公铁两用特大桥桥墩竖向裂缝分析

公铁两用特大桥桥墩竖向裂缝分析

洪汉麟

1 前言

1998年10月秋检中，养护单位发现九江长江大桥南岸第12#、13#双层墩墩面与墩身上的裂缝有所延长发展，到了12月份发现该裂缝发展较快，有的裂缝从墩顶裂至地坪面，于是，将该情况向原施工单位——九江大桥建设指挥部通报，同时也向南昌铁路局有关部门作了通报。目前，该裂缝处在监控观测当中。为了弄清该裂缝产生的原因，以便于下一步采取相应措施和对策，本人对该桥墩的施工及投入使用情况进行了分析。

2 桥墩结构形式

第12#、13#桥墩都是双层空心墩，基础都是钢筋混凝土沉井。上层是公路桥，采用40m跨度T形钢筋混凝土梁，下层是铁路桥，采用40m跨度箱形钢筋混凝土梁。桥墩结构见图1所示。

3 裂缝状况

目前比较严重的裂缝是13#墩，墩顶面的裂缝宽度达2.045mm，墩顶上、下、内、外对称都有裂缝，基本裂通。12#墩裂缝宽度达0.695mm。两个墩的裂缝都从墩顶延伸到地坪，长达22m，地坪以下目前尚不清楚。

4 沉井基础施工情况

从竣工资料上查到：两个桥墩的基础都设置在砾岩层，基础都是钢筋混凝土沉井。其中：12#墩到位后沉井出现歪斜，上、下游顶面高差10mm，南、北向顶面高差364mm。另外，由于砾岩层不是同一平面，而沉井又未做成高低刃脚，所以，下游侧刃脚在砾岩层，而上游侧刃脚落在砂粘土层。南、北刃脚大部分在砂粘土层。施工单位进行了打桩处理。之后，灌注混凝土封底。

13#桥墩基础到位后沉井出现歪斜，上、下游顶面高差44mm，南、北向顶面高差3mm。另外，该沉井下游侧落在砾岩层，上游侧刃脚落在砂粘土夹卵砾石层。施工单位未作处理，即灌注混凝土封底。

5 桥墩竣工及投入使用情况

据九江大桥建设指挥部介绍，该桥墩施工完，墩面就出现裂缝。接管单位在1996年对大桥线桥项目组织验交检查时，发现在墩面有小裂缝，当时还发现江中墩及其他一些墩都有不同程度的细小裂缝，所以对12#、13#墩未作重点监视观测。裂缝发展较快的阶段是在1998年10月提速之后，列车速度明显提高，达到100km/h左右。

6 裂缝原因分析及加固建议

12#、13#墩裂缝产生的原因本人认为有如下几方面：

⑴基础施工遗留问题。沉井下沉到位已出现歪斜，加上沉井刃脚落在不同的土层上，遗留下了基础不均匀沉降的隐患。

⑵设计中考虑不够。在铁路桥墩顶面预留了一方形出入口，而该出入口又未布设加强钢筋，在整个墩面、墩顶中心截面是最薄弱截面。

⑶施工中对墩身灌注水进行养护，造成施工外力，增加了墩身的水平推力。

⑷由于上层公路桥的荷载是通过两侧的柱子传递下来的，这对铁路桥墩面上、对基础产生两个集中荷载。

⑸列车提速后，列车的横向力增大，传递到墩面加剧了裂缝的发展。

综上五个方面原因分析，建议：第一，在铁路桥墩面以下进行包箍，防止裂缝扩展；第二，在沉井刃脚外侧周围进行压浆处理，防止桥墩下沉；第三，对已产生的裂缝进行内部埋管注浆，裂缝表面封闭处理，以免墩身内钢筋造成氧化而导致桥墩降低使用寿命。

（注：该桥于1999年将12#、13#两个桥墩的竖向裂缝全部进行了压浆封闭处理，同时，又在桥墩外侧用碳纤维布按2m间距进行水平包箍处理，经过十几年的运营观察，未发现新的裂缝产生。）