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某高速公路分离立交桥,全长98.64m,设计荷载:汽车——超20级,挂车——120,桥宽27m(0.5m防撞栏+11.5m行车道+0.5m防撞栏+2m中央分隔带+0.5m防撞栏+11.5m行车道+0.5m防撞栏),1997年建成。上部构造为标准跨径20m+2*16m+20m的预应力混凝土空心板(共4跨),桥面设1.1%纵坡、2%横坡,桥梁与下穿公路斜交25°,与下穿铁路斜交20°。下部构造为明挖扩大基础配双柱式桥墩与U形桥台。U形台配明挖扩大基础,左右幅分离独立(每座桥台宽1349cm),台间设2cm宽缝,斜交20°。桥台前墙顶宽125cm,按3:1斜坡倾斜,外侧侧墙宽60cm,内侧侧墙宽73.8cm,内外侧墙顶因桥面横向坡度高差16cm。桥台前(侧)墙、基础均采用15号片石混凝土。为减小因台后填土产生桥头跳车现象,于台后各设置一11.5m宽桥台搭板,搭板长共620cm,纵向设置5%纵坡,枕梁设于距塔板前端3.2m处,搭板、枕梁厚均为30cm。
(1)南岸桥台
右幅桥台外侧侧墙开裂较为严重,有一呈“Y"字型裂缝,裂缝由侧墙顶向下延伸至锥坡内,裂缝上部宽约2~3mm,下部宽约为1mm,已严重影响到该桥台的正常使用。
左幅桥台外侧侧墙状况较好,经检查,有3条近似呈水平向裂缝,缝宽约为0.5~1mm之间,另有4条竖向短裂缝(靠近前墙向的裂缝较长),竖向裂缝宽约0.3mm。
前墙左右幅均有裂缝存在,约7条,缝宽为0.3~1mm之间,部分裂缝竖向贯穿向整个前墙身,并局部伴有白色晶体析出。
(2)北岸桥台
右幅桥台外侧侧墙损坏极其严重,侧墙上部多条裂缝贯通、碎裂成松散状,裂缝最宽处错位达3cm,最长裂缝延伸入锥坡内,已严重影响到该桥台的继续使用。
左幅桥台外侧侧墙有两条竖向裂缝从侧墙顶开始延伸入锥坡面以下,缝宽为2~8mm,其中一条基本沿前、背墙连接面走向,另一条位于侧墙尾部。桥台背墙部分亦有局部碎裂现象。
前墙有4条竖向裂缝,部分裂缝贯穿整个桥台全高及墙全厚,缝最宽达3mm,局部有白色晶体和泥土析出状况,渗水较为严重。
(3)台后路面
搭板两端部路面开裂严重,裂缝贯穿整个行车道全宽,裂缝最宽达15mm,渗水严重。台后路面横向凹凸不平,主行车道路面明显下沉,最低处沉陷达50mm以上。北岸左幅伸缩缝锚固混凝土经车辆多年行驶碎裂极其严重,伸缩缝锚固筋外露、锈蚀,伸缩缝亦产生松动。
该桥桥台产生病害的主要原因为:
(1)台后填土土质较差,多为非透水性材料,压实度未达到设计与《规范》要求,经车辆荷载不断作用,台后填料产生下沉,并引起路面开裂严重,雨水经裂缝渗入填料中并无法排出台腔外,随温度变化不断产生膨胀与收缩,对桥台侧墙不断产生推挤,而引起桥台侧墙开裂现象。
(2)台后搭板仅在中部设置一道横向枕梁,枕梁基本沿侧墙内侧面设置,过往重型车辆通过搭板时,枕梁受力过于集中,并迫使枕梁下填土对侧墙发生推挤,增大了台后填土对侧墙产生的主动土压力,而致使桥台靠近枕梁附近的侧墙开裂较为严重。
(3)桥台基底地基承载能力较低,且从交通量分析情况看,重型车辆多沿外侧行车道行驶,致使桥台基底受力不均引起局部不均匀沉降,经分板,桥台前墙外侧受力为最大,因而侧墙顶部在车辆通行时呈受拉状态,随着车辆荷载的反复作用侧墙顶及前墙身产生开裂,并不断扩展而成碎裂状。
(4)重型车辆不断增加,部分运输车辆重已完全超出本桥设计荷载,且该部分车辆行驶速度慢,多沿行车道行驶(外侧),当其行驶于桥台上时,台腔填土对桥台侧墙产生土压力过大,亦为引起侧墙开裂的主要原因之一。
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