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广东虎门大桥辅航道桥加固实例

一、简介

广东虎门大桥辅航道桥位于广东省东莞市，桥孔径布置为

150+270+150m预应力混凝土连续刚构，单幅桥箱梁为单箱单室截

面，箱梁顶面宽15m，箱宽7m，顶板悬臂宽度4m，主梁根部梁高

为14.8m，在跨中位置梁高5m，其间梁高按抛物线变化。箱梁采用

三向预应力结构，纵横向预应力采用钢绞线束施加，竖向预应力采用

精轧螺纹粗钢筋施加。主桥下部结构为双薄壁墩身，群桩基础。自从

1997年建成运营至今，出现了一些病害，病害主要表现在跨中底板

出现横向裂缝和下挠以及边跨和1/4中跨附近出现较少量的腹板斜

裂缝。下面就这两个主要病害进行分析。

1、跨中出现下挠和开裂

（1）对收缩徐变的认识

由于原设计对收缩徐变认识不够，实际上混凝土的收缩徐变可能

要大，那么跨中下缘混凝土的储备会减少，会促使底板产生横向裂缝

和跨中下挠。

（2）施工过程中桥面调平层混凝土加厚

通过检测，梁体在施工过程中有较大的超方，桥面混凝土调平层

厚度比设计的厚度平均增厚8cm多，这部分增厚的调平层会使跨中

下挠3.6cm，而其引起的收缩徐变又会使跨中下挠10.3cm，此部分

荷载在跨中产生拉应力，也会使跨中应力储备减少。

（3）温度荷载的影响

不同的温度梯度变化对于跨中下缘应力储备也是不同的。

综合以上三点，通过计算分析，跨中下缘在（恒载+预应力+收

缩徐变+活载+降温负温差）组合下，中跨跨中下缘有2.3MPa的拉

应力，这也表示跨中混凝土已开裂。另外计算分析可知，铺装加厚与

收缩、徐变的估计不足以及铺装加厚引起的收缩、徐变共使跨中产生

3.6+2.8+10.3＝16.7cm的下挠值。由于跨中下挠也会加剧箱梁的开

裂，而箱梁开裂引起下缘混凝土失效，结构形心轴上移，又会加速箱

梁的下挠，跨中开裂与跨中下挠是互相影响的，这也从理论上分析了

辅航道桥出现主要病害的根本原因。

2、现状桥主拉应力

考虑桥面铺装混凝土加厚和原设计对收缩、徐变的估计不足，在

不考虑竖向预应力情况下各截面最大主拉应力为2.1MPa，考虑竖向

预应力后的主拉应力为0.59MPa，腹板主拉应力值并不大；另外从

全桥腹板斜裂缝分析来看，虽然裂缝在整个桥跨结构的纵向分布形态

中有一定的对称性，但在箱梁上、下游腹板上的对应关系并不显著。

因此腹板出现少量斜裂缝不是设计原因，而是竖向预应力的有效应力

没有保证所致。

二、加固设计目标

根据本桥现阶段的病害情况，通过方案比选和初步设计评审以及

施工图评审，最终维护的目标主要确定在以下几方面：

1．在原有预应力钢绞线在维护后使用年限内损失10％与不损

失两种情况下，确保该桥满足结构极限承载力和正常使用的要求。

2．适当改善主桥的纵向桥面线形，维护目标是跨中挠度上升

5-8厘米，缓和主梁明显的继续下挠现象，维持以后运营的桥面线形。

3．增大主梁最小压应力储备，跨中底板下缘增加不小于5MPa

的压应力，除将跨中横向裂缝闭合外尚留有2Mpa的压应力。

4．对原有破坏的桥面铺装进行更换处理。

5．对箱内垃圾进行清除，安装永久性照明设备、人梯以便日后

检查。

三、加固措施

1．原管道检查

（1）对顶板上层预应力管道根据布索情况，在靠近锚头处在凿

除桥面铺装后凿开梁体混凝土进行通气检查。

（2）对底板预应力管道在凿开封锚混凝土后进行通气检查。

（3）对压浆不密实管道再进行压浆处理。

（4）维护处理过程要加强对管道的保护。

2．增设体外索（纵向预应力钢束）

在箱体内侧布置体外纵向预应力钢束来提高桥梁的承载力，使维

护后的结构在原有预应力钢绞线锈蚀10％后仍能达到汽车—超20

级、挂车—120标准，并保证有一定的安全储备。

3．箱体裂缝处理

裂缝宽度≥0.15mm的裂缝采用压浆法进行修补，裂缝宽度＜

0.15mm的裂缝采用封闭法进行修补。

4．蜂窝、麻面、空洞的处理

将蜂窝、麻面、空洞周围凿毛并洗净，用干砸混凝土填充。

5．掉块、露筋（钢板）的处理

将钢筋或钢板锈迹清除，并把松动的保护层凿去、洗净。如损坏

面积不大，可用环氧砂浆修补，如破坏面积较大，喷注高标号水泥砂

浆。

6．对桥面铺装的