目录
一、项目概述
1、大桥总体设计概况
2、桥面铺装设计情况
3、工程建设情况
4、检测试验项目
二、桥面状况的调查、试验与检测
1、准备工作
2、桥面水泥混凝土铺装结构厚度测定
3、桥面水泥混凝土铺装混凝土强度测定
4、桥面水泥混凝土铺装中钢筋布置、规格及锈蚀情况检测
5、桥面水泥混凝土铺装裂缝调查与检测
⑴裂缝基本情况调查
⑵裂缝宽度及深度的调查与检测
6、桥面渗、漏水情况调查
三、桥面病害初步分析
四、检测结论及建议
五、维修处治方案
方案一
方案一
方案一
六、附件
1、九站松花江特大桥桥面检测委托书
2、九站松花江特大桥探地雷达检测剖面示意图
3、九站松花江特大桥探地雷达厚度实测数据
4、九站松花江特大桥取芯抗压强度试验报告
5、九站松花江特大桥超声-回弹综合法砼强度计算表
6、九站松花江特大桥桥面钢筋网布置、钢筋规格、钢筋锈蚀情况调查表
7、九站松花江特大桥裂缝调查表
8、九站松花江特大桥探地雷达、裂缝观测仪、非金属超声波检测仪桥面裂缝深度调查表
9、九站松花江特大桥渗、漏水情况调查表
10、九站松花江特大桥检测照片
一、项目概述
同三高速公路吉珲支线九站松花江特大桥于1997年5月开工建设，1999年11月建成正式投入运营使用。通车后运营正常，并进行了正常养护。近几年来，养护管理部门发现桥面裂缝情况日趋严重，造成大面积渗水、漏水现象。基于这种情况，考虑桥梁使用的耐久性以及运营的安全性，2004年1月19日省高速公路管理局委托我所进行检测。我单位接到委托任务后，于2004年2月2日成立了检测试验组，及时开展工作。检测组分别于2004年2月9日－2月24日两次进驻现场，经过 天时间，对该桥水泥混凝土桥面铺装的工作状态进行了技术状况的全面调查、检测以及钻芯取样试验，并通过查阅设计文件和竣工资料，对检测结果进行了综合分析、评价，在此基础上，提出了桥面检测试验技术报告。
1、大桥总体设计概况
同三高速公路吉珲支线九站松花江特大桥在九站镇跨越第二松花江，桥位处于河弯顶部，主桥中心桩号K89+318，与水流交角90°，规划为Ⅴ级航道。桥梁全长977.003米，桥孔布置为32.5+40+32.5+4×35+3×40＋75＋120＋75＋4×40＋5×35米。桥下同时跨越吉孤公路和长图铁路。
上部结构形式：引桥采用跨径32.5、35和40米三种跨径的装配式预应力混凝土简支箱梁(采用两跨一联做桥面连续)；主桥采用跨径75+120+75米三孔一联的预应力混凝土箱形半刚构－连续梁体系。桥梁全
宽分别为28米（主桥及珲春岸引桥设置人行道部分）和24.5米（吉林岸引桥不设人行道部分）。
下部结构形式：引桥除22号桥台采用肋板式台外，其余均采用柱式墩台；主桥边墩采用方柱墩，主墩采用双薄壁式墩。基础全部采用钻孔灌注桩。
采用的主要材料：
⑴混凝土：
1)、主梁采用50号混凝土。
2)、桥面铺装采用25号防水混凝土；伸缩缝、桥面连续部位采用40号环氧树脂混凝土，其抗拉标准强度不小于3.4兆帕。
3)、盖梁、引桥墩台身、主桥边墩(10、13号墩)、系梁、挡块、耳背墙采用30号混凝土。
4)、主桥主墩(11、12号墩)采用40号混凝土。
5)、承台采用25号混凝土。
6)、钻孔桩采用25号水下混凝土。
混凝土所用材料符合GB175-85、GB1344－85、JTJ041-89的规定.
⑵钢 材：
1)、普通钢筋采用Ⅰ级、Ⅱ级钢筋，符合GB1499-91的规定。
2)、纵、横向预应力钢束采用φ 15.24低松驰钢绞线，公称面积140毫米 ，标准强度1860兆帕(270级)，符合ASTM A416-87a的规定。
3)、竖向预应力钢筋采用 25冷拉Ⅳ级钢筋，标准强度750兆帕。
4)、钢板除法兰盘、加劲钢板采用优质碳素结构钢16Mn外，其余均采用碳素结构钢Q235，符合GB1591－88、GB700－88的规定。
5)、钢管除图中注明外，其余均为碳素结构钢Q235，符合GB700－88、GB6728－86的规定。
2、桥面铺装设计情况
引桥梁顶面上，设置50号现浇整体化混凝土，厚度为8厘米，并与湿接缝一同浇注，使箱梁横桥向联接为整体。引桥桥面铺装采用7厘米25号防水混凝土。桥面横坡由箱梁倾斜放置形成，梁底设三角楔块。
主桥桥面铺装设计为8厘米25号防水混凝土（实际施工中采用的是40号水泥混凝土）。
桥面铺装钢筋采用φ6的光圆钢筋，按构造钢筋布设，具体设计见图1和图2。
3、工程建设情况
该桥于1997年5月开工建设，1999年11月竣工。主梁和桥面的施工是按原设计进行的，（除主桥桥面混凝土标号外）没有变更。
通过查阅竣工文件可知：大桥的桥面铺装配筋采用的是φ6的光圆钢筋，间距为10cm×10cm。该桥的主梁竣工日期是 1998年7月。引桥的8cm现浇整体化混凝土于1998年9月完成，引桥的25号防水混凝土铺装层和主桥40号桥面铺装竣工日期为1999年10月，可见，引桥主梁顶面现浇整体化混凝土和桥面铺装层的混凝土施工时间相差一年多。
在引桥桥面施工中，现浇混凝土标号为50号，配合比为水泥：砂：
碎石：水=1：1.12：2.27：0.33，水泥标号为525#，每立方米水泥用量为520kg,采用松江水泥，外掺剂为VNF-2,坍落度为2.5厘米，采用机械拌和，捣实采用机械，自然养护。主桥桥面混凝土铺装标号为40号，配合比为水泥：砂：碎石：水=1：1.15：2.56：0.29，水泥标号为525#，每立方米水泥用量为500kg。采用唐山冀东水泥，外掺剂为WDN-7和FS,坍落度为1-3厘米，采用机械拌和，振捣棒振捣，人工养护。
4、检测试验项目
遵照省高速公路管理局的委托书要求，结合该桥桥面状况，对该桥的水泥混凝土桥面铺装工作状态和技术状况进行了详细的调查、检测、试验和评价，具体内容如下：
⑴、用探地雷达检测整桥防水混凝土铺装层结构厚度。
⑵、用超声—回弹综合法并结合取芯试验测定桥面混凝土强度。
⑶、采用混凝土保护层测定仪及取芯对钢筋规格、钢筋网布置、钢筋锈蚀情况进行检测。
⑷、对大桥桥面裂缝分布进行了全面调查；并用探地雷达对桥面裂缝深度进行了检测。利用裂缝观测仪、非金属超声波检测仪对桥面裂缝进行调查
⑸、对大桥桥面的渗、漏水情况进行调查。
二、桥面状况的调查、试验与检测
1、准备工作
为了现场调查、试验与检测的方便进行，在现场做了以下准备工作：
⑴、 桥梁排孔顺序
由吉林岸向珲春岸排序，吉林岸引桥为1－10孔；主桥为11－13孔；珲春岸引桥为14－22孔。
每孔中，吉林至珲春行车方向一侧为右桥；珲春至吉林行车方向一侧为左桥。
⑵、调查横断面设置
引桥：每孔为开始的桥头接缝、1/4L、1/2L(跨中)、3/4L四个调查横断面，编号依次为：0、1、2、3。第22孔是最后一孔，增加最后一个桥头接缝编号为：4。
主桥：第11孔(75米)前35米分为四个调查横断面,间距为8.75米，编号依次为：0、1、2、3；后40米也分为四个调查横断面，间距为10米，编号依次为：4、5、6、7。第12孔(120米)每10米一个调查横断面，编号依次为：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11。第13孔(75米) 前40米分为四个调查横断面，间距为10米，编号依次为：0、1、2、3；后35米也分为四个调查横断面,间距为8.75米，编号依次为：4、5、6、7。
⑶、调查纵断面设置
在每孔左桥、右桥的超车道与行车道上，各设两个调查纵断面。它们分别由左桥、右桥的中央分隔带开始向两侧排列，编号是A、B、C、D。A距中央分隔带为1.5米，B距A为2米，C距B为1.5米，D距C为2米。
每孔调查横断面与调查纵断面的交点为采集数据点，也是调查描述的座标参考点。详见图二(1)。
补图！
图二(1)
2、桥面水泥混凝土铺装结构厚度检测
桥面水泥混凝土铺装结构厚度检测，使用美国GSSI公司产SIR-10H型路用探地雷达系统。使用天线为拖动天线，根据检测项目确定天线中心频率为900MHz，本次检测共完成4条纵断面雷达检测剖面，105条横断面雷达检测剖面，共计测线长约1300米。
由于主梁在施工时调整反拱高差，桥面混凝土厚度相差较大，厚度为6.1cm－16.0cm，有的超厚，有的偏薄。详见,附件2、九站松花江特大桥探地雷达检测剖面示意图；附件3、九站松花江特大桥探地雷达厚度实测数据表。各孔水泥混凝土铺装结构厚度汇总表详见表二.2.1
表二.2.1
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孔
号 |
左 桥 |
右 桥 | ||
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厚度范围(cm) |
平均厚度(cm) |
厚度范围(cm) |
平均厚度(cm) | |
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1 |
9.1－12.0 |
|
7.3－11.8 |
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2 |
8.9－12.0 |
|
9.3－14.3 |
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|
3 |
8.7－11.6 |
|
9.1－13.7 |
|
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4 |
9.9－12.6 |
|
7.5－13.6 |
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|
5 |
10.4－11.8 |
|
7.8－11.9 |
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6 |
10.7－12.0 |
|
8.7－13.7 |
|
|
7 |
9.7－12.0 |
|
8.7－14.4 |
|
|
8 |
10.4－12.2 |
|
7.8－14.3 |
|
|
9 |
10.4－11.8 |
|
7.5－12.3 |
|
|
10 |
10.0－12.4 |
|
6.1－12.4 |
|
|
11 |
9.9－12.0 |
|
6.9－14.2 |
|
|
12 |
8.1－10.8 |
|
6.5－13.4 |
|
|
13 |
9.9－11.8 |
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9.6－14.2 |
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|
14 |
11.8－13.6 |
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10.0－13.3 |
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15 |
11.2－13.0 |
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8.0－15.3 |
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16 |
10.2－11.8 |
|
10.8－16.0 |
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|
17 |
10.2－11.8 |
|
8.5－12.4 |
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18 |
9.1－10.7 |
|
7.9－11.2 |
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|
19 |
8.9－10.7 |
|
8.1－11.0 |
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|
20 |
9.1－10.7 |
|
8.3－11.4 |
|
|
21 |
8.9－10.0 |
|
6.7－9.1 |
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22 |
8.5－10.8 |
|
7.1－10.2 |
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3、桥面水泥混凝土铺装混凝土强度测定
桥面水泥混凝土铺装混凝土强度测定，首先采用超声回弹综合法。对吉林至珲春方向，右桥行车道中间部位选定10测区，桩号分别为K88+850、K88+920、K88+895、K88+940、K89+000、K89+069、K89+140、K89+200、K89+300、K89+400 将桩号换成孔号及距离！ 进行超声回弹综合法强度检测，经检测桥面整体强度平均值为46.7MPa满足设计要求，详见附件检测结果表。 列出结果表！
另外，分别对k89+850、k88+920、k88+940、k89+000、k89+069、k89+140 将桩号换成孔号及距离！ 桥面铺装进行了抽样取芯，并对取芯试件做了抗压强度试验，抗压强度分别为引桥35.88Mpa,桥面混凝土强度满足设计要求。
为什么两种方法差别这样大！
4、桥面水泥混凝土铺装中钢筋布置、规格及锈蚀情况检测
采用混凝土保护层测定仪测得桥面铺装的钢筋距桥面的距离分别为5.5cm—8.7cm, 检测区域内钢筋布置间距有少量误差，但总体数量满足设计要求。通过钻芯取样未发现钢筋有锈蚀现象。
5、桥面水泥混凝土铺装裂缝调查与检测
⑴裂缝基本情况调查
九站松花江大桥总计22孔，针对整桥桥面情况进行了每孔的全面调查。主要通过现场描述、测量，并利用裂缝观测仪、非金属超声波检测仪对桥面裂缝进行调查。具体情况详见附件：桥面裂缝调查表(右桥、左桥各22页)。
根据调查结果可以看出，裂缝分布在整个桥面的铺装层范围内，裂缝长度1.5米—16米不等，部分裂缝贯穿桥面。桥面混凝土除裂缝病害外，还有大量麻面、露石、坑槽等病害存在。从裂缝的形态看，大致可分为三类：A、网裂。此类裂缝面积较大，宽度很小，宽度约为0.1毫米—0.8毫米；B、裂缝。此类裂缝宽度约为0.8－1.5毫米；C、大裂缝。此类裂缝宽度约为1.5－3.0毫米。
⑵裂缝宽度及深度的调查与检测
用地探雷达对桥面典型裂缝的宽度及深度进行了详尽的调查与检测。详见的表二.5.1。
九站松花江特大桥桥面典型裂缝宽度及深度一览表
表二.5.1
将此表与第2部分的各孔水泥混凝土铺装结构厚度汇总表，表二.2.1对比分析如下：
第1孔：右桥：
第一个测点，在a0、b0、a1、b1之间，该处有麻面，平均缝宽0.5mm，平均缝深1.9cm，桥面铺装平均厚度8.8cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第二个测点，在a1、b1、a2、b2之间，该处有麻面，平均缝宽0. 5mm，平均缝深10.0cm，桥面铺装平均厚10.325cm，该处裂缝大约刚好裂透铺装，有少量渗水的可能。
左桥：
第一个测点，在c3、d3与下一孔c0、d0之间，该处平均缝宽0. 25－1mm，平均缝深6.4cm，桥面铺装平均厚度10.475cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第2孔：左桥：
第一个测点，在c3、d3与下一孔c0、d0之间，该处平均缝宽1－2mm，平均缝深11.8cm，桥面铺装平均厚度9.95cm，说明该处裂缝已经裂透铺装到梁的顶板中，漏水较严重了。
第3孔：右桥：
第一个测点，在a0、b0、a1、b1之间，该处平均缝宽1mm，平均缝深9cm，桥面铺装平均厚度12.4cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第5孔：右桥：
第一个测点，在c2、d2、c3、d3之间，该处有麻面，平均缝深10.5cm，桥面铺装平均厚度9.5cm，说明该处裂缝已经裂透铺装到梁的顶板中，漏水就较严重了。
左桥：
第一个测点，在c3、d3与下一孔的c0、d0之间，该处平均缝宽0.5－1mm，平均缝深10.5cm，桥面铺装平均厚度11.55cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第6孔：右桥：
第一个测点，在c0、d0、c1、d1之间，该处有麻面，平均缝宽0. 4mm，平均缝深1cm，桥面铺装平均厚度9.775cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第8孔：右桥：
第一个测点，在c0、d0、c1、d1之间，该处平均缝宽0.3mm，平均缝深9.6cm，桥面铺装平均厚度8.975cm，说明该处裂缝已经裂透铺装到梁的顶板中，漏水较严重。
第二个测点，在c3、d3与下一孔的c0、d0之间，该处平均缝宽1mm，平均缝深4.83cm，桥面铺装平均厚度9.35cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第9孔：左桥：
第一个测点，在c3、d3与下一孔的c0、d0之间，该处平均缝宽2mm，平均缝深6.3cm，桥面铺装平均厚度11.3cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第11孔：右桥：
第一个测点，在c0、d0、c1、d1之间，该处平均缝宽0.05－1mm，平均缝深4cm，桥面铺装平均厚度8.875cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第二个测点，在c5、d5、c6、d6之间，该处平均缝宽3mm，平均缝深5.7cm，桥面铺装平均厚度9.15cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第三个测点，在c7、d7与下一孔c0、d0之间，该处平均缝宽4mm，平均缝深14.5cm，桥面铺装平均厚度9.5cm，说明该处裂缝已经裂透铺装到梁的顶板深处，漏水严重。
左桥：
第一个测点，在c0、d0、c1、d1之间，该处平均缝宽1mm，平均缝深7.4cm，桥面铺装平均厚度11.35cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第二个测点，在c6、d6、c7、d7之间，该处平均缝宽2－4mm，平均缝深6.5cm，桥面铺装平均厚度11.35cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第12孔：右桥：
第一个测点，在c1、d1、c2、d2之间，该处平均缝宽0.6mm，平均缝深3.8cm，桥面铺装平均厚度9.65cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第二个测点，在c3、d3、c4、d4之间，该处平均缝宽0.5mm， 平均缝深2.6cm，桥面铺装平均厚度10.15cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第三个测点，在c7、d7之间，该处平均缝宽0.3mm，平均缝深5.3cm，桥面铺装平均厚度11.1cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第四个测点，在c8、d8、c9、d9之间，该处平均缝宽0.8mm，平均缝深7.3cm，桥面铺装平均厚度10.575cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
左桥：
第一个测点，在c1、d1之间，该处平均缝宽2－4mm，平均缝深3.5cm，桥面铺装平均厚度9.45cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第二个测点，在c7、d7、c8、d8之间，该处平均缝宽2－4mm，平均缝深4.87cm，桥面铺装平均厚度10.125cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第三个测点，在c11、d11与下一孔的c0、d0之间，该处平均缝宽2mm，平均缝深5.3cm，桥面铺装平均厚度10.8cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第13孔：右桥：
第一个测点，在c0、d0、c1、d1之间，该处平均缝宽0.5－2mm，平均缝深1.8cm，桥面铺装平均厚度12.225cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第二个测点，在c1、d1、c2、d2之间，该处平均缝宽0.5－2mm，平均缝深7.3cm，桥面铺装平均厚度13.25cm，说明该处裂缝没 有裂透铺装。
第三个测点，在c6、d6、c7、d7之间，该处平均缝宽0.5－2mm，平均缝深2.6cm，桥面铺装平均厚度11.4cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
左桥：
第一个测点，在c0、d0、c1、d1之间，该处平均缝宽3mm，平均缝深3.8cm，桥面铺装平均厚度11.3cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第二个测点，在c4、d4之间，该处平均缝宽0.5－2mm，平均缝深2.2cm，桥面铺装平均厚度10.95cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第14孔：左桥：
第一个测点，在c3、d3与下一孔的c0、d0之间，该处平均缝宽0.1mm，平均缝深1.6cm，桥面铺装平均厚度12.275cm，说明该处裂缝为铺装的浅层裂缝。
第15孔：左桥：
第一个测点，在a3、b3与下一孔的a0、b0之间，该处平均缝宽0.1mm，平均缝深3.2cm，桥面铺装平均厚度11.85cm，说明该处裂缝为铺装的浅层裂缝。
第16孔：左桥：
第一个测点，在c3、d3与下一孔的c0、d0之间，该处平均缝宽0.1mm，平均缝深1.6cm，桥面铺装平均厚度10.65cm，说明 该处裂缝为铺装的浅层裂缝。
第17孔：右桥：
第一个测点，在c2、d2、c3、d3之间，该处平均缝宽0.8mm，平均缝深6.6cm，桥面铺装平均厚度10.025cm，说明该处裂缝没有裂透铺装。
第18孔：左桥：
第一个测点，在c0、d0、c1、d1之间，该处平均缝宽0.5mm，平均缝深1cm，桥面铺装平均厚度10.675cm，说明该处裂缝为铺装的浅层裂缝。
第19孔：左桥：
第一个测点，在c2、d2、c3、d3之间，该处平均缝宽0.2mm，平均缝深2.7cm，桥面铺装平均厚度9.325cm，说明该处裂缝为铺装的浅层裂缝。
第21孔：右桥：
第一个测点，在c1、d1、c2、d2之间，该处平均缝宽0.3mm，平均缝深2.8cm，桥面铺装平均厚度8.1cm，说明该处裂缝为铺装的浅层裂缝。
左桥：
第一个测点，在c0、d0之间，该处平均缝宽1－1.2mm，平均缝深2.8cm，桥面铺装平均厚度9.75cm，说明该处裂缝为铺装的浅层裂缝。
第二个测点，在c1、d1、c2、d2之间，该处平均缝宽2－3mm， 平均缝深15.8cm，桥面铺装平均厚度9.1cm，说明该处裂缝已经裂到梁的顶板深处，漏水应特别严重。
第三个测点，在c2、d2、c3、d3之间，该处为修补后的裂缝，平均缝深3.7cm，桥面铺装平均厚度9.05cm，说明该处裂缝为铺装的浅层裂缝。
第22孔：右桥：
第一个测点，在a0、b0之间桥面连接缝处，该处平均缝宽3mm，平均缝深4.87cm，桥面铺装平均厚度9.35cm，说明该处裂缝为铺装的浅层裂缝。
第二个测点，在c3、d3、c4、d4之间，该处平均缝宽5mm，平均缝深9.25cm，桥面铺装平均厚度7.75cm，说明该处裂缝已经裂到梁的顶板表层，有漏水的情况。
左桥：
第一个测点，在c0、d0、c1、d1之间，该处平均缝宽0.5－12mm，平均缝深2.4cm，桥面铺装平均厚度9.5cm，说明该处裂缝为铺装的浅层裂缝。
6、桥面渗、漏水情况调查
我们对整个桥梁的漏水情况进行了调查(包括伸缩缝、排水管和桥面横向坡度)。从整个调查情况来看：
引桥，主梁漏水比较严重的地方主要是伸缩缝的部位；局部的湿接缝处有渗水、漏水现象。另外，由于主梁翼缘下没有设置滴水槽，桥面 流水有沿主梁外侧漫流现象，在梁端伸缩缝处特别严重。此外，伸缩缝损坏严重，普遍是伸缩量不够，很多伸缩缝的伸缩橡胶带已脱落，如：引桥第四道伸缩缝宽度达到了9.7cm大于设计值8cm。
主桥，在人行道加宽部分的接缝处和主梁墩顶负弯矩区漏水严重（见附件照片）。从桥面观测局部区域有积水不能从排水孔流出，另有少数排水孔堵塞；桥面的横向坡度为1.75%--2.1%，局部段落不满足设计要求，造成桥面的排水不畅和积水现象。
桥面渗、漏水情况详见表二.6.1。
桥面渗、漏水情况调查 表 表二.6.1
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孔位 |
梁式 |
（吉林 珲春方向，梁号自右向左排序） |
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第一孔 |
九梁式 |
基本无渗水 |
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第二孔 |
九梁式 |
5#、6#、7#箱梁漏水 |
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第三孔 |
九梁式 |
1#、2#梁湿接缝漏水，2#、3#梁靠珲春方向端渗水 |
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第四孔 |
九梁式 |
靠吉林端3#、4#、5#梁湿接缝渗水 |
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第五孔 |
九梁式 |
1#、2#、3#梁靠吉林端湿接缝渗水，3#梁箱底渗水 |
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第六孔 |
九梁式 |
基本无渗水 |
|
第七孔 |
九梁式 |
基本无渗水 |
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第八孔 |
九梁式 |
2#、3#梁间局部渗水，靠吉林端4#梁箱底有钢筋痕迹，靠珲春端5#梁箱底有露筋痕迹 |
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第九孔 |
九梁式 |
2#梁箱渗水、靠吉林端9#梁结冰漏水 |
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第十孔 |
十梁式 |
靠吉林端2#、4#梁箱底漏水 |
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第十一孔 |
主桥 |
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第十二孔 |
主桥 |
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第十三孔 |
主桥 |
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第十四孔 |
十梁式 |
3梁靠珲春端1/4处渗漏，且桥面对应有一裂缝 |
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第十五孔 |
十梁式 |
7、8梁中间渗水，9、10梁湿接缝普遍渗水 |
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第十六孔 |
十梁式 |
基本无渗水 |
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第十七孔 |
十梁式 |
基本无渗水 |
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第十八孔 |
十梁式 |
边梁3已修补，情况良好 |
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第十九孔 |
十梁式 |
基本无渗水 |
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第二十孔 |
十梁式 |
1梁沿主筋有破坏痕迹 |
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第二十一孔 |
十梁式 |
1梁沿主筋有破坏痕迹 |
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第二十二孔 |
十梁式 |
靠珲春端10梁沿主筋有破坏痕迹，2、3梁箱底跨中处漏水 |
三、桥面病害初步分析
通过调查、检测和试验分析，综合起来桥面铺装层产生裂缝及渗、漏水病害的原因主要有以下几个方面：
(1) 材料配合比不当。经查阅施工试验资料，引桥现浇混凝土铺装的配合比为水泥：砂：碎石：水=1：1.12：2.27：0.33，每立方米水泥用量为520kg；主桥桥面混凝土铺装配合比为水泥：砂：碎石：水=1：1.15：2.56：0.29，每立方米水泥用量为500kg。由于水泥的用量大，在混凝土凝固过程中产生的水化热很大，导致收缩较大，产生干缩裂缝。另外，从取芯的桥面混凝土碎块看，砂浆占多数，缺少足够的骨料，容易产生裂缝。
(2) 钢筋网的位置偏低。由于在主梁施工时预拱度掌握不准，造成梁顶面高低不平，致使桥面混凝土铺装层厚度厚薄不一。从取芯的结果可以看出，钢筋的位置距桥面的距离为5.5cm—8.7cm，设计文件要求为3.5cm，因此钢筋网的位置偏下，不能充分发挥钢筋的抗裂作用。同时上层混凝土较厚，由于温度的变化和混凝土的干缩引起桥面铺装层在表面上开裂，在车辆荷载的重复作用下，使裂缝进一步发展，甚至出现了坑槽。
(3) 设计配筋不当。铺装层的钢筋网设计为φ6的光钢筋，间距为10cm×10cm。由于钢筋直径较小、表面光滑，对混凝土开裂的约束作用较小。实际上，桥面铺装层直接受车辆荷载的作用，承受高速行车的冲击与磨耗，同时还与主梁共同参与受力，因此桥面铺装层的钢筋应该增大直径或采用螺纹钢筋。光圆钢筋与螺纹筋相比，在约束混凝土收缩裂缝上效果较差。
(4) 桥面混凝土铺装层与引桥箱梁顶板混凝土浇筑间隔时间长。大桥的混凝土箱梁是1998年9月完成，而铺装层混凝土是1999年10月施工完成，间隔时间太长，加上表面的清洁及凿毛处理不彻底，导致桥面混凝土与顶板混凝土结合不牢，在日照辐射及寒冷骤降温差的情况下，造成局部温度变化巨大，使得桥面混凝土产生内应力而开裂。
(5) 由于引桥部分伸缩缝局部脱落和伸缩量不足，造成伸缩缝装置损坏，以及局部段落的桥面横向坡度不满足设计要求，排水不畅，造成了引桥的大面积渗、漏水。在主桥主墩的负弯矩区，由于桥面裂缝的产生，致使主桥箱内有大量漏水。
(6) 主桥部分，由于在人行道接缝施工中处理不当，造成大量漏水，又由于主桥与引桥的主梁翼缘下，没有设置滴水槽，致使主桥与引桥的梁侧在下雨时有大面积的漫流水。
四、检测结论及建议
1、检测结论
(1) 桥面铺装的整体厚度厚薄不均，局部段落小于设计厚度。桥面配筋密度基本满足设计要求，但钢筋网位置明显偏下。
(2) 采用超声回弹综合法及现场取芯对桥面混凝土强度进行评定，混凝土强度是满足设计要求的。
(3) 大桥桥面裂缝较严重，降低了混凝土的强度和渗水性，主梁受雨水侵蚀严重，对主梁结构有破坏性影响。从现场调查情况看，裂缝在车辆重复荷载的作用下，有继续发展的趋势，虽然对目前正常运营不致于构成威胁，但会对主梁的耐久性造成不良影响，导致大桥的使用寿命降低。
2、建议
1、桥面铺装是车辆直接着力的地方，它能分布桥面荷载，保护主梁免受雨水等自然因素的侵蚀。当结构产生裂缝后，水会使混凝土的强度降低，使钢筋慢慢锈蚀，严重时还会使混凝土脱落。因此，建议尽快对该桥的桥面进行维修加固处理，提高桥梁的使用寿命。
2、沥青混凝土铺装层具有防止桥面渗、漏水、抗滑及较高抵抗震动变形能力，可以增加路面的柔性，降低路面的刚性，故建议大桥桥面铺装维修处治时采用沥青混凝土桥面铺装。
五、维修处治方案
箱梁具有良好的整体结构性能，抗扭刚度大，在现代桥梁建设中被应用于连续梁体系中，由于多方面的原因，桥面铺装的裂缝是一个普遍存在的问题。根据该桥的检测结果可以看出，桥面混凝土的裂缝是在不
断发展的，针对桥面的病害以及目前的使用状况，提出以下几三种维修处治方案。
方案一：
1、对桥面铺装混凝土裂缝进行化学灌浆法处理后，在桥面板喷涂高强防水抗渗剂（见图3），一种新型产品FYT-1和FYT-2复合使用的聚合物桥面防水材料。首先在混凝土铺装层上涂两层FYT-1，其具有极强的渗透扩散能力，可以渗入桥面板混凝土内，与水泥拌和物中碱类物质反应，生成不溶于水的胶体，堵塞混凝土内部毛细空隙和细微裂纹，与桥面板形成永久性的密封防水层；然后，再喷涂一层FYT-2，其不仅能与FYT-1很好的结合，还能与沥青混凝土面层良好的粘结。
图3；沥青混凝土桥面铺装结构示意图
做为一个特殊的结构层，FYT-1和FYT-2防水层具有以下几种性质：
(1) 良好的不透水性，抗渗性强度0.3Mpa。
(2) 粘结力强，整体防水性能好。与混凝土桥面和沥青面层有良好的粘结，能渗入桥面板混凝土10mm以上。
(3) 良好的耐高温和低温性能。施工作业时140℃-165℃不流淌，低温20℃不脆裂。
(4) 材料固化成膜快，成膜韧性好。施工后剪切强度达到1-1.5MPa，能抵御桥面正常裂缝的影响。
(5) 不低于面层设计寿命的耐久性。
(6) 材料冷作业施工，无毒，不污染环境。
2、对已经损坏的伸缩缝进行修复，对于伸缩量不足的伸缩缝，应按实际调查宽度预估伸缩量设置。
3、对于主桥人行道加宽部分的接缝和主墩负弯矩区，要进行防水处理，防止雨水对主梁的破坏。另外，在施工时要保证桥面横坡坡度，使桥面排水顺畅。
4、在主桥、引桥两侧边梁的外翼缘下，粘贴滴水带，这样可以防止主梁侧面上的漫流水。
方案二：
采用科氏路面解决方案的Strata(科氏反射裂缝应力吸收系统)方案处理。它是一种适用于高等级水泥混凝土路面的罩面方法。该系统包括反射裂缝应力吸收层和罩面层两部分。
反射裂缝应力吸收层是该系统的关键，它是利用高弹性聚合物材料吸收水泥混凝土板的行车荷载应力和温度应力，同时消散水平和竖向位移；由于它是不透水混合料，可以防止水对水泥混凝土铺装下主梁的损坏。通过长期实验，该层厚度为2.5cm是最经济有效的。它有以下优点：
(1) 它设计的抗疲劳次数比普通改性沥青高出30多倍。
(2) 它可以保护桥面水泥混凝土铺装免受水的损害。
(3) 它可以对现有工程的价值进行有效的利用，并符合环保要求。
另外，当达到设计年限后，Strata系统可以完全再生利用。
(4) 开放交通快。例如，北京的二环路改造项目为夜间施工，次日早上就开放了交通。
(5) 它采用标准的热沥青施工方法，施工方便。
罩面层厚度由正常设计确定或采用科氏改性超薄磨耗层系统。
同时要满足方案一的2、3、4处理意见。
方案三：
直接采用科氏PG82－22或PG76－28或PG76－22科氏改性沥青产品给桥面铺装罩面。
同时要满足方案一的2、3、4处理意见。
方案四：
采用路安特沥青高新技术有限公司的桥面铺装技术处理桥面铺装。桥面铺装结构详见图五.4.1
图五.4.1 桥面铺装结构图
按以下程序施工：
(1)清洗混凝土桥面铺装
▲经过清洗的混凝土桥面的构造深度不得超过1.5mm，如果表面不平整度大于1.5mm，必须使用打磨层(环氧树脂＋砂子＋填料)以平整桥面。
(2)洒透层油：400－500g/m2
(3)铺设环氧树脂封层。以确保封层的抗水稳性，包括水汽蒸发问题。
(4)铺设树脂或环氧树脂改性沥青联结层。这是为了桥面与加强型改性沥青薄膜层的粘附力。
▲用于联结层的树脂或环氧树脂改性沥青必须与封层和沥青薄膜(使用已批准的ZTV技术)相容(相粘)
▲封层：2×500g/m2。
▲联结层必须进行干燥处理。
(5)铺设两层沥青薄膜层(它们之间不需要粘结层)。
(6)铺设沥青保护层(AC或GA/碎石)。
(7)铺设沥青磨耗层(AC或SMA)。
同时要满足方案一的2、3、4处理意见。
方案五：
首先凿除原来桥面混凝土铺装层至梁顶面，在梁顶钻孔，用环氧树脂固结插入直径为Φ16，间距为80cm×80cm的剪力筋，并与钢筋网焊接牢固，加强混凝土桥面铺装与主梁顶面的粘结。除保留原来钢筋网外，在铺装层顶面增加一层Φ10的螺纹筋，间距为15cm×15cm的钢筋网，然后浇筑混凝土。在混凝土中可以掺加20%MG(聚合物)，体积掺量1.5%钢纤维，早强膨胀剂为8%，加入适量的引气剂，含气量控制在3%，可以显著减少混凝土的干缩变形和温缩变形，界面粘结强度可提高一倍。最后，按方案一的处理方法，加铺防水层和沥青混凝土面层，同时要满足方案一的2、3处理意见。
方案六：
与方案二相近，凿除原来桥面混凝土铺装层至梁顶面，在梁顶钻孔，用环氧树脂固结插入直径为Φ16，间距为80cm×80cm的剪力筋，并与钢筋网焊接牢固，加强混凝土桥面铺装与主梁顶面的粘结。除保留原来钢筋网外，在铺装层顶面增加一层Φ10的螺纹筋，间距为15cm×15cm的钢筋网，然后浇筑混凝土。采用“双掺”技术，即在混凝土中掺入粉煤灰的同时，又掺入减水剂，同时使用微膨胀外加剂，可以改善混凝土的工作性能，减少水泥用量，降低用水量，能抑制混凝土裂缝的出现。然后，在桥面混凝土铺装层喷洒一定厚度的SBS改性沥青，这一层既能起到防水作用，又能充当桥面板与沥青混凝土之间的粘结层，最后加铺沥青混凝土面层，同时要满足方案一的2、3、4处理意见。
吉林 珲春方向，桥面裂缝调查表
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桩号 |
位置 |
裂缝描述 |
|
K89+635 |
右幅行车道 |
横向断缝，长度约1.5米 |
|
K89+760 |
右幅行车道 |
横向裂缝，局部网裂，最大缝宽1mm |
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K89+756—
K89+760 |
右幅行车道 |
纵向龟裂，最大缝宽2mm |
|
K89+620 |
右幅行车道 |
连续纵向裂缝，长约20米 |
|
K89+260—
K89+345 |
右幅行车道 |
连续网裂，多处已修补 |
|
K89+365 |
右幅停车道 |
外露纵向钢筋 |
|
K89+730 |
左幅行车道 |
纵向裂缝已修补 |
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K89+330 |
左幅行车道 |
局部网裂，轻微裂纹 |
|
K89+460 |
左幅行车道 |
局部网裂，轻微裂纹，已修补 |
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K89+280 |
左幅行车道 |
横向裂缝 |
|
K89+220—
K89+190 |
左幅行车道 |
不规则网裂 |
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备注
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右幅距右侧护栏1.6米处，断断续续有一规律性纵向裂缝；左幅行车道断断续续有大范围群缝，多为不规则裂缝，且多处排水孔堵塞。 | |
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桩号 |
位置 |
基本描述 |
平均缝深 |
|
K89+280 |
左幅 |
横向裂缝 |
5.49 |
|
K89+220 |
左幅 |
龟裂 |
7.9 |
|
K88+860 |
左幅 |
龟裂 |
9.22 |
|
K89+250 |
右幅 |
横向斜缝 |
10.4 |
|
K89+792 |
右幅 |
纵缝 |
15.5 |
|
桩号 |
位置 |
基本描述 |
平均缝深 |
|
K89+280 |
左幅 |
横向裂缝 |
5.49 |
|
K89+220 |
左幅 |
龟裂 |
7.9 |
|
K88+860 |
左幅 |
龟裂 |
9.22 |
|
K89+250 |
右幅 |
横向斜缝 |
10.4 |
|
K89+792 |
右幅 |
纵缝 |
15.5 |
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