井岡山大橋結(jié)構(gòu)檢查與加固工程可行性研究

1、吉安市井岡山大橋結(jié)構(gòu)檢查與現(xiàn)狀評定江西省交通橋梁檢測加固有限公司江 西 省 交 通 工 程 質(zhì) 量 檢 測 站二00二年三月 一、大橋概況 1、大橋概況 井岡山大橋設(shè)計全長為1090.26米，橋面凈空：凈-7+21.5m人行道；設(shè)計荷載為汽車13；拖車60；人群350kg/m2。上部結(jié)構(gòu)為16孔預(yù)應(yīng)力鋼筋砼帶掛孔懸臂T構(gòu)，孔徑分別為：48.13+1471+48.13m；T構(gòu)兩端懸臂長各23.5m，施工時每端懸臂分九塊預(yù)制后懸臂干接縫拼裝，橫截面為單箱雙室，懸臂端部梁高2.0m，T構(gòu)根部箱梁高4.0m。每跨掛孔由五片預(yù)制吊裝普通鋼筋砼T梁構(gòu)成，掛孔跨徑為21m，梁長21.56m，跨中內(nèi)梁高1.3

2、5m，外梁高2m，支點處 梁高1.028m，全跨共設(shè)置五根橫隔板。下部結(jié)構(gòu)為：普通鋼筋砼重力式實體橋墩配鋼筋砼沉井基礎(chǔ)；兩岸為雙排架鋼筋砼柱樁式輕型橋臺配打入式鋼筋砼樁基礎(chǔ)。 井岡山大橋由交通部第二公路勘察設(shè)計院大橋隊設(shè)計，原江西省交通郵政工程團承建。于1969年3月27日破土動工，1970年5月1日舉行通車典禮，同年10月全部竣工交付使用。工程總投資782.2萬元（當(dāng)年價）。2、大橋原設(shè)計情況 井岡山大橋?qū)傥覈缙谛藿ǖ膽冶燮囱b預(yù)應(yīng)力鋼筋砼箱形結(jié)構(gòu)橋梁，同時由于施工期限緊迫，采取邊設(shè)計邊出圖和先出圖后驗算的方法進行的。該橋設(shè)計主要參考的技術(shù)規(guī)范和技術(shù)資料是：公路橋涵設(shè)計規(guī)范（草案，1961年

3、）；預(yù)應(yīng)力鋼筋砼鐵路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計暫行規(guī)范（1961年）；蘇聯(lián)鐵路、公路、城市道路橋涵設(shè)計技術(shù)規(guī)范（CH-200-62）；新滬鋼鐵廠“硅鈦系低合金鋼筋報告”。 3、大橋歷年的養(yǎng)護、維修情況 井岡山大橋建成通車至今，先后進行四次較大的維修與整修工作。分別是：（1）1981年對橋臺支座和已損壞的伸縮縫進行修復(fù)；（2）1984年對大橋行車道用瑪蹄脂混合料進行了罩面維修；（3）1992年對大橋進行了三項整修；將第三孔第5只（從上水一側(cè)起算，以后類同）及第十四孔第1只原鋼筋砼擺柱式支座更換成板式橡膠支座；將第二、第十四孔掛梁兩端更換成橡膠板伸縮縫（共四條），其余28條更換為聚氨脂伸縮縫；修整人行道并設(shè)置瀝

4、青膠鋸屑板的人行道伸縮縫。（4）1993年大橋的整修項目：更換全橋的擺柱式活動支座（含1992年已更換的兩只）為四氟板式橡膠支座，共計80只；更換全橋的32條伸縮縫為橡膠板伸縮縫（含1992年已更換的四條），共計224m；對全橋行車道采用人工鋪筑橡膠瀝青砼進行罩面，共計7700m2；整修人行道板和欄桿。 二、結(jié)構(gòu)檢查與評定 1、結(jié)構(gòu)檢查的目的和內(nèi)容 目的：吉安市井岡山大橋建成于1970年，營運至今已32年，原設(shè)計荷載為汽車13；拖車60；人群3.5KN/m2?，F(xiàn)從外觀上看存在兩岸橋臺前傾、橋面下陷、掛梁橫隔板斷裂、支座錯位或脫落、伸縮縫損壞等嚴重病害。鑒于上述情況，以及現(xiàn)在通過大橋交通量和載重

5、量遠超過該橋原設(shè)計的承載能力，為查明該橋的潛在病害根源，評定其實際承載能力，分析本橋繼續(xù)使用的可行性及為通過加固提高本橋承載能力的可能性提供科學(xué)依據(jù)，以及為了確保該橋營運安全，延長其使用壽命，充分發(fā)揮其經(jīng)濟效益，因而，特對該橋進行全面的結(jié)構(gòu)檢查和評定工作，以便能對癥下藥，為下一步提出維修或加固設(shè)計方案提供基礎(chǔ)資料。 結(jié)構(gòu)檢查的主要內(nèi)容及要求 :1、全面地對井岡山大橋總體尺寸和結(jié)構(gòu)尺寸進行復(fù)核，查明結(jié)構(gòu)實際尺寸與設(shè)計是否相符。 2、全面地檢查該橋?qū)嶋H平、縱面線型，查明橋梁的平、縱面線型變化情況。3、全面檢測大橋各構(gòu)件存在的病害及破壞情況，以及變形情況。4、測定主要承重構(gòu)件混凝土強度、碳化深度、氯

6、化物含量等指標(biāo)。5、綜合分析各病害缺陷對井岡山大橋承載能力和耐久性的影響。2、大橋結(jié)構(gòu)檢查與評定 結(jié)構(gòu)整體和細部尺寸的復(fù)核 經(jīng)現(xiàn)場實際尺寸測量結(jié)果來看，除橋梁總長1088.57m（未含臺背部分），與設(shè)計全長為1090.26m有出入外，其余尺寸（橋面寬、行車道寬、人行道寬、各跨跨徑、懸臂梁牛腿、掛梁牛腿等等）基本上與原設(shè)計值相吻合，其中行車道寬平均為6.991m。 橋面系檢查橋面線型檢查a.平面線型 b.橋面縱面線型 橋面狀況檢查T構(gòu)連續(xù)箱梁支點部位第14跨下游第一片主梁與第二片主梁連接部位橋面狀況人行道、欄桿檢查人行道板伸縮縫處人行道梁支點部位砼碎裂，鋼筋外露并銹蝕伸縮縫、泄水管檢查 井岡山大

7、橋原設(shè)置32條瀝青鋅鐵皮伸縮縫（每跨兩條），預(yù)留縫寬50mm，后在1992年養(yǎng)護維修過程中，將第二、第十四孔伸縮縫更換成橡膠板式伸縮縫，其余28條更換成聚氨脂伸縮縫。1993年整修過程中將全橋伸縮縫（32條）全部更換為橡膠板伸縮縫（包括1992年已更換的四條）。經(jīng)檢查，全橋所有伸縮縫均發(fā)生不同程度破壞，嚴重者橡膠塊已完全脫落（不知去向）或沉陷入縫內(nèi)，幾乎所有的主梁伸縮縫均被臟物或泥砂堵死，嚴重影響主梁的自由伸縮。凡是伸縮縫所 在處，兩側(cè)橋面鋪裝層砼均出現(xiàn)較為嚴重的貫通全橋的橫向裂縫，縫寬最寬達6mm，并伴生縱短裂縫至龜裂狀。橋面雨水經(jīng)縫隙流入主梁縫內(nèi)，對主梁及支座產(chǎn)生嚴重侵蝕，致使全橋所有固定

8、支座及活動支座鋼墊板均銹蝕。由于伸縮縫的損壞，使得車輛通行時會產(chǎn)生較大的沖擊力，從而增大了橋梁結(jié)構(gòu)主梁內(nèi)力。 如果主梁不能正常伸縮，還會使主梁產(chǎn)生不同的附加內(nèi)力，輕者使主梁產(chǎn)生裂縫，嚴重者將會導(dǎo)致橋梁跨塌。因此，伸縮縫內(nèi)的臟物應(yīng)及時清理干凈，恢復(fù)伸縮縫良好的使用功能，并在使用過程中加強管理、養(yǎng)護與檢查。 井岡山大橋全橋共設(shè)置了180個鑄鐵管泄水孔，經(jīng)檢查泄水孔基本上均使用良好，排水通暢，但大部分鑄鐵管存在不同程度的銹蝕，泄水孔四周防水砼發(fā)生不同程度的損壞，應(yīng)對其進行全面的養(yǎng)護與維修，以免泄水孔發(fā)生損壞，致使雨水滲漏將對主梁造成侵蝕。 主梁裂縫檢查與評定T構(gòu)連續(xù)箱梁橫隔板裂縫T構(gòu)連續(xù)箱梁腹板裂縫

9、詳細檢查的T構(gòu)7號、10號、14號墩兩側(cè)懸臂箱梁頂板、底板及腹板結(jié)果詳見附圖7.1.6懸臂箱梁裂縫示意圖。由圖中可看出，在檢查過程中頂、底板未發(fā)現(xiàn)有肉眼能見橫向裂縫，但腹板裂縫較多，均為縱向縫，縫寬在0.10.3mm之間不等，最長基本貫穿整個干接拼裝塊件，且主要是出現(xiàn)在第6、7、8塊件干接縫起始端部上緣，大部分已貫穿整個腹板厚度。 掛梁腹裂縫第14跨掛梁跨中裂縫第8跨5號掛梁跨中裂縫第7跨5號掛梁端部砼剝落，主筋外露銹蝕掛梁翼板裂縫第14跨4號掛梁翼板下緣砼碎裂、鋼筋外露第6跨5號掛梁內(nèi)側(cè)翼板下緣砼碎裂邊梁翼板下緣砼剝落，鋼筋外露并銹蝕（全橋）掛梁橫隔板裂縫第14跨5號掛梁第四塊橫隔板斷裂，砼

10、大塊碎落第14跨5號掛梁吉安岸端橫隔板斷裂，主筋外露并銹蝕第3跨5號掛梁南昌岸端橫隔板斷裂，大塊砼剝落第3跨5號掛梁第二塊橫隔板斷裂，大塊砼剝落預(yù)應(yīng)力筋檢查與評定預(yù)應(yīng)力筋鋼墊板受滲水侵蝕，表面結(jié)晶牛腿塊件下部預(yù)應(yīng)力筋外包砼碎裂、脫落牛腿塊件下部預(yù)應(yīng)力筋銹蝕嚴重牛腿下部預(yù)應(yīng)力筋封錨端主梁牛腿部位檢查與評定原廢棄牛腿（普通鋼筋砼）主梁動態(tài)撓度檢測與評定橋梁支座檢查與評定固定支座銹蝕嚴重，成片狀剝落（全橋）第8跨5號掛梁活動支座向吉安方向滑移150mm第14跨3號掛梁活動支座發(fā)生剪切變形第14跨5號掛梁活動支座脫落（主梁支承于墊板上）橋梁墩、臺檢查與評定橋墩砼表面剝落、鋼筋外露銹蝕16號橋臺向河心傾

11、斜，溜坡破碎3、砼狀況檢查 砼碳化深度檢測砼強度檢測砼的氯化物含量檢查三、結(jié)構(gòu)檢查及現(xiàn)狀評定結(jié)論 井岡山大橋的結(jié)構(gòu)整體和細部尺寸基本上符合原設(shè)計值。井岡山大橋主要承重構(gòu)件的混凝土質(zhì)量較為均勻，砼強度基本上達到原設(shè)計值。井岡山大橋懸臂箱梁的部分預(yù)應(yīng)力筋錨頭已嚴重銹蝕（特別是9號塊的），而該橋為預(yù)應(yīng)力干接縫懸拼施工，因而預(yù)應(yīng)力筋錨頭銹蝕給全橋的正常使用造成嚴重的威脅和隱患。雖該橋主梁碳化深度較淺和氯化物含量較低，對鋼筋不足以構(gòu)成潛在的威脅。但主梁由于橋面伸縮縫、支座破壞等原因，造成雨水、臟水發(fā)生滲漏，極易造成鋼筋（包括預(yù)應(yīng)力筋及普通鋼筋）銹蝕。 各橋墩混凝土質(zhì)量尚好，未發(fā)現(xiàn)過大的沉降和傾斜。吉安岸

12、橋臺變形較大（向前傾），溜坡及兩側(cè)擋土墻破壞較嚴重，影響橋梁的正常使用而加劇橋梁結(jié)構(gòu)的破壞。橋面縱向成波浪型，各孔掛梁跨中部位有明顯下沉，且橋面砼破損極其嚴重，使車輛過往產(chǎn)生較大的沖擊力。人行道梁懸臂支點部位砼多數(shù)存在砼碎裂脫落現(xiàn)象，鋼筋外露銹蝕，人行道板接縫多數(shù)已脫落且接縫兩側(cè)的人行道板破壞嚴重，部分欄桿松動，已危及行人安全。全橋伸縮縫均破壞嚴重，掛梁與主梁間的預(yù)留縫被泥石及臟物堵塞，雨水滲漏已對主要承重構(gòu)件（牛腿、主梁、橋面板等）造成較為嚴重的侵蝕，局部砼表面疏松碎落。 掛梁的固定支座（切線鋼板支座）銹蝕極嚴重，成片狀剝落，已無法正常使用。活動支座（板式橡膠支座）下墊板有47.5%銹蝕嚴重

13、，有22.5%支座已滑移出下鋼板墊塊，最大達150mm，還有部分支座呈剪切狀，使掛梁無法正常伸縮。本橋的支座損壞程度已嚴重危及橋梁的使用安全。各主要承重構(gòu)件表面有輕度起皮、剝落、蜂窩、麻面、泛白，局部有較為嚴重的水蝕和破損；掛梁跨中斷面裂縫較多，部分砼碎裂脫落、鋼筋外露，均不同程度地降低了橋梁的耐久性，對橋梁承載能力有一定的不利影響。結(jié)構(gòu)檢算結(jié)果表明，大橋主體結(jié)構(gòu)承載能力滿足原設(shè)計荷載標(biāo)準，但局部病害已危及橋梁使用安全，應(yīng)及時對大橋現(xiàn)存病害進行必要的處理與維修。 吉安市井岡山大橋大修加固工程可行性研究報告第一章 任務(wù)依據(jù) 井岡山大橋檢測鑒定及加固維修工可研究技術(shù)合同書，2002年元月； 江西省

14、吉安市井岡山大橋結(jié)構(gòu)檢查與現(xiàn)狀評定報告，江西省交通橋梁檢測加固有限公司等，2002年3月； 0017工程（井岡山大橋）設(shè)計圖，交通部第二公路勘察設(shè)計院大橋隊，1969年6月；0017工程（井岡山大橋）懸臂拼裝預(yù)應(yīng)力砼掛孔T型橋計算書，交通部第二公路勘察設(shè)計院，1969年10月； 吉安市贛江公路大橋工程可行性研究報告，江西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院，1992年11月； 交通部水運、公路建設(shè)項目可行性研究報告編制辦法、公路工程技術(shù)標(biāo)準、公路橋涵設(shè)計規(guī)范合訂本、公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范、公路基本建設(shè)工程概算、預(yù)算編制辦法、公路工程投資估算編制辦法、公路工程概算定額、公路工程預(yù)算定額等。江西省交通廳公路基本建設(shè)工程

15、概算、預(yù)算編制辦法補充規(guī)定； 第二章 研究的范圍和內(nèi)容 研究的范圍 井岡山大橋建成通車至今已營運三十余載，原設(shè)計荷載標(biāo)準為：汽13，拖60，人群350kg/m2。隨著國民經(jīng)濟建設(shè)與交通運輸事業(yè)的發(fā)展，通過該橋的交通量和載重量均已超過大橋原設(shè)計標(biāo)準；目前大橋業(yè)已查明存在多種病害；為了充分論證井岡山大橋能否繼續(xù)正常、安全地營運，以及通過適宜的加固維修將其設(shè)計荷載標(biāo)準提高等級，本報告著重研究該橋通過大修加固達到整治病害、恢復(fù)大橋原設(shè)計的承載能力，以及提高荷載等級至汽20，掛100，人群3.5KN/m2，以滿足目前通過大橋的交通量和載重量需要的工程可行性。研究內(nèi)容 本報告研究內(nèi)容包括：井岡山大橋在吉安

16、市區(qū)交通運輸中的作用、井岡山大橋的現(xiàn)狀評估、大修加固的可能性與可行性、加固原則、規(guī)模與標(biāo)準、加固費用估算，以及問題與建議等。 第三章 井岡山大橋在吉安市區(qū)交通運輸中的地位與作用 吉安市概況 吉安市位于江西省中部，贛江中游，為吉安市下轄的吉州區(qū)和青原區(qū)、市委、市政府所在地。該市北距省會南昌221公里，南距贛州204公里，為江西省內(nèi)南北水陸交通要道和京九鐵路江西境內(nèi)的四大節(jié)點城市之一，亦是革命圣地井岡山的門戶。 吉安市被我省主要河流贛江一分為二，市機關(guān)和吉州區(qū)機關(guān)、商業(yè)網(wǎng)點和輕重工業(yè)等均布設(shè)在河西。截止1994年底，吉州區(qū)（原吉安市）總?cè)丝谝堰_31.74萬人，河西城區(qū)面積16.27平方公里，其中城

17、市人口達14.79萬人，占總?cè)丝诘?6.6%。規(guī)劃的2000年兩區(qū)（吉州和青原區(qū)）人口規(guī)模為25萬 人，兩區(qū)建設(shè)用地規(guī)模為24平方公里，2010年末兩區(qū)人口規(guī)模為40萬人，兩區(qū)建設(shè)用地規(guī)模42平方公里。根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，河?xùn)|已作為吉安經(jīng)濟開發(fā)區(qū)運作多年，現(xiàn)已成立青原區(qū)，亦是城區(qū)擴展的主要地區(qū)。近期，主要依托京九鐵路，形成火車站周圍的商貿(mào)、倉儲等小區(qū)，基本建成化工工業(yè)區(qū)、商貿(mào)交易廣場和商品房住宅區(qū)等。規(guī)劃的2000年建成面積達8平方公里，人口達6萬的新城區(qū)；遠期規(guī)劃（2010年）人口達10萬，成為吉安城一個綜合型的新城區(qū)，屆時將建成第二吉安城，形成一江兩岸格局。井岡山大橋的地位與作用第四章 井岡

18、山大橋現(xiàn)狀評定 大橋概況大橋的交通量情況 大橋歷年整修、養(yǎng)護情況評價 大橋原設(shè)計主要情況 大橋結(jié)構(gòu)特點評述 大橋結(jié)構(gòu)檢查及現(xiàn)狀評定 大橋結(jié)構(gòu)控制斷面檢算大橋現(xiàn)狀評定結(jié)論 第五章 岡山大橋大修加固的可能性和可行性 根據(jù)井岡山大橋的結(jié)構(gòu)檢查、檢測及檢算結(jié)果詳見吉安市井岡山大橋結(jié)構(gòu)檢查與現(xiàn)狀評定報告），我們可以得到如下結(jié)果： 1、大橋的橋墩及T構(gòu)懸臂、掛孔T梁等主體結(jié)構(gòu)受力情況尚好，為大橋的大修加固和提高荷載等級提供了可靠依據(jù)。2、現(xiàn)有成熟的橋梁加固提載技術(shù)、施工工藝及新型材料均為井岡山大橋大修加固與補強提載，提供了可行性和可能性。 3、井岡山大橋已發(fā)現(xiàn)的其它病害，如橋臺病害、人行道破損、支座損壞、

19、車行道伸縮縫破落等，都可針對性地進行相應(yīng)的大修和加固處理。 綜上所述，井岡山大橋通過必要的大修加固、補強提載，達到處理病害，確保大橋繼續(xù)正常、安全使用并提高大橋承載能力是完全可能和可行的。 第六章 大修加固的原則、標(biāo)準和規(guī)模 大修加固的原則 根據(jù)井岡山大橋業(yè)已查明的病害和存在的缺陷，對照交通部公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范評定此橋技術(shù)狀況屬第四類，亟待維修和處理。同時，為使井岡山大橋適應(yīng)現(xiàn)在通過大橋的交通量和載重量的需要，更應(yīng)及時大修加固并提高橋梁的承載能力。 大修加固的標(biāo)準 井岡山大橋原設(shè)計荷載等級為：汽車-13，拖車-60，人群350kg/m2，比照交通部公路橋梁設(shè)計通用規(guī)范相當(dāng)于現(xiàn)行設(shè)計荷載等級為：汽

20、車-15級，掛車-80，人群3.5KN/m2。根據(jù)井岡山大橋現(xiàn)在承擔(dān)的交通量和載重量，大修加固后的井岡山大橋應(yīng)提高荷載等級至：汽車-20級；掛車-100級；人群3.5KN/m2。大修加固的規(guī)模 在針對性地進行大橋現(xiàn)有病害處理與維修的同時，根據(jù)井岡山大橋現(xiàn)在實際通過的交通量和載重量，在原設(shè)計標(biāo)準的基礎(chǔ)上進行提高承載能力的加固補強處理，使其荷載等級達到：汽車-20級，掛車-100，人群3.5KN/m2。第七章 大修加固方案及工程費用估算 大修加固方案及比選井岡山大橋大修加固方案表 方案工程項目第一方案 第二方案 （一）大修部分 1、橋面系(含掛孔) (1)人行道系 拆除舊人行道、欄桿、欄桿柱，以及

21、人行道挑梁；重新預(yù)制、安裝：人行道挑梁、人行道板、欄桿柱及欄桿、人行道伸縮縫。 (2)行車道 鑿除舊橋面鋪裝層；重新澆筑鋼筋砼橋面鋪裝層。 鑿除舊橋面鋪裝層；重新澆筑鋼筋鋼纖維砼橋面鋪裝層。 (3)車行道伸縮縫 拆除全橋共32條橡膠板式伸縮縫；預(yù)埋、安裝仿毛勒鋼型伸縮縫。 2、掛孔T梁 (1)支座 拆除全橋所有支座（全橋共計160只）；重新設(shè)置橡膠支座：80只活動支座、80只固定支座。 (2)橫隔板 對損壞、開裂的橫隔板進行維修、修補。 (3)梁體裂縫 對梁體裂縫進行灌漿維修和封縫處理；梁體破損砼的維修。 方案工程項目第一方案 第二方案 （一）大修部分3、T構(gòu)懸臂 (1)箱體裂縫對箱體裂縫進行

22、灌漿、封縫處理。 (2)錨頭部分 錨頭、墊板的除銹、防護處理；錨頭附近的破損砼修補。 (3)牛腿部分 破損砼修補；錨頭、墊板的除銹、防護處理。 4、橋臺 (1)南昌岸橋臺 移開掛孔T梁，開挖臺后填土。在臺后澆筑一片石砼擋土墻，減小臺后土壓力對臺帽的作用。在臺前溜坡腳增加擋土墻，增厚臺前溜坡填土厚。 移開掛梁，開挖臺后填土。在臺帽后設(shè)置3根100cm的鋼筋砼灌注樁，樁頂澆筑縱梁以加大臺身的抗彎強度和剛度。 (2)吉安岸橋臺 (二)加固提載措施1、掛孔T梁 (1)各T梁間的橫向聯(lián)系 加大掛孔橋面鋪裝層中橫向鋪筋；加大橫隔板尺寸和增加鋼筋。 同一方案同一方案橋面鋪裝層砼中摻配鋼纖維。 (2)T梁補強 各T梁底采用“粘貼鋼板法”補強。 各T梁底采用“粘貼碳纖維布法”補強 2、T構(gòu)懸臂部分 (1)箱體頂板（含9#塊，即牛腿） 采用“植筋”方法新增箱體頂板的齒板與轉(zhuǎn)向板；增設(shè)箱內(nèi)體外預(yù)應(yīng)力筋進行補強提載。 (2)箱體腹板 粘貼鋼板以增加各腹板抗剪能力