力引起的病害，均可采用體外預應力加固法，此法的設計、施工復雜，但效果較好。(6)對病害較多、較重的某一單片梁，條件許可時，可割開橫向聯系更換增大剛度后的新梁，同時減少其他梁的荷載分布。多數情況下邊梁病害較重.粘貼鋼板或纖維復合材料進行抗彎及抗剪加固

體外預應力索加固簡支梁更換新梁并改善荷載橫向分布2.鋼筋混凝土及預應力混凝土連續梁及懸臂梁橋常見病害有：1)鋼筋混凝土及預應力混凝土懸臂梁(1)懸臂梁牛腿端下撓過大，常有墩頂橋面開裂。(2)懸臂梁牛腿處局部裂縫牛腿處局部裂縫(3)如果懸臂梁的錨固孔跨徑過大，在尺寸偏小或配筋不足時，很有可能出現跨中下撓或跨中梁底豎向裂縫。(4)預應力筋錨固齒板后的斜向裂縫.(5)箱梁頂、底板縱向裂縫.(6)箱梁頂、底板梗腋處的縱向裂縫.錨固齒板后開裂(7)箱梁腹板中部的豎向裂縫(8)箱梁腹板上的斜裂縫(9)箱梁腹板上的水平裂縫(10)懸臂施工時各分段接縫或合攏段接縫出現裂縫(11)在箱梁較寬時，也容易出現橫隔板或橫梁跨中產生豎向裂縫箱梁腹板上斜向開裂

箱梁腹板上水平裂縫

病害可選的加固方法：(1)對于懸臂梁牛腿端下撓過大，最有效的方法是補加預應力，利用變高度梁的特點，在鋪裝層中布置通長無粘結預應力索，錨固在牛腿上，鋪裝層與箱梁頂板間應通過植入大量錨筋傳遞橋面預應力（見圖）；單箱多室截面并有足夠箱高時，可在中腹板頂部兩側布置通長體外束，錨固在腹板上（見圖）。但是，兩種情況下均要注意對錨固孔的影響。懸臂梁負彎矩區鋪裝層中布置預應力索懸臂梁負彎矩區中腹板兩側布置體外預應力索(2)對于牛腿處裂縫，常在兩側粘貼塊形鋼板或鋼板條（見圖）。如果箱內牛腿處能進入操作，可考慮從外面鉆斜孔后穿預應力筋張拉錨固，（見圖）。(3)對連續梁跨中和懸臂梁錨固孔跨中下撓過大，最有效的方法是體外預應力加固，利用變高度梁的特點，在箱內腹板兩側布置直線形或折線形體外預應力束加固（見圖）。對等高度連續梁宜采用折線形布束加固（見圖）。變高度連續箱梁內布置折線形體外預應力等高度連續箱梁內布置折線形體外預應力索(4)對預應力錨固齒板附近的裂縫一般采用灌縫后粘貼薄鋼板或碳纖維等復合材料加固。(5)墩頂處橋面橫向裂縫，可采用鑿除鋪裝層混凝土，在頂板面增設縱向普通受拉鋼筋或無粘結預應力筋，預應力鋼束錨固在現澆層中。或在箱內腹板兩側的截面重心軸以上設體外預應力索加固。(6)對連續梁跨中梁底橫向裂縫及分段接頭橫向裂縫，常采用縱向粘貼鋼板或碳纖維等復合材料加固；或采用體外預應力索加固。對于分段拼裝接頭裂縫，若屬于非受力引起，只需灌膠封閉即可。(7)對箱梁頂、底板縱向裂縫，常采用橫向粘貼鋼板或其他纖維復合材料或增設橫向聯系等方法加固。如果頂板底面縱向開裂，主要是因頂板橫向跨度過大，又未設橫向預應力所致，可考慮在頂板上面的鋪裝層中增設橫向預應力筋，并在鋪裝層與頂板間植入大量錨筋來傳遞橋面預應力。箱梁頂面鋪裝層中增設橫向預應力筋

(8)對箱梁頂、底板梗腋處的縱向裂縫及腹板豎向裂縫，可采用封閉、灌縫或粘貼纖維復合材料加固。(9)對腹板上的斜裂縫，可采用在腹板上粘貼鋼板或纖維復合材料，類似于圖。或適當增加腹板厚度，或在縱向或豎向施加預應力等方法加固。(10)對腹板上的水平裂縫，可采用在腹板上粘貼豎向鋼板或纖維復合材料，或增加橫向聯系，如增設橫隔板等，或施加豎向預應力加固。(11)對箱梁內的橫隔板或橫梁跨中豎向開裂，可在橫隔板兩側補加橫向體外預應力，并穿出箱壁錨固。也可增設橫隔板，增強抗橫向彎曲及扭轉的能力。3.預應力混凝土T形剛構橋主要特點為梁、墩固結在一起，但前者的上部結構類似于懸臂梁橋，后者的上部結構則類似于連續梁橋，只是橋墩要承受較大的縱向彎矩。預應力懸臂梁及連續梁橋可能有的病害，它們也同樣可能存在，可選的加固方法也相同。4.圬工拱橋圬工拱橋主要指用石材、混凝土預制塊砌筑的實腹式或空腹式拱橋。圬工拱橋均為上承式拱橋，其大多數常見病害及加固方法與鋼筋混凝土板拱、肋拱及箱形拱類似。常見病害：(1)拱圈出現大面積的嚴重風化剝落、灰縫脫空(2)主拱圈拱頂下緣出現1~2條橫向貫通的裂縫(3)拱圈的個別拱石出現裂縫，灰縫脫落，壓碎或外凸(4)拱圈分層砌筑時，沿砌縫出現環向裂縫，主要與施工時的砌筑工序，支架變形、砌縫處理及砂漿強度有關；(5)砌體表層沿砌縫無規則的開裂(6)拱上側墻外傾或伴有斜向沿豎向砌縫成鋸齒狀的裂縫，特別是實腹式拱橋的側墻(7)拱上側墻沿拱圈的拱背開裂或脫離加固方法：(1)對砌體表層風化剝落、灰縫脫空，可先鑿除松動的剝蝕層，露出新鮮面，用高強度等級水泥砂漿填塞灰縫。視厚度情況分層涂抹或噴涂水泥砂漿修補，砂漿中可添加一些化學纖維以增強抗裂性。(2)對由于墩臺不均勻下沉引起的拱頂橫向裂縫，如果下沉還未穩定，應先加固墩臺基礎，再對裂縫注水泥漿后，在拱腹下植筋，掛鋼筋網澆筑或噴射混凝土內襯，增大拱圈截面加固。如果沉降基本終止，就只需加固拱圈，開裂不嚴重時，也可只灌漿封閉。對由于墩臺滑動或轉動引起的拱頂裂縫，如果墩臺位移尚未停止，應先加固墩臺，再對裂縫注漿封閉后，可從拱腹或拱背澆筑鋼筋混凝土，增大截面加固。對由于承載能力不足引起的拱頂橫向裂縫及下沉，除可采用拱背或拱腹增大截面外，還可同時采用減輕拱上建筑自重來減少恒載，如實腹拱改空腹拱，也可將原填料更換為輕質填料，改拱式腹孔為梁板式腹孔或全空腹式拱上建筑。(3)拱圈個別拱石出現的病害，可鑿除壓碎部分，視裂縫寬度大小，用環氧膠、高強度級水泥砂漿或環氧砂漿，灌縫或填縫，再用水泥砂漿或小石子混凝土修補。拱石嚴重碎裂的，要全部鑿除用混凝土填補。(4)主拱圈沿砌縫環向開裂時，采用鋼板或鑄件做成的楔形剪力鍵或抓釘豎向嵌入拱圈兩側，開裂范圍大且嚴重時，在拱圈上徑向鉆孔穿入長錨栓，適當加壓后錨固，其間距布置視環向開裂程度而定，原裂縫用水泥漿灌縫封閉（見圖）。拱圈環形裂縫處理

(5)砌體表層砌縫開裂，可采用水泥砂漿灌縫封閉或勾縫。(6)拱上側墻外傾，視外傾程度，采用挖出墻內填料更換成砂礫石、漿砌片石等較少側壓力的材料，對空腹式拱橋的腹拱側墻及實腹段側墻外傾，由于填料較少，可更換成低強度等級混凝土。對實腹式拱橋也可采用加厚側墻尺寸，或者在兩側墻鉆孔設多根鋼拉桿對錨（見圖）。

(7)拱上側墻沿拱背開裂或脫離，如果是基礎下沉引起并未終止的，應先加固基礎，再用高強度等級水泥漿或砂漿灌縫封閉。并檢查兩拱腳上方側墻上至橋面的伸縮縫是否完好，否則可能引起拱上建筑與主拱圈變形不協調。5.鋼-混凝土組合梁橋一般是采用工字形或箱形鋼梁上加鋼筋混凝土或預應力混凝土橋面板，常用于簡支梁，少數也用于連續梁。(1)鋼梁的病害及加固同一般鋼結構，其常見病害為鋼構件的銹蝕、脫皮、變形，連接部位的松動、焊縫裂紋等。(2)混凝土橋面板的病害及加固同一般鋼筋混凝土或預應力混凝土受彎板，鋼—混凝土組合梁橋的病害及加固的特殊性在于混凝土橋面板與鋼梁的連接部位，該處可能會出現縱向裂縫、滑移或掀起。對于少量細裂縫及滑移可采用壓注環氧膠封閉處理，嚴重時將更換橋面板，增設剪力鍵等。6.斜拉橋斜拉橋的上部結構分為三大部分：主梁、拉索及索塔。主要有預應力混凝土結構（箱梁、肋形梁）、鋼結構（箱梁、板梁）及鋼結構梁加混凝土橋面板混合梁等。索塔常為鋼筋混凝土、預應力混凝土或鋼結構的偏心受壓柱；橫梁為受彎構件，按其材料所屬相應受力構件進行病害分析及加固設計。唯一特殊的構件是拉索，拉索的非受力性病害有：拉索護套的開裂、漏水、護筒生銹、減振裝置工作異常或失效。拉索的受力性病害有：索力值超出正常范圍，過大或過小，應檢查主梁的裂縫及變形情況，查明原因，經計算分析后對主梁進行加固和調整索力，必要時應更換拉索。上部結構維修（加固）方法

1.增大構件截面和配筋加固法（更換原構件）

2.表面粘貼法（粘貼鋼板（筋）加固法）

3.體外預應力加固法

4.碳纖維布加固法

5.增加主梁加固法及上部結構的拓寬改建

6.植筋加固法7.改變結構體系增加主梁及上部構造的拓寬改建梁底粘貼碳纖維布加固石拱橋加固（重車237T過橋）主要病害T梁車行道板存在網狀裂縫，4～6跨較為嚴重，其橫向裂縫大都貫通梁肋間翼板，間距約20cm～50cm，裂縫最大寬度0.20mm；縱向裂縫主要位于跨中區域，第2～第3道橫隔板間，最大寬度0.20mm主橋3#腹拱3/4跨處橫向砌縫開裂，裂縫貫通腹拱圈，砌縫砂漿脫落；拱上立墻多處滲水鑒定結論

通過對橋梁的現狀檢查、專項檢查、結構檢算和靜、動載試驗，并對檢查結果進行綜合分析比較，認為在大件車荷載作用下，桃子立交橋除石拱橋主拱圈拱腳截面和T梁車行道板承載能力不滿足要求，其余構件驗算截面均滿足要求。加固設計思路對于石拱橋，主拱圈拱腳截面承載能力不滿足大件車荷載通過要求，設計中采用植筋澆筑混凝土增大拱腳區段截面的方法提高拱腳截面承載能力；同時采用壓力灌注法修補砌體裂縫，特別是3#腹拱3/4跨處橫向砌砂漿貫通脫落，恢復結構完好狀態。對于引橋T梁結構，車行道橋面板裂縫較多且承載能力不滿足大件車荷載通過要求，設計中采用增加鋪裝層厚度和橋面鋼筋，并通過豎向植筋使橋面混凝土鋪裝層與結構共同受力的措施提高車行道板承載能力。橋面車行道鋪裝破損嚴重，設計中采取鑿除現有車行道鋪裝，重新施工橋面，并同時修補伸縮縫槽口，維修伸縮縫等處治措施恢復橋面平整程度和使用功能。三、相關案例（一）橋梁上部結構加固案例：工程背景與項目一相同1.橋梁狀態綜合評定采用評分法對該橋進行評定，橋梁各部件權重及根據檢測結果判定的各部件的評定結果見表2-2。本橋的技術狀況處于較差的狀態，需對該橋進行中修；其中地基沖刷、上部一般承重構件、橋面鋪裝的評定標度都不小于3，應對這些部位進行維修或者加固處理。表2-2橋梁各部件權重及評定結果