连续钢构大桥箱梁底板混凝土剥落加固处理

第３ｌ卷　云南水力发电　第１期　ＹＵＮＮＡＮ　ＷＡＴＥＲ　Ｐ０ＷＥＲ　连续钢构大桥箱梁底板混凝土剥落加固处理　郭怀俊，施召云　（雅砻江流域水电开发有限公司，四川成都６１００００）　摘要：介绍某交通工程连续钢构桥施工中箱梁底板混凝土在钢绞线张拉时，箱梁底板迎水面混凝土剥落发生的经过及处理情　况，分析原因，总结经验，通过加固处理，目前大桥处于正常的运行使用工况。　关键词：连续钢构大桥；箱梁底板；混凝土剥落；加固处理　中圈分类号：Ｕ４４５。４７＋１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００６—３９５１（２０１５）０１－００８１—０３　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—３９５１．２０１５．０１—０２４　１桥梁概况　定。　某交通大桥全长２５０　ｍ，桥梁为３跨１联预应　力混凝土连续钢构形式。桥梁设计荷载汽车一８０　级，验算荷载挂车特一３００。主梁横断面采用单箱单　翌　室直腹板断面，箱宽８　ｍ，单侧翼板悬臂３　ｍ，全宽　Ｔ　１４　ｉｎ。箱梁根部高９　ｍ，端部及跨中高３．５　ｍ。箱梁　高度采用１．８次抛物线方式，从箱梁根部厚１００　ｃｍ　变化至端部及跨中厚３０ｃｍ，箱梁腹板厚度从３．０　ｍ　节段８０　ｃｍ变化到４．０　ｍ节段５０　ｅｍ。　图１箱粱结构横断面图　２主要施工工艺　张拉施工顺序为：首先对临时锚固索（２束顶板　束）进行补拉至设计吨位，再按照先张拉长束、后张　主桥节段施工共分为Ｏ一１４号节段、中跨合拢　拉短束的顺序，采用两端张拉，分级、对称、均衡地张　段为１５号节段，边跨合拢段为ｌ６号节段，边跨直线　拉纵向底板束和横、竖向预应力筋。顶板束张拉力　段为１７号节段。０号节段长度为１１　ｍ，１～５号节　３　９０６　ｋＮ，底板束张拉力２　９２９．５　ｋＮ。　段长度为３．０　ｍ，６～１０号节段长度为３．５　ｍ，１１—　张拉流程为：张拉准备工作～张拉至２０％设计　１４号节段长度为４．０　ｍ，合拢段长度２．０　ｍ，边跨支　张拉力一量取伸长值初始值一两端及上下游对称均　架现浇段长度４．５　ｍ。　匀加载至设计张拉力一持荷２　ｍｉｎ一量取伸长值终　主梁采用三向预应力体系，纵向预应力钢束共　值一锚固。　设置了顶板束（Ｔ）、腹板束（Ｆ）、中跨底板束（Ｄ）、边　跨底板束（Ｂ）、合拢段钢束（Ｌ）和预留孔道束共６　３混凝土剥落情况　种。　２０１０年８月１２日一１５日，按序分别对桥梁中　１１～１４号节段长度均为４．０　ｍ，合拢段长度２．０　跨箱梁地板２４束地板钢束一次张拉后（没有注　ｍ。合拢段底板厚度３０ｃｍ，１４号节段底板厚度３０～　浆），在８月２１　Ｅｔ拆除中跨挂篮底模时发现３号桥　３Ｏ．５　ｃｍ，１３号节段底板厚度３０．５～３１．９　ｃｍ，１２号　墩１１号～１４号节段箱梁底部局部出现表面混凝土　节段底板厚度３１．９～３３．８　ｅｍ，ｌ１号节段底板厚度　剥落现象。其范围主要集中在３号桥墩１３号、１４　３３．８～３６．５　ｃｍ。　号节段交界处，１１号、１２号节段交界处也有一处，其　预应力混凝土连续钢构桥施工重点是混凝土浇　中，１１号一１２号节段分缝上游约１．５　ｍ　，１３号～ｌ４　筑后的锚索张拉，在张拉前张拉油泵及千斤顶需标　号阶段分缝下游５　ｍ　、上游３．５　ｍ　。其表现为箱梁　・　收稿日期：２０１４—０６—０２　作者简介：郭怀俊，（１９６５一），男，陕西澄城人，高级工程师，主要从事水电站建设管理工作。　云南水力发电　２０１５年第１期　底板下层钢筋下挠、混凝土保护层剥落，局部预应力　现场桥梁专业监理工程师到现场进行查看，认为反　波纹管已经外露，其中１３号、１４号节段下游处波纹　管下移，其余上游两处波纹管没有位移。同时通过　仔细对箱梁内部底板、腹板检查，其混凝土完好。　映情况属实，在未征求设计意见和未按工程变更程　序上报的情况下凭工程经验最后现场决定“不减少　钢筋数量的前提下，同意将Ｎ２０箍筋更改成挂钩型　式，梅花形布置。”．　经分析认为，大桥中跨合拢后底板预应力钢绞　４混凝土脱落节段主要施工经过　２０１０年３月下旬开始大桥主桥梁建筑施工，采　线张拉过程中出现的的混凝土崩裂现象的主要原因　用缆索起吊料斗运输混凝土，通过串筒入模，为确保　混凝土在１　ｄ内气温较低时间建筑施工，混凝土浇　为：①是施工单位未按照分批张拉压浆的设计要求　施工；②是施工单位将箍筋改成了钢筋，且安装质量　筑一般在下半夜进行。从３号桥墩１　１号节段开始　施工，混凝土浇筑气温２５。Ｃ，浇筑后第７　ｄ进行张　拉，张拉时试件强度５０　ＭＰａ，气温１８～２３。Ｃ，２８ｄ测　得的强度在５６—５８．２　ＭＰａ。　１２号节段混凝土浇筑气温２７。ｃ，浇筑后第７　ｄ　进行张拉，张拉时试件强度５０　ＭＰａ，气温２０～２３。Ｃ，　２８　ｄ测得的强度在５８．９～６３．９　ＭＰａ。１３号节段混　凝土浇筑气温２５。ｃ，浇筑后第４　ｄ进行张拉，张拉时　试件强度４６．３　ＭＰａ，气温２３～２５。Ｃ，２８　ｄ测得的强　度在５６．８～６１．２　ＭＰａ。　１４号节段混凝土浇筑气温３０。ｃ，浇筑后第４　ｄ　进行张拉，张拉时试件强度４６．３　ＭＰａ，气温２１～２５。　Ｃ，２８　ｄ测得的强度在５６．６—５９．８　ＭＰａ。　中跨合拢段８月６日凌晨１：００至５：３０浇筑完　毕，洒水养护６　ｄ后的８月１２日，试件强度达到４７　ＭＰａ，当天开始进行纵向钢绞线的张拉，张拉时间从　８月１２日至１５日。　５混凝土剥落原因分析　对于大跨度变截面箱梁的底板布置的预应力　束，只能按桥的立面线性布置，形成拱形。当张拉底　板预应力筋时，由于钢束在纵面上曲线布置，具有纵　向曲率的纵向预应力筋束在张拉过程中会产生对底　板混凝土向下的径向压力（如图２）。当向下的径向　力大于底层钢筋及混凝土的约束力时，就会产生底　面混凝土剥落。　Ｌ　图２径向压力分部示意图　通过调查，在安装悬灌底板钢筋时，现场操作工　人反映设计图纸中的Ｎ２０箍筋安装非常困难，根据　以往类似钢构桥悬灌底板施工经验，建议将Ｎ２０箍　筋改成挂钩筋型式。对此情况，项目部技术人员与　较差，使上下横筋对混凝土的约束力减小，对底板下　缘混凝土局部崩裂有一定影响。　６混凝土剥落加固处理　６．１加固方案要点　针对该交通大桥，在中跨合拢后底板预应力钢　绞线张拉过程中出现的混凝土崩裂现象，通过专家　咨询论证，主要加固措施有：　１）首先对波纹管变位较明显的：上游Ｄ１、Ｄ２、　Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６号钢束；下游Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８　号钢束，共计１２束进行预应力放张。对未受损的上　游Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１２，下游Ｄ３、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１２钢束在加　固前进行水泥浆灌浆处理。　２）对箱梁底板混凝土剥落部位凿除后进行修　复，破坏程度较大的部位（深度大于３０　ｍｍ）采用环　氧砂浆进行压抹修复。　３）对箱梁底板混凝土裂缝部位采用压力灌注　结构胶（≥０．１５　ｍｍ的裂缝）或表面封闭（＜０．１５　ｍｍ的裂缝）进行处理。　４）３号桥墩１１号～１４号节段箱梁底板纵向粘　贴碳纤维补强。　５）中跨左右岸１１号节段之间（含１１号节段）　采用在箱梁底板间隔粘贴钢板并用螺栓锚固。　６）箱梁底板裂缝修补处理完成后，对有局部破　损的波纹管：上游Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９，下游Ｄ５、Ｄ９进行压　浆。加固工作全部完成后，对放张的１２个预应力孔　道按设计要求重新穿束、张拉、压浆。　６．２加固实施作业经过　１）２０１０年９月１３日，对已张拉的６束钢束进　行了灌浆施工（灌浆采用水泥浆，浆液配合比为：水　泥：水＝１：３。灌浆钢束为：上游Ｄ１０、Ｄ１１、ＤＩ２，下　游Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１２。）。　２）２０１０年９月２２日，进行了钢束放张处理（钢　束放张范围为：上游Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６，下游　Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８。）。　郭怀俊，施召云连续钢构大桥箱梁底板混凝土剥落加固处理　３）２０１０年９月３０日～１０月４日，进行箱梁底　表１荷载试验参数表　板已破坏部位的混凝土表面进行凿除处理，底板清　理施工。　工况禁　位置　截面　蓑　载效应　载效应荷蕾　蓑装　装　弯矩　弯矩　效率　４）２０１０年１Ｏ月１０～１６日，进行箱梁底板已破　／（ｋＮ．ｍ）／（ｋＮ．ｍ）系数　坏部位（３号墩柱右岸ｌ３～ｌ４号节段）的环氧砂浆　回填施工。　５）２０１０年１Ｏ月１７～１８日，进行３号墩柱左岸　１　１—１４节段箱梁底板碳纤维粘贴施工。　６）２０１０年１０月１８～２３日，进行左、右岸１１～　１４节段箱梁底板钢板粘贴施工。　７）２０１０年１０月２３日，由四川省建科委现场对　碳纤维粘贴、钢板粘贴施工质量进行检测，检测结果　为合格。　试验结果表明各项检测数据达到设计及规范要　８）２０１０年１０月２９日、１１月１日，分两批分别　求，该桥的施工质量合格。桥梁加固处理方案满足　对已放张的钢束重新进行张拉施工（钢束重新张拉　规范ＪＴＧ／ＴＪ２３—２００８《公路桥梁加固施工技术规　范围为：上游Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６，下游Ｄ１、Ｄ２、　范》的要求，且施工质量合格，桥梁载荷能力满足设　Ｄ４、Ｉ）６、Ｄ７、Ｄ８。）。　计汽车—８０级、挂车—３０ｏ级荷载要求。　９）２０１０年１１月６日，对剩余钢束共１２束（钢　束灌浆范围为：上游Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｉ）４、Ｄ５、１３６、Ｄ７、　８结语　Ｄ８、Ｄ９，下游Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、ＩＭ、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９。）　该次混凝土剥落发生既有偶然因素，也有必然　进行水泥浆灌浆施工完成，该加固工程竣工。　因素，在工程施工时应牢固树立按图施工，若出现不　该加固处理２０１０年９月３０日开始～１１月６日　便于施工的问题时应按工程变更原则实施变更，无　结束，共３７ｄ。　变更书面通知不得继续进行施工，对重要部位和关　７混凝土剥落加固处理后桥梁荷载　键工序施工方案在实际施工时应做到全局掌控，开　试验检测结果　展专家咨询及观摩学习，达到桥梁施工关键工序的　全过程可控，最终保证工程施工质量。　２０１０年１２月１６—１８日，试验检测单位进行了　参考文献：　桥梁荷载检测试验，其中跨中采用９辆载重６５ｔ（总　［１］（Ｊ＇ｌ￣／ＴＪ２３—２００８）［ｓ］．公路桥梁加固施工技术规范．　重５８５ｔ）的自卸汽车进行。经检测各项试验检测参　［２］　（ＪＴＧ／￣２１—２０１１）［ｓ］．公路桥梁承载能力检测评定规程．　数均符合要求，检测的荷载试验参数见表１。　［３］（ＪＴＪ０４１—２０００）［ｓ］．公路桥涵施工技术规范．　［４］　（ＧＢ／Ｔ５２２４—２００３）［Ｓ］．预应力混凝土用钢绞线．　｛．｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝　・｝＿｛・｝＿｛・｝．｛・｝＿｛・｝　・｝÷｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝　・｝一｛・｝＿｛・｝　・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝　・｝　・｝＿｛・｝＿｛・｝｛．｝＿｛・｝　・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝　・｝＿｛・｝＿｛・｝÷｝＿｛・｝　・卜｛・｝＿｛・｝＿｛・｝．｛・｝　水电十四局中标楚雄两风电工程　ｌＯ月３１日，水电十四局有限公司收到中电投云南分公司的通　大荒山风电场位于禄丰县黑井镇、高峰乡、一平浪镇和妥安乡之　知，中标承建位于云南楚雄禄丰和南华的两风电项目工程，合同额　间的山脊地带，设计安装１５０台单机容量为２．０ＭＷ的风力发电机　２．０８×１０。元。　组，装机规模为３００ＭＷ。　中标的禄丰大荒山风电场工程，包括东部场区道路、风机基础及　打挂山风电场场址分布于南华县的一街乡、罗武庄乡、五街乡和　吊装工程，合同金额１．８×１００元；中标的南华打挂山风电场工程，包　红土坡镇境内，拟设计安装１５０台单机容量为２．０ＭＷ的风力发电机　括进场道路第２段和第４段道路改造项目，合同金额为　组，装机容量达３００ＭＷ。　２　７３６×１０　元。　（摘自《云南省水利发电工程学会简报）２ｏ１４年ｌ２月总第１９１期）