冯官屯大桥检测及加固设计一Word下载.docx
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2.工字梁微弯板:
主梁跨中大部出现大量竖向裂缝,混凝土保护层剥落,受拉区主筋部分锈蚀。
主梁端部出现斜裂缝,已发展到梁顶区域,部分少筋微弯板出现纵向裂缝,甚至断裂。
3.支座、盖梁桥墩:
多数盖梁有不同程度混凝土胀裂,钢筋锈蚀,混凝土脱落现象,桥墩大都有胀裂现象,部分桩柱倾斜,油毛毡支座老化,已失去作用。
4.桥面纵向线形和横坡:
全桥跨中均有不同程度的下挠,增加了行车的冲击系数,测得桥面横坡为0.3%,小于设计值1.5%。
(二)、详细检查:
为了对桥梁作出切合实际的科学评价,在对桥梁作了一般表观检查后,又选取有代表性的12#孔进行详细检查,检查项目包括:
1.裂缝详细检查:
2.混凝土碳化深度检查:
平均碳化深度为L=1.06cm。
3.混凝土强度检查:
利用超声波测得平均声速为3744.76m/s,说明质量较好。
4.混凝土保护层厚度及钢筋分布:
测得保护层平均厚度为2.675cm,不满足《公路桥涵设计规范》中不小于3cm的要求。
5.氯离子含量测定。
6.钢筋锈蚀检测:
根据主梁钢筋暴露检查与实测的电池电位确定为锈蚀。
7.结构细部尺寸测量。
(三)、病害分析:
1.竖向裂缝是因正截面强度不足引起,原设计荷载较低,实际运营荷载已超出此标准,承载能力不足。
2.斜裂缝产生是因斜截面强度不足造成,特别是支点至1/8L处截面尺寸偏小。
3.原设计有2道中横梁,施工时并未实施,使得整体横向刚度太小,主梁扭转变形约束不足,横向弯矩全部由少筋微弯板承担。
4.油毛毡和钢支座基本失效,主梁纵向位移受到约束,一方面加剧了支座处主梁局部承压区的混凝土安全性,为斜裂缝的开展提供了可能,另一方面上构附加力传递到墩台上,使桩柱受力加大且不合理,桩柱产生较大变形。
二、荷载试验
通过全面质量检测发现,主梁普遍保护层偏小,梁内主筋处于锈蚀状态,主筋表面存在大量结构受力裂缝,不少裂缝基本贯穿全腹梁高度,为查明这些裂缝对主梁承载力所造成的影响,鉴定桥梁正常使用的承载能力,为病害处理和加固方案提供基础数据和技术资料,检测人员进行了静、动载试验,以确定桥梁在汽—15,挂—80和汽—20,挂—100荷载作用下的承载性能和抗力效应,清楚桥梁的自振特性及其动力响应。
试验中选取具有普遍病害代表性的11#—12#墩间结构作为对象。
(一)、静力荷载试验:
试验内容:
1.检测主梁跨中正截面抗力效应及主梁竖向刚度。
2.评定主梁梁端斜截面抗剪强度。
3.检测桥墩抵抗最大垂直荷载能力。
试验荷载:
车型
重量(KN)
车号
A2
A4
A6
A9
三轴太脱拉
前轴
49.7
53.0
57.8
中轴
117.8
113.45
114.15
108.85
后轴
总重
279.9
286.1
276.5
加载工况:
1.跨中最大正弯矩偏载最不利位置。
2.跨中最大正弯矩对称布载最不利位置。
3.支点斜截面剪力偏载最不利位置。
4.支点斜截面剪力对称布载最不利位置。
5.桥墩最大垂直力偏载最不利位置。
6.桥墩最大垂直力对称布载最不利位置。
观测项目:
1.主梁跨中截面下缘钢筋应力。
2.主梁跨中和支点变形以及桥墩沉降与盖梁变形。
3.支点斜截面剪应力。
4.控制截面裂缝受载扩展情况。
试验结果及分析:
1.主梁跨中挠度:
工况
挠度值(mm)
1#
2#
3#
4#
5#
1
7.702
10.035
9.755
8.056
3.953
2
7.289
9.875
10.961
2.试验荷载下主梁横向分布系数与理论计算值
实测
0.195
0.254
0.247
0.204
0.1000
理论值
0.4379
0.4765
0.5139
0.3880
0.1830
0.165
0.224
0.249
0.216
0.149
0.3105
0.4332
0.5133
3.跨中各级荷载作用下主梁下缘混凝土应变实测值(μξ)
1#梁
305.92
388.48
387.50
340.84
156.88
280.32
380.56
413.03
386.97
253.14
4.由实测混凝土应变推求的主梁钢筋应力(MPa)
64.24
81.58
81.38
71.58
32.95
58.87
79.92
86.74
81.26
53.16
5.支点试验实测主梁梁端主拉应力(kg/m2)
3
计算
10.87
10.57
9.82
6.58
4
9.58
10.65
8.52
9.72
6.桥墩及盖梁变形表(mm)
上游侧墩
盖梁
下游侧墩
5
0.258
0.415
0.173
预加载
0.134
0.33
0.178
结论:
1.实测的跨中荷载分布系数与理论值不相符,试验时边梁横向分布系数略大于理论值,但较为接近,由于中、边梁采用等强度设计,这种不符无影响。
2.主梁的裂缝均属于活动性结构裂缝,在试验荷载作用下,主梁的应变基本服从平截面假定,实测中性轴高度略低于理论计算值,说明参与主梁受拉混凝土的高度已较小,在保证主梁设计总体安全度的情况下,主梁无超载潜力可挖。
3.试验荷载下,实测主梁应力结构校验系数和挠度校验系数在0.756~0.885和0.753~0.842之间,高于一般桥梁的0.55~0.60,此外主梁的开裂虽满足规范要求但跨中截面扩展宽度较大,并伴随有新的裂缝产生,残余挠度介于10.21~17.86%,虽小于20%,但值较高。
4.在试验荷载作用下,主梁斜截面及桥墩沉降均可得到保证。
(二)、动力荷载试验:
动载试验实测一阶竖向自振频率为3.099HZ,满足钢筋混凝土简支梁桥不小于3.099HZ的要求,实测阻尼比较大为0.865%,高于混凝土结构无裂缝界限0.5%,实测桥跨结构冲击系数为1+μ=1.235,接近理论计算值1.23475,由此表明:
桥跨结构动力性能一般。