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摘要：通过工程实例对钢筋混凝土桥墩盖梁产生竖向裂缝的机理及原因进行分析，对几种常用加固方式的加固效果进行比较，并进行了加固设计，也给出了桥墩盖梁开裂问题的预防措施，为钢筋混凝土桥墩盖梁的设计、施工以及加固提供参考。
关键词：桥墩盖梁；裂缝；加固
引言
总的来看从我国的东部、中部到西部地区，在未来十至二十年内，新建工程逐渐减少，桥梁的养护、维修、加固及改造工程将成为主流。实际上这些年来桥梁加固项目已经是越来越多，从目前我国桥梁的建设及运营情况来看，任何一座桥梁或多或少都存在一定的病害，而有关于桥梁加固的设计及计算的研究还相对滞后。目前有些公路桥梁桥墩盖梁墩顶位置出现了大量的竖向裂缝，已经严重影响着桥梁的使用性能，极大威胁着公路交通运营的安全性。为此，本文根据实际病害桥梁的情况，分析了病害产生的机理及原因，给出了预防措施及加固设计方法，为存在此类病害桥梁的加固改造提供参考。
1、病害桥梁概况
该桥于1990年建成，设计荷载汽-20级，挂-100级。全桥总长为67m，跨径组合为3×20m；桥面总宽32.8m，双向六车道。该桥分新旧不同的三幅桥，其中中间旧桥幅宽20m，上部结构采用普通钢筋砼简支斜交T梁，斜交角度为10°，梁高150cm。下部结构为柱式桥墩，桩基础。1#、2#桥墩盖梁在墩顶1.5倍盖梁高度范围内都存在着多条竖向裂缝及斜向裂缝，裂缝长度为60~100cm，最大缝宽0.25mm，已超出规范限值0.2mm，部分裂缝已贯穿盖梁高度的一半左右，而且裂缝形状呈现出上宽下窄并逐渐消失，由此推断可能是受力裂缝。
2、裂缝原因分析
2.1 原因分析
经过现场踏勘，结合该桥的现状情况、运营环境以及原设计施工图图纸，对盖梁裂缝产生的原因归结为以下几点：
1）、由于该桥建设年代较为久远，原桥盖梁采用C25混凝土浇筑，混凝土强度等级较低，水泥品质以及混凝土自身的物理、化学性质可能是导致裂缝产生的一个重要原因。
2）、过去90年代桥梁设计规范要求的设计荷载标准、结构耐久性、混凝土收缩徐变、温度梯度、抗震等级等系列标准相对较低，导致结构设计不可避免存在先天性缺陷。
3）、原设计两侧各设置1.5m宽人行道，后因桥梁改扩建，在旧桥两侧各新建一幅桥，原人行道位置更改为行车道，导致边梁受力发生变化，且目前实际存在通行车辆载重已超过桥梁的设计荷载等级(如：超限、超载、密集等)的现象。
4）、施工质量控制不严，难以保证混凝土的施工质量。如果标高控制不严，将出现支座不平顺现象，导致桥墩盖梁受力不均，将加剧裂缝的发展[2]。
5）、该桥水位较高，时常漫过盖梁，由于裂缝的产生，可能会导致盖梁钢筋受到浸泡锈蚀，使得混凝土及钢筋的力学性能有所下降，将会进一步导致裂缝的发展。
2.2 裂缝受力分析
在原设计荷载（汽-20，挂-100）下检验盖梁承载能力，其正截面抗弯强度及斜截面抗剪强度均满足现行规范[1]要求。但鉴于该桥经过改扩建，且超载情况严重，桥梁实际车辆作用也远远超过原设计荷载，故按照公路-Ⅰ级荷载验算桥梁承载能力，在公路-Ⅰ级荷载下盖梁墩顶附近位置正截面抗弯承载能力满足现行规范要求，但其斜截面抗剪能力不满足现行规范要求。综合现行规范（JTG D62-2004）公式（5.2.7）及（8.2.6）可得下列结果：
结论：
1）通过上述对钢筋混凝土桥墩盖梁墩顶附近区域出现裂缝的机理及原因的分析，可以看出在盖梁设计时所采用的混凝土强度等级以及箍筋配筋率对盖梁的耐久性影响较大。在设计中可以适当考虑提高混凝土等级和箍筋配筋率，以提高其抗拉设计强度以及抗剪承载能力的安全储备，在一定程度上可以避免裂缝的产生。
2）通过上述盖梁裂缝的受力分析可知，粘贴钢板加固对盖梁抗剪承载能力的提高效果是显著的，因而采用粘贴钢板加固是切实可行的。目前该桥已维修加固完毕交付使用，经检查盖梁裂缝未继续发展，达到了加固目的，为钢筋混凝土桥墩盖梁的设计、施工以及加固提供参考。
参考文献：
[1] JTG D62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
[2]李新乐、窦惠娟，钢筋混凝土桥墩顶帽竖向开裂原因分析及加固对策[J]，北京：铁道建筑，2007.
[3]巍开波，某大桥引桥盖梁裂缝成因分析及加固处理[J]，哈尔滨：黑龙江交通科技，2006.
[4]陈金广，粘贴钢板在盖梁、墩柱构件加固中的应用研究[J]，北京：建筑工程技术与设计，2015.
论文作者:孙明森
论文发表刊物:《基层建设》2016年32期
论文发表时间:2017/1/17
标签：裂缝论文; 桥墩论文; 桥梁论文; 荷载论文; 混凝土论文; 钢筋混凝土论文; 病害论文; 《基层建设》2016年32期论文;