石家庄 桥梁下部结构常见病害、成因及可选的加固方法.ppt

第二章 桥梁下部结构常见病害、成因及可选的加固方法 2.1 桥台 2.1.1 重力式桥台 重力式桥台一般指圬工砌体或片石混凝土的U形桥台或埋置式桥台等，由于体积较大一般较少采用钢筋混凝土。台身的作用是既能把上部结构的恒活载传至地基，又要能挡住台后路堤的填土。作为前一种功能一般不易产生什么问题，而后一种功能问题就较多。 常见病害有： （1）桥台的前墙向桥孔前倾，两侧与侧墙连接处出现由上至下的竖向裂缝，如图2.1－1；也有可能两侧墙向外倾斜，特别是高桥台较易出现这种病害，如图2.1－2。主要原因是台内土压力过大； （2）台帽下的前墙上产生斜裂缝，如图2.1－3，主要是活动支座失灵或支座下的台帽中未设置扩散应力的钢筋网，砌筑质量差，或台帽受到过大冲击力所致； 上述病害可选的加固方法有： （1）对台身前墙前倾，视倾斜程度及发展情况，可采用全部或部分，最好是在破坏棱体范围内挖出台后填料，更换为砂砾石、碎石或干砌、浆砌片石等侧压力较小的材料，或者增加或加长搭板，如图2.1－5；或者加厚前墙，如图2.1－6；或者在台后增加桥孔。拱桥在换填料时，应采取措施保持拱推力对桥台的平衡，如在桥孔设临时拉杆或台后设临时支撑承受水平力。 对拱桥桥台因推力产生向台后滑动或倾斜，可根据现场地形及地质情况，加厚两侧墙，所加厚部分要与原台身牢固结合，但同时也增加自重。或在两侧墙后端增设钢筋混凝土挡板，以增大侧墙与土体的接触面，提高土抗力。如果跨径不大，桥下空间又许可时，可在墩台之间设置钢拉杆，承受部分水平推力，限制或阻止水平位移。对于多孔拱桥，应注意各孔之间的推力平衡。如果台后不能开挖，台前有条件，可在台前增设支撑墙、支撑肋、支撑杆等，如图2.1－7，有条件时可改成埋置式桥台。还可在台身上设置一至多道钢筋混凝土水平U形箍，锚固在台身上，如图2.1－8。对侧墙外倾，除采用上述前几种减少土侧压力的方法外，还可采用在侧墙上横向钻孔或凿孔设钢拉杆锚固，如图2.1－9； （2）台帽下的裂缝可采用高标号水泥浆或砂浆灌注封闭。如果是支座引起的要先更换支座。 （3）对台身前墙竖向裂缝，如果是基础横向不均匀沉降引起，且沉降尚未终止，应先加固地基。再用水泥浆或砂浆灌缝封闭后，采用类似图2.1－8的钢筋混凝土围带、钢箍或增大前墙厚度等方法加固。 （4）对台身大面积开裂、破损、风化、剥落的，可采用外包钢筋混凝土套箍加固。 2.1.2 轻型桥台 轻型桥台的形式很多，如各种埋置式桥台、薄壁桥台、U形桥台、背撑式桥台、箱形式桥台等，一般均采用钢筋混凝土浇筑，重量轻、刚度小，有一定的弹性变形，桥台可大致分为柱、墙、梁、板、框架等钢筋混凝土构件，各种钢筋混凝土构件所具有的病害，它们也可能有，加固方法大致相同。对于有前墙挡土的各种轻型桥台，其病害现象与重力式桥台基本相同，加固方法也类似，但其台身为钢筋混凝土构件，对有些开裂构件还可采用粘贴钢板，植入锚筋等方式加固。下面主要阐述常见的双柱或多柱式桥台病害及可选的加固方法。 常见病害有： （1）柱式桥台的台帽或盖梁向桥孔前倾，台背处的伸缩缝被顶紧，或支座严重歪斜。柱式桥台虽然一般采用埋置式，即有前锥坡，但如果台高、柱又少的话，台后土压力仍会将桥台推斜。如果没有前锥坡，台帽下的挡土墙可能前倾或开裂，台柱出现水平裂缝，严重时挡墙还会局部坍塌； （2）桥台盖梁出现竖向裂缝，这要根据裂缝发展的方向、上部结构的受力情况、盖梁跨度或悬臂长度，基础是否有不均匀下沉等因素判断裂缝是由于受力引起的还是基础下沉引起的，如图2.1－10； （3）柱式桥台，如果设有两侧墙挡土，作为独立的挡土墙，也会出现因土压力过大引起外倾、开裂等现象。至于侧墙或锥坡塌陷之类，主要是软基或填土不实等引起。 上述病害可选的加固方法有： （1）对于桥台向桥孔前倾，可类似于加固重力式U型台前墙前倾那样，更换台后破坏棱体长度内的填料为砂砾石、碎石、干砌或浆砌片石，至于挖多深，一般来说对于有前锥坡的桥台，挖到前锥坡顶面偏下附近，没有前锥坡的应挖到台底地面处。还可增设或加长搭板，如图2.1－11，当路堤高而坡度大时，可考虑改路堤为桥孔，或者在台后增设一挡土墙，高度视有无前锥坡而定，或者在台前加斜支撑梁、支撑肋等，如图2.1－12； （2）桥台盖梁出现的竖向开裂，如果是基础不均匀沉降引起的，应先加固地基。盖梁的加固可像一般钢筋混凝土梁那样，采用粘贴钢板或纤维复合材料、体外预应力、增大截面高度、中间加柱等方式加固； （3）柱式桥台挡土墙的倾斜、开裂等，应视病害程度，可类似于重力式U型台身的加固，但由于各挡墙相对独立，也可考虑拆除重建。 2.2 桥墩 2.2.1 重力式桥墩 重力式桥墩体积大、自重大、抗推刚度也大，