沪蓉高速公路四桥维修加固设计(施工图)

沪蓉高速公路云阳至万州段四座互通立交桥梁维修加固工程施工图设计汇报目录工程概况1主要病害情况2加固设计依据及规范3重点病害验算分析4重点病害原因分析5加固措施6费用概算7青杠坝互通高粱互通古家坝互通云阳互通1工程概况（1）青杠坝立交桥1工程概况（1）青杠坝立交桥主线桥C匝道D匝道1工程概况（1）青杠坝立交桥1工程概况共计81跨（2）高梁互通立交桥1工程概况（2）高梁互通立交桥1工程概况（2）高梁互通立交桥1工程概况共计68跨（2）高梁互通立交桥主线桥B匝道A1匝道A2匝道C匝道D匝道1工程概况（3）古家坝互通立交桥1工程概况（3）古家坝互通立交桥1工程概况（3）古家坝互通立交桥1工程概况共计176跨主线桥1主线桥2主线桥3D1匝道D2匝道B匝道C2匝道C1匝道A匝道1工程概况（4）云阳互通立交桥1工程概况（4）云阳互通立交桥1工程概况（4）云阳互通立交桥1工程概况共计37跨（4）云阳互通立交桥主线桥C匝道桥D匝道桥A匝道桥1工程概况1工程概况桥名类别座数跨数小计青杠坝主线桥16481匝道桥217高梁互通主线桥12568匝道桥543古家坝主线桥396176匝道桥680云阳互通主线桥12637匝道桥311合计22362设计单位：四川省交通厅公路规划勘察设计研究院设计时间：2004年4月开展外业勘测工作，2005年6月完成设计。设计要点：设计荷载：汽车-超20级、挂车-120连续梁桥纵向梁体按全预应力或A类构件设计

按85桥规设计1工程概况桥梁设计概况桥梁施工概况开工时间：2004年12月26日通车时间：2008年12月底施工要点：青杠坝：箱梁均采用搭架现浇。连续梁桥纵向梁体按全预应力构件设计。纵向预应力束贯穿全跨梁体，标准宽梁段所设的纵向预应力束，在相邻孔跨梁体顶面交叉弯出，采用两端张拉；边跨梁端及异形块处个别梁段附加预应力束采用单端张拉。桥梁施工概况高梁：梁体采用搭架现浇施工，要求每联桥梁满堂支架。（未说明采用A类还是全预应力）古家坝：采用移动支架法施工的主线桥，梁体纵向按全预应力混凝土结构设计；匝道桥及采用满堂搭架施工的主线桥则按部分预应力A类构件设计。两处跨越深沟的匝道桥（A、C匝道桥），上部结构采用25+5X40+25米连续箱梁，施工上采用移动支架施工。云阳互通：梁体采用部分预应力A类构件设计，桥梁采用搭设满堂架现浇施工。

桥梁施工概况青杠坝互通立交：重庆渝达公路桥梁有限公司高梁互通立交：中国路桥集团总公司古家坝互通立交：上海警通路桥建设有限公司云阳互通立交：中国建筑第七工程局重庆交通工程监理咨询有限公司重庆中宇工程监理咨询有限公司参建单位：建设单位：渝东建设分公司

2主要病害情况根据北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司出具的检测报告（2014年）和北京中交桥宇科技有限公司出具的隐患专项检查检测报告（2014年），结合北京中交桥宇科技有限公司出具的检测报告（2010年），

主要病害情况如下：

1）高梁互通主线桥30米桥跨存在大量底板横向裂缝和腹板竖向裂缝

2）古家坝互通主线1号桥和A匝道桥梁体横向偏位严重

3）高梁互通、青杠坝、古家坝部分桥跨箱梁存在较多裂缝

4）个别墩柱存在竖向或横向裂缝

5）其他病害

2主要病害2.1高梁互通30米跨裂缝左幅第12跨10年检测结果左幅第12跨14年抽检结果

2主要病害2.1高梁互通30米跨裂缝左幅第12跨2010年缺陷修补后照片

2主要病害2.1高梁互通30米跨裂缝

2主要病害2.1高梁互通30米跨裂缝

右幅第11跨14年抽检结果

2主要病害2.1高梁互通30米跨裂缝右幅第11跨2010年缺陷修补后照片

2主要病害2.2古家坝互通偏位

古家坝互通多座主线和匝道均存在偏位的情况，其中以主线1号桥和A匝道桥梁体横向偏位最严重：3.5cm3.5cm10cm10cm3.5cm2.5cm3.5cm8cm3.3古家坝互通立交梁体滑移抽查3隐患桥梁抽查情况第5联第4联第3联综上，第4联梁体并未出现整体向右侧滑移的现象，反而是第3、4、5联梁体均向左侧滑移，其中第4联滑移量最小，第3、5联滑移量较大，导致在其相邻伸缩缝处出现明显错位。通过与2010年定期检查结果对比，各支座处梁体滑移在2010年已存在，本次检查数据较2010年已有所发展。

2主要病害2.2古家坝互通偏位

古家坝互通多座主线和匝道均存在偏位的情况，其中以主线1号桥和A匝道桥梁体横向偏位最严重：查看10年的检测报告,A匝道为10cm

2主要病害2.3箱梁裂缝

出高梁互通30米跨存在较多横向裂缝外，青杠坝、高梁其他桥跨、古家坝也都有部分桥跨箱梁裂缝较严重：图5.1-2左幅第10跨上部结构病害示意图青杠坝高梁

2主要病害2.4个别墩柱裂缝

主要为古家坝互通C2、D1匝道桥，其中C2匝道3-2#盖梁1条，长0.6m，宽0.1mm。5#墩、6#墩、7#墩、8#墩共计19条竖向裂缝，其中11条裂缝宽度大于0.20mm，裂缝最长5.1m。图5.1-2左幅第10跨上部结构病害示意图

2主要病害2.5其他病害

图5.1-2左幅第10跨上部结构病害示意图

混凝土破损露筋、支座顶钢板不水平、支座开裂、支座脱空、支座卡死等等。

3加固设计依据及规范3.1设计依据

各桥施工设计图（四川省交通厅公路规划勘察设计研究院）各桥定期检测报告（北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司，2014）各桥专项检测报告（北京中交桥宇科技有限公司，2014）

3加固设计依据及规范3.2设计规范1）《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）3）《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013)4）《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》（GB50728-2011）5）《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）6）《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/TJ23-2008）7）《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）8）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）9）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ011-89）

4重点病害验算分析1）高梁左幅30米跨复核验算分析2）高梁右幅30米跨复核验算分析3）古家坝横向偏位分析4)青杠坝纵向裂缝分析5）其他桥跨验算分析结果针对主要病害1针对主要病害2针对主要病害3

4重点病害验算分析4.1左幅30米跨复核验算计算模型

4重点病害验算分析主梁承载能力极限状态下弯矩包络图2344816394-250484.1左幅30米跨复核验算4重点病害验算分析4.1左幅30米跨复核验算

4重点病害验算分析主梁下缘应力图（组合2）3.544.1左幅30米跨复核验算

4重点病害验算分析主梁应力情况（各组合包络情况下最大拉应力或最小压应力）4.1左幅30米跨复核验算

4重点病害验算分析4.1左幅30米跨复核验算根据计算分析结果，在原桥设计荷载作用下结论如下：1、该桥第三联各截面在承载能力极限状态下结构抗弯承载力满足规范要求；2、在正常使用极限状态下，第三联第四跨跨混凝土法向应力和主应力不满足规范要求。主要原因为提供的施工图纸中30米跨径与25米跨径采用同样的配筋规格和形式。

4重点病害验算分析4.2右幅30米跨复核验算左幅30米跨跨中右幅30米跨跨中中跨跨中腹板下缘设有12束M15-11钢束中跨跨中腹板下缘设有8束M15-11钢束

4重点病害验算分析主梁承载能力极限状态下弯矩包络图4.2右幅30米跨复核验算4重点病害验算分析4.2右幅30米跨复核验算第4跨跨中极限承载能力比值由左幅的1.14变为1.33

4重点病害验算分析主梁下缘应力图4.2右幅30米跨复核验算2.78

4重点病害验算分析4.2右幅30米跨复核验算根据计算分析结果，在原桥设计荷载作用下结论如下：1、该桥第三联各截面在承载能力极限状态下结构抗弯承载力满足规范要求；2、在正常使用极限状态下，第三联第四跨跨混凝土法向应力和主应力不满足规范要求。但小于左幅30米跨。

4重点病害验算分析4.3古家坝横向偏位分析单梁分析古家坝A匝道第2联、实体分析古家坝A匝道第2联、实体分析古家坝主线1号桥右幅第3联。主要分析在整体升温、整体降温、内外侧温度变化作用下曲线梁桥水平变形情况。古家坝A匝道第2联单梁模型

4重点病害验算分析4.3古家坝横向偏位分析实体分析古家坝A匝道第2联：古家坝A匝道第2联实体模型

4重点病害验算分析4.3古家坝横向偏位分析实体分析古家坝主线1号桥右幅第3联：古家坝主线桥第3联实体模型

4重点病害验算分析4.3古家坝横向偏位分析偏位分析结论：不管是曲线半径较小的A匝道桥还是曲线半径较大的主线1号桥，都是1个墩上有固定盆式支座，其余均为双向滑动盆式支座，在温度力作用下，梁体均存在绕固定支座转动的可能（1到4mm），也就是在温度力作用下，梁体往外侧或内侧均存在偏位的可能，具体需结合其他边界条件进行分析。

4重点病害验算分析4.4青杠坝纵向裂缝分析为什么选取青杠坝：

1）2010年和2014年检测结果中，青杠坝桥底板纵向裂缝数量最多桥名跨数2010年检测纵向裂缝长度统计（m）2010年检测平均每跨裂缝长度（m）2014年检测纵向裂缝长度统计2014年检测底板纵向裂缝长度统计青杠8112753157261.52213.85高梁688481287.0754.47古家176694839474.3177.4云阳3717544751.551.5

4重点病害验算分析4.4青杠坝纵向裂缝分析为什么选取青杠坝：

2）支座的布置形式云阳互通：盖梁和桥台上设四氟滑板橡胶支座，圆柱顶设圆板橡胶支座。高梁互通：桥台位置：采用300X450X59mm四氟滑板支座；牛腿位置：采用250X350X39mm四氟滑板支座；桥墩柱顶：采用φ850X138mm圆形支座（板式橡胶支座）

4重点病害验算分析4.4青杠坝纵向裂缝分析为什么选取青杠坝：

2）支座的布置形式古家坝：每联中间桥墩设固定盆式支座，其余为双向滑动支座，桥台用四氟滑板支座。青杠坝：连续箱梁桥墩支座采用盆式橡胶支座，固定支座或DX单向滑动支座。桥台支座采用GJZ350×450×49mm四氟滑板支座。介于青杠坝单跨纵向裂缝的数量相对较多和各跨横桥向均不能伸缩变位的原因，选取该桥进行纵向裂缝原因分析

4重点病害验算分析4.4青杠坝纵向裂缝分析实际裂缝情况：10年检测报告中，青杠坝桥以左、右幅主线第26~第29跨纵向裂缝最为严重，14年抽检报告和定检报告中上述桥跨新开展纵向裂缝都比较少。

4重点病害验算分析4.4青杠坝纵向裂缝分析10年左幅第26跨上部结构病害示意图左幅第26跨上部结构病害示意图14年抽检

4重点病害验算分析4.4青杠坝纵向裂缝分析左幅第26跨上部结构病害示意图14年定检报告中未有裂缝展开示意图，从病害描述表中有8条不超过1.2米的纵向裂缝，且大部分靠近桥墩

4重点病害验算分析4.4青杠坝纵向裂缝分析实际裂缝情况：

根据14年定期检测报告中对裂缝的描述，青杠坝桥纵向裂缝较多的为第3联第10跨和第12跨。

14年抽检报告中，总向裂缝最严重的是右幅第28跨。

4重点病害验算分析4.4青杠坝纵向裂缝分析实际裂缝情况：

根据14年定期检测报告中对裂缝的描述，青杠坝桥纵向裂缝较多的为第3联第10跨和第12跨。左幅第10跨10年定检裂缝情况左幅第10跨14年定检裂缝情况

4重点病害验算分析4.4青杠坝纵向裂缝分析实际裂缝情况：

根据14年定期检测报告中对裂缝的描述，青杠坝桥纵向裂缝较多的为第3联第10跨和第12跨。左幅第12跨10年定检裂缝情况左幅第12跨14年定检裂缝情况

4重点病害验算分析4.4青杠坝纵向裂缝分析实际裂缝情况：

根据14年定期检测报告中对裂缝的描述，青杠坝桥纵向裂缝较多的为第3联第10跨和第12跨。右幅第28跨10年定检裂缝情况右幅第28跨14年抽检裂缝情况

4重点病害验算分析青杠坝互通主线桥横断面布置图（单位：cm）

4重点病害验算分析4.4青杠坝纵向裂缝分析箱梁整体实体模型图边跨跨中梁段中跨支点附近梁段中跨跨中梁段边跨支点附近梁段4重点病害验算分析4.4青杠坝纵向裂缝分析中跨支点附近梁段

整体降温作用下箱梁横向应力云图4重点病害验算分析4.4青杠坝纵向裂缝分析各截面底板底面在各种荷载效应下的截面横向应力值（单位：MPa）边跨跨中边跨支点附近中跨跨中中跨支点附近自重0.27-0.160.22-0.46整体温升-0.22-3.26-0.23-2.94整体温降0.162.450.172.2梯度升温0.081.140.081.03梯度降温-0.21-0.18-0.210.06汽车荷载0.40.40.40.4最不利组合0.914.150.873.17对应的裂缝宽度大概在0.04到0.06左右4重点病害验算分析4.4青杠坝纵向裂缝分析各截面底板底面在各种荷载效应下的截面横向应力值-修改约束后（单位：MPa）边跨跨中边跨支点附近中跨跨中中跨支点附近自重0.27-0.190.21-0.48整体温升-0.01-0.23-0.12-0.19整体温降0.010.170.090.14梯度升温0.0040.080.040.07梯度降温0.14-0.45-0.17-0.36汽车荷载0.40.40.40.4最不利组合0.820.460.740.134重点病害验算分析4.5其他桥跨验算分析结果裂缝发展情况：桥名跨数2010年检测横向裂缝长度统计（m）2010年检测平均每跨裂缝长度（m）2014年定期检测横向裂缝长度统计2014年定期检测底板横向裂缝长度统计青杠81161820.022.4422.44高梁68236634.866.713.7古家17614688.331.628.6云阳3748613.114.90抽检报告中，除高梁互通30米桥跨和青杠坝个别桥跨外，其余裂缝数量类似。（抽查高梁左幅第9、10、11、12、13跨和右幅第8、9、11跨，新发现31条横向裂缝，总计32.2m。）4重点病害验算分析4.5其他桥跨验算分析结果计算分析结果：选取云阳互通主线桥左幅第2联6×20.0m进行复核检算、古家坝互通A匝道桥第2联5×25.0m、青杠坝主线桥左幅第一联4×30m、主线桥左幅第九联3×25+19.79m计算。

承载能力极限状态均满足规范要求，正常使用极限状态均满足A类预应力混凝土构件的要求

4重点病害验算分析1）高梁左幅30米跨复核验算分析（主要病害1）结果：30米跨不满足A类构件要求。同时实际存在较多横向裂缝并在碳纤维处理后有新裂缝发展。2）高梁右幅30米跨复核验算分析（主要病害1）结果：同左幅30米跨，但拉应力要小于左幅30米跨（3.54降为2.78）。4.6小结

4重点病害验算分析3）古家坝横向偏位分析结果：由于除中间墩设置固定支座外，其余墩上均设置为双向滑动支座，在各种温度力作用下，梁体会横向偏位，偏位有往内和外的可能，需结合其他边界条件分析确定。4.6小结

4重点病害验算分析4)青杠坝纵向裂缝分析

结果：由于箱梁桥除中间墩设置固定支座外，其余桥墩均设置为DX单向滑动支座，限制了梁体在温度力作用下的横向偏位，导致梁底横桥向应力较大。但考虑到把一侧支座进行更换需要大量资金和施工周期，且横向拉应力主要集中在支座附近，计算裂缝宽度较小，实际纵向裂缝数量大量减少，暂不更换。只针对纵向裂缝数量较多的箱梁局部横桥向加固处理，约束裂缝的进一步发展。4.6小结

4重点病害验算分析5）其他桥跨验算分析结果计算跨均满足规范要求。综上分析，认为这四座桥梁的主要问题是病害1和病害2，即高梁互通30米桥跨横向裂缝的分析处理和古家坝梁体偏位的分析处理。4.6小结5.1裂缝原因分析（1）桥梁设计原因高梁互通30米跨钢束设置偏少产生的直接应力裂缝（计算正应力左、右幅分别为3.54MPa和2.78MPa）。由于高梁互通30米跨与25米跨的钢束布置总根数、形式、规格一样。青杠坝桥的纵向裂缝与支座的布置形式有一定关系。5重点病害原因分析（2）温差应力规范规定较小

云万高速上设计的桥梁均是按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-1985）进行设计的。原规范对梯度温度应力，规定桥面板升温5°C的规定相对于新规范要小。（3）钢筋净保护层厚度偏薄

钢筋净保护层厚度偏薄。在施工过程中若质量控制不严、混凝土浇筑过快等会使钢筋保护层偏薄。5.1裂缝原因分析5重点病害原因分析5.1裂缝原因分析（4）施工原因根据之前的裂缝发展情况描述，在对裂缝进行处理后，裂缝数量大幅减少，由此可推断大部分裂缝与施工有关系：①受施工周期的影响，混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，即塑性收缩裂缝；②混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土坍落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝；③用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其他原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝。5重点病害原因分析5.1裂缝原因分析（4）施工原因其他可能的施工工艺及质量原因：①施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂缝；②施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

5重点病害原因分析5.1裂缝原因分析（5）预应力损失在施工时波纹管若定位不准、绑扎不牢固，混凝土浇筑、振捣时挤碰波纹管使波纹管位置偏离设计坐标，纵向凹凸不平，平直度误差加大，即R变小，k变大，损失变大。波纹管局部破损、漏浆导致孔道内壁粗糙，即μ变大，损失变大。此外，施工单位可能为了抢工期，混凝土养护3d就加载，过早的张拉了预应力，此时混凝土的弹性模量只达到设计值的70%甚至还小些，会直接影响后期的徐变变形和应力的重分布，也会增大徐变损失。5重点病害原因分析5.1裂缝原因分析（6）施工材料可能不当比如外加剂的掺入量，配合比的合理性等，但由于无法查阅真实资料，只能做为可能的原因之一。5重点病害原因分析1）地质原因排查经现场实地调查后得出如下初步结论：（1）该区地层为侏罗系砂、泥岩地层，以泥岩为主，为一反向坡，地层产状约为151°、∠33°，地层岩性及构造条件简单。（2）坡前发育有多条冲沟，沟内崩坡积（Q4c+dl）层后约0~5m不等，坡体物质结构松散，稍湿，可见直径大于3m，约砂岩块石，坡体上多种有果木，前缘房屋密集，房体未见大面积开裂现象。（3）经对崩坡积，堆积体周边进行走访，调查未发现开裂、鼓胀、“醉汉林”等滑动迹象。调查发现桥桩多处直接建于基岩之上，较为稳固，一段长达50m的填方路基也未见开裂变形。综合后，可排除由于滑坡、滑移而引起位移的可能。5重点病害原因分析5.2古家坝偏位原因分析2）A匝道第2联综合分析（1）基本概况曲线半径：R=320m交接墩设有盖梁和挡块，交界墩、6号墩为双柱墩，6号墩设固定支座，其余单柱墩和交界墩设双向滑动盆式支座5重点病害原因分析2）A匝道第2联综合分析（2）综合分析在4号过渡墩上第2联侧支座往曲线外侧偏移了12cm，而9号过渡墩上支座偏移很小。结合10年的定期检测报告发现，9号墩盖梁挡块两侧均与梁体均抵死，进一步查阅原桥设计文件，挡块净距为652cm，梁体底板宽度为650cm，如果现场立模或浇筑混凝土出现误差，挡块有可能阻止梁体横向偏位5重点病害原因分析A匝道9号墩挡块与梁体情况2）A匝道第2联综合分析（2）综合分析结合支座横坡度分析可以发现，4号墩上第2联支座对应梁体往弧线外侧偏移，对应的支座横坡是弧线外侧比内侧低，两个支座上钢板水平度实测横坡度为1.05%和5重点病害原因分析

1.40%，这就进一步证明了梁体偏位与支座顶钢板的横坡存在一一对应关系，而在温度力等外力影响下，梁体外横坡低一侧偏移后，在温度力等外力暂时消失后再回来需要克服梁体自重产生的分力，很难完全恢复到原位置2）A匝道第2联综合分析（2）综合分析5重点病害原因分析因此，支座顶钢板不平是外因，而除固定支座外均设置为双向滑动支座是内因，在温度力作用下，导致梁体偏位3）主线1号桥右幅第3联综合分析（1）基本概况曲线半径：R=827m双柱墩桩基础盆式橡胶支座：其中10墩顶设置固定支座，8号、9号、11号和12号墩顶设置双向滑动支座。5重点病害原因分析2）

主线1号桥右幅第3联综合分析（2）检测结果汇总分析5重点病害原因分析2）主线1号桥右幅第3联综合分析（2）检测结果汇总分析全联仅在10号墩设置固定支座，其余墩上均为双向活动支座，支座设置对梁体的横向约束较弱。在温度荷载等作用下会产生横向爬移。

11号墩：该墩高度约为43m，实测滑动支座上钢板横向水平度为-0.9°，高差为-2.6mm（左侧低右侧高）12号墩：该墩高度约为33m，实测滑动支座上钢板横向水平度为-0.6~-1.4°，高差为-5.2~-12.2mm（左侧低右侧高）5重点病害原因分析

6加固措施本着“安全、和谐、经济、环保”的处治理念，吸取目前国内外桥梁病害处治的先进经验，积极采用新技术、新材料、新设备、新工艺，以外观检测、荷载试验和施工图纸为依据，综合分析病害原因，提出合理可行的方案，达到维修处治之目的。

病害处治总体上遵循先进行耐久性加固，后进行病害结构性能补强加固设计，提高病害桥梁结构安全性和使用可靠性。

6加固措施1）箱梁底板横向裂缝处治措施：裂缝宽度＜0.15mm时采用表面封闭法修补，涂刷专用环氧树脂胶进行封闭；裂缝宽度≥0.15mm时，采用压力注浆法修补。2）箱梁底板空洞、露筋处治措施：采用高标号（至少和混凝土标号同级）的环氧砂浆对混凝土破损处进行修补恢复。环氧砂浆是用环氧树脂、砂子、水泥等按一定比例配置而成的材料，相比于普通混凝土或砂浆，它具有与混凝土粘结性能好、防水等优点。对混凝土不密实、骨料外露及空洞处应先凿除松散部分，再按上述方法处理。6.1耐久性加固裂缝宽度＜0.15mm时采用表面封闭法修补，涂刷专用环氧树脂胶进行封闭；裂缝宽度≥0.15mm时，采用压力注浆法修补。6加固措施一般采用环氧砂浆对破损区域进行修补。

6加固措施一般采用环氧砂浆对破损区域进行修补。

6加固措施

6加固措施除高梁互通30米桥跨（另重点介绍）外，针对其他混凝土裂缝的加固方法：粘贴钢板、粘贴碳纤维布。6.2结构性补强加固6.2.1混凝土裂缝补强加固（高梁互通左幅30米跨除外）。

4.2结构性补强加固-箱梁裂缝

重庆龙凤溪大桥维修处治工程

属于被动加固的方法，粘贴的碳纤维布存在一定的应力滞后现象，且只能承担部分后加荷载（主要指活载或二期恒载），对提高结构的承载能力或减少混凝土的应力影响较小。但在裂缝发展后阶段可以有效限制裂缝的加速发展，提高结构的耐久性。钢筋混凝土连续箱梁，缝宽0.3mm，06年上半年加固，08年11月份回访时照片6加固措施

6加固措施下面逐桥介绍：1）云阳互通：共计37跨。本次方案设计认为目前病害尚未处于维修加固的最佳时机，可先只进行常规的耐久性处治，对裂缝和混凝土破损按常规方法进行处理。6.2结构性补强加固

6加固措施6.2结构性补强加固2）古家坝互通：共计176跨。本次对2跨底板纵向粘贴钢板（1.14%），5跨底板横向粘贴碳纤维布（2.84%），14跨腹板粘贴碳纤维布（7.95%），5个墩柱顶部粘贴碳纤维布，2个墩柱底部粘贴钢板。

6加固措施6.2结构性补强加固2）古家坝互通：共计176跨。本次方案设计根据病害情况主要以粘贴碳纤维布为主。其中共对7跨底板、14跨腹板进行碳纤维布加固（有纵有横）。桥名跨数处理范围和措施主线桥1号桥402跨底板横桥向粘贴碳纤维布，1跨底板纵桥向粘贴钢板主线桥2号桥2无主线桥3号桥542跨底板横桥向粘贴碳纤维布，3跨腹板粘贴碳纤维布A匝道桥18无B匝道桥15无C1匝道桥105跨腹板粘贴碳纤维布C2匝道桥103个墩柱顶部粘贴碳纤维布，2个墩柱底部粘贴钢板D1匝道桥82号墩和5号墩墩顶及以下5.4米范围粘贴碳纤维布D2匝道桥191跨底板纵向粘贴钢板，1跨底板横向粘贴碳纤维布，6跨腹板粘贴碳纤维布合计1762跨底板纵向粘贴钢板，5跨底板横向粘贴碳纤维布，14跨腹板粘贴碳纤维布，5个墩柱顶部粘贴碳纤维布，2个墩柱底板粘贴钢板

6加固措施6.2结构性补强加固3）高梁互通：共计68跨。本次共2跨粘贴钢板（2.94%），2跨采用预应力碳纤维板（其中1跨加了体外预应力）（2.94%），1跨底板纵向粘贴碳纤维布（1.47%），7跨腹板粘贴碳纤维布（10.29%）。

6加固措施6.2结构性补强加固序号桥跨及布置主要病害位置主要病害对应处理措施1左幅三联，4×25m+4×25m+（3×25m+30m+25m）第3跨右侧腹板纵桥向粘贴碳纤维布2第7跨左侧腹板纵桥向粘贴碳纤维布3第8跨左侧腹板纵桥向粘贴碳纤维布4第9跨梁底顺桥向粘贴钢板5第10跨梁底顺桥向粘贴钢板6第12跨梁底顺桥向预应力碳纤维板，腹板体外预应力7右幅三联，3×25m+4×25m+（3×25m+30m+25m）第8跨右侧腹板纵桥向粘贴碳纤维布8第8跨腹板纵桥向粘贴碳纤维布9第11跨梁底顺桥向预应力碳纤维板10A1匝道桥一联，

5×25m第2跨腹板纵桥向粘贴碳纤维布11A2匝道桥二联，

5×25+6×25m第1跨腹板纵桥向粘贴碳纤维布12第5跨箱梁底板纵向粘贴碳纤维布

6加固措施6.2结构性补强加固4）青杠互通：共计81跨。本次总计对1跨箱梁底板粘贴钢板加固（1.23%），对9跨箱梁底板粘贴碳纤维布加固（11.11%）。

6加固措施6.2结构性补强加固序号桥跨及布置病害位置处理措施1主线左幅：10m+25×30m+20m+2×30m+3×25m+20m+10m第1跨梁底横桥向粘贴碳纤维布2第3跨梁底顺桥向粘贴钢板条3第7跨梁底顺桥向粘贴碳纤维布，横桥向加密碳纤维布压条4第8跨梁底横桥向粘贴碳纤维布5第11跨梁底顺桥向粘贴碳纤维布，横桥向加密碳纤维布压条6第12跨梁底横桥向粘贴碳纤维布7第16跨梁底横桥向粘贴碳纤维布8

主线右幅：10+27×30m+25.65m+4×25m+10m

第4跨梁底横桥向粘贴碳纤维布9第5跨梁底横桥向粘贴碳纤维布10第7跨梁底顺桥向粘贴碳纤维布，横桥向加密碳纤维布压条

6加固措施6.2结构性补强加固合计，4座桥梁共计362跨，其中对5跨底板采用顺桥向粘贴钢板加固，15跨底板采用碳纤维布加固，21跨腹板采用碳纤维布加固，此外还对高梁互通2跨30米跨径桥梁才预应力碳纤维板加固（其中一跨加了体外预应力），合计43跨，占比例11.9%

6加固措施6.2结构性补强加固针对横向裂缝较严重的桥跨，采用顺桥向粘贴钢板加固

6加固措施6.2结构性补强加固

6加固措施6.2结构性补强加固原预应力波纹管在跨中区段断面布置图（青杠坝）钢板锚栓孔已经避开原预应力波纹管位置并至少距离波纹管边缘5cm。同时预应力的存在可说明腹板上不适宜粘锚钢板加固。

6加固措施6.2结构性补强加固针对同时存在纵向裂缝和横向裂缝的个别桥跨采用

6加固措施6.2结构性补强加固

6加固措施6.2结构性补强加固针对纵向裂缝为主的桥跨采用

6加固措施6.2结构性补强加固

6加固措施6.2结构性补强加固针对腹板裂缝为主的桥跨采用

6加固措施6.2.2高梁互通左幅30米跨。6.2结构性补强加固再回顾分析一下30米中跨原预应力束布置情况：

6加固措施6.2结构性补强加固共计8束钢束，单束2145/195=11根，总8×11=88根，张拉力为8×2145=17160kN，合1750吨。在跨中梁底产生-7.0MPa的压应力，扣除超静定产生的钢束二次力影响后，在跨中梁底产生-4.7MPa的压应力，如下图。

6加固措施6.2结构性补强加固左幅30米跨径梁底钢束应力图

6加固措施而恒载本身就会产生4.7MPa的拉应力，如下图：6.2结构性补强加固左幅30米跨径梁底恒载应力图

6加固措施6.2结构性补强加固根据计算情况，目前梁底最大拉应力为3.54MPa，其中活载会产生2.77MPa的拉应力，剩余0.8MPa的拉应力为正温差、支座沉降等引起。相应11号墩顶最大拉应力：1.77MPa，12号墩顶最大拉应力：1.65MPa。

如果跨中要恢复到A类构件，需要增加3.54MPa-0.9Rlb（2.34MPa）=1.2MPa，约至少需增加，约448吨。

6加固措施6.2结构性补强加固根据计算情况，对于左幅第12跨，采用以下加固措施：外侧腹板各增加一束15-12的体外预应力钢束，底板增加24片预应力碳纤维板，具体见图纸。

6加固措施6.2结构性补强加固

6加固措施6.2结构性补强加固

6加固措施6.2结构性补强加固

6加固措施6.2结构性补强加固

6加固措施6.2结构性补强加固

6加固措施6.2结构性补强加固

6加固措施6.2结构性补强加固通过剪力槽、涂刷界面胶、植筋三种方式相结合的办法达到共同受力。

6加固措施6.2结构性补强加固通过剪力槽、涂刷界面胶、植筋三种方式相结合的办法达到共同受力。

6加固措施6.2结构性补强加固梁底采用预应力碳纤维板。

6加固措施6.2结构性补强加固梁底采用预应力碳纤维板。

6加固措施6.2结构性补强加固

6加固措施

6加固措施

6加固措施

6加固措施加固效果验算：梁底各增加24片预应力碳纤维板，单片规格为10cm宽1.2mm厚，按至少800MPa进行张拉，单片张拉力为96kN，24片为2304kN：

增加预应力碳纤维板后梁底应力图可以看出，梁底最大拉应力由3.54MPa减少为2.96MPa，减少0.58MPa。

6加固措施加固效果验算：如果先在外侧腹板各增加一束15-12的体外预应力钢束，再张拉底板预应力碳纤维板，加固后效果如下图：

加固后梁底最大拉应力为1.97MPa，共减少1.57MPa，已经满足部分预应力混凝土A类构件的规范要求（规范为2.34MPa）。加固后梁底应力图

6加固措施加固效果验算：对跨中和墩顶截面进行承载能力极限状态下的抗弯验算，主梁各组合下最不利弯矩见下图。主梁承载能力极限状态下弯矩包络图

6加固措施加固效果验算：对跨中和墩顶截面进行承载能力极限状态下的抗弯验算，主梁各组合下最不利弯矩见下图。

6加固措施加固效果验算：单独查看体外预应力钢束的作用如下：添加钢束后，会对第12跨梁底产生0.98MPa的压应力，会对墩顶附近的锚固区外侧梁底产生0.7MPa的拉应力，会对相邻跨跨中产生0.3MPa的拉应力（但由于原来相邻跨的储备足够大，不影响结果）对箱梁底面的应力效果

加固前主梁下缘应力情况6加固措施由上图可知，加固前第11跨（加固跨相邻的中跨）梁底只有0.1MPa左右的拉应力，而相邻的第13跨（边跨）为压力状态。所以加固后相邻跨的拉应力增大，但影响很小且在规范规定的合理范围内。同时，从加固后的梁底应力图中也可以得出类似的结论。加固后梁底应力图

6加固措施加固效果验算：单独查看体外预应力钢束的作用如下：添加钢束后，对箱梁顶面均会产生压应力，对结构是有利的，对10号墩顶会产生一定的拉应力，但拉应力很小，只有0.15MPa，影响较小对箱梁顶面的应力效果

6加固措施加固效果验算：齿板分析：新增齿板局部实体模型

6加固措施加固效果验算：