1 前言
1.1 大橋概況
井岡山大橋位于江西省吉安市市區(qū)，橫跨江西“五大水系”的河流——贛江，大橋設(shè)計全長為1090.26米，橋面凈空：凈-7+2×1.5m人行道；設(shè)計荷載為汽車－13；拖車－60；人群－3.5KN/m2.上部結(jié)構(gòu)為16孔預應(yīng)力鋼筋混凝土帶掛孔懸臂T構(gòu)，孔徑分別為：48.13+14×71+48.13m；T構(gòu)兩端懸臂長各23.5m，橫截面為單箱雙室，懸臂端部梁高2.0m，T構(gòu)根部箱梁高4.0m.每跨掛孔由五片預制吊裝普通鋼筋混凝土T梁構(gòu)成，掛孔跨徑為21m，梁長21.56m.井岡山大橋于1970年5月1日舉行通車典禮，同年10月全部竣工交付使用。
1.2 大橋原設(shè)計主要情況
井岡山大橋上部結(jié)構(gòu)懸臂箱梁分9塊采用預制干接縫懸臂拼裝。懸臂箱梁預應(yīng)力鋼筋采用45硅2鈦（45Si2Ti）Φ12mm冷拉時效光圓鋼筋，JM12-6錨具。每分塊接縫截面內(nèi)鋼束采用在墩的兩端各以兩束分批對稱張拉，1～7號塊件預應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力為675Mpa，8～9號（牛腿）塊件預應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力為650Mpa.本橋箱梁采用明槽布置預應(yīng)力鋼筋，因此在鋪筑橋面鋪裝前設(shè)計要求在明槽頂鋪設(shè)油毛氈防水層以加強防水性。
1.3 大橋結(jié)構(gòu)特點評述
吉安井岡山大橋上部結(jié)構(gòu)為預制節(jié)塊干接縫懸拼施工的帶掛孔預應(yīng)力混凝土T構(gòu)，在二十世紀七十年代初期尚屬技術(shù)先進的橋型；該橋跨徑71m、全長1000余米，亦屬大型橋梁。由于此種橋型上部結(jié)構(gòu)的懸臂部分與橋墩固結(jié)，其力學性質(zhì)仍屬靜定結(jié)構(gòu)，從當時的橋梁設(shè)計理論、設(shè)計計算手段以及施工能力等方面來說，都是和先進的橋梁結(jié)構(gòu)型式。
但是，我國早期采用懸臂施工的帶掛孔T構(gòu)橋梁，由于構(gòu)造上的原因，以及施工工藝、預應(yīng)力束的材料等，以及設(shè)計理論與計算手段的局限，使之存在一些固有的缺陷。這種型式的橋梁，經(jīng)過一段時間的使用后，在T構(gòu)懸臂端部，即支承掛孔的牛腿處都有明顯的下垂現(xiàn)象、支座與伸縮縫亦非常容易損壞，行車時的沖擊和橋梁振動都比較強烈。井岡山大橋的支座與伸縮縫雖經(jīng)多次維修更換，都時隔不久后損壞。其主要原因就是：掛孔與T構(gòu)懸臂連接處，因結(jié)構(gòu)原因而變形復雜、變形量大，并伴有旋轉(zhuǎn)，導致伸縮縫間隙呈上窄下寬的八字形，加上夏季高溫使得伸縮縫受擠壓損壞。而牛腿處（即懸臂端部）下垂較大的原因是多方面的，主要是混凝土的收縮徐變，以及部分預應(yīng)力損失所致。所以，預應(yīng)力損失是影響預應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)安全的最主要因素之一，這種現(xiàn)象在懸臂法施工的預應(yīng)力橋梁上尤為明顯，特別是早期采用預制節(jié)塊懸臂施工的預應(yīng)力橋梁。
而井岡山大橋上部結(jié)構(gòu)采用的就是早期懸臂法施工工藝：預制節(jié)塊、干接縫懸臂拼裝后施加預應(yīng)力，相鄰塊件的兩端面直接貼合，因而不易保證接縫密合，易受水氣侵襲，且容易產(chǎn)生局部應(yīng)力集中現(xiàn)象，對橋梁的整體性、以及預應(yīng)力鋼筋受大氣侵襲而銹蝕都不利。由于施工過程中，各塊件間未留任何濕接縫，則在拼裝中發(fā)現(xiàn)位置有偏差時亦難以調(diào)整，其塊件接縫處應(yīng)力傳遞情況較復雜，整體性也差。另外，懸臂拼裝時采用明槽布置鋼束，其工程數(shù)量也增大許多。
帶掛孔的T構(gòu)橋，由于墩柱兩側(cè)的不平衡力矩，使得墩頂箱室受力復雜、局部應(yīng)力集中并過大。另外，還存在一個顯著缺點，就是橋面接縫多，且大多數(shù)接縫都在懸臂端部。由于懸臂的撓度將使接縫處形成折角，對該位置上的支座、伸縮縫都極為不利，亦影響行車的平穩(wěn)和舒適。尤其是預應(yīng)力混凝土的收縮、徐變、鋼筋的松馳以及日照的影響等，都會使懸臂端的撓度變化日益發(fā)展。
1.4 加固前大橋現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)檢測主要病害
①井岡山大橋懸臂箱梁的部分預應(yīng)力筋錨頭已嚴重銹蝕（特別是9號塊的），而該橋為預應(yīng)力干接縫懸拼施工，因而預應(yīng)力筋錨頭銹蝕給全橋的正常使用造成嚴重的威脅和隱患。
②橋面縱向成波浪型，各孔掛梁跨中部位有明顯下沉，且橋面混凝土破損極其嚴重，使車輛過往產(chǎn)生較大的沖擊力。
③伸縮縫、支座破壞嚴重，伸縮縫多被泥石堵塞，掛梁固定支座（切線鋼板支座）銹蝕嚴重，活動支座（板式橡膠支座）下墊板47.5%銹蝕，有22.5%支座已移出下墊板，導致掛梁受力不正常，橫隔板破壞。
④梁體裂縫較多，掛梁腹板是在跨中產(chǎn)生豎向裂縫，翼板是在橫向接縫處開裂。T構(gòu)箱梁主要是在腹板上緣，為縱向縫。
⑤兩岸橋臺變形較大（向前傾），溜坡及兩側(cè)擋土墻破壞較嚴重。
1.1 大橋概況
井岡山大橋位于江西省吉安市市區(qū)，橫跨江西“五大水系”的河流——贛江，大橋設(shè)計全長為1090.26米，橋面凈空：凈-7+2×1.5m人行道；設(shè)計荷載為汽車－13；拖車－60；人群－3.5KN/m2.上部結(jié)構(gòu)為16孔預應(yīng)力鋼筋混凝土帶掛孔懸臂T構(gòu)，孔徑分別為：48.13+14×71+48.13m；T構(gòu)兩端懸臂長各23.5m，橫截面為單箱雙室，懸臂端部梁高2.0m，T構(gòu)根部箱梁高4.0m.每跨掛孔由五片預制吊裝普通鋼筋混凝土T梁構(gòu)成，掛孔跨徑為21m，梁長21.56m.井岡山大橋于1970年5月1日舉行通車典禮，同年10月全部竣工交付使用。
1.2 大橋原設(shè)計主要情況
井岡山大橋上部結(jié)構(gòu)懸臂箱梁分9塊采用預制干接縫懸臂拼裝。懸臂箱梁預應(yīng)力鋼筋采用45硅2鈦（45Si2Ti）Φ12mm冷拉時效光圓鋼筋，JM12-6錨具。每分塊接縫截面內(nèi)鋼束采用在墩的兩端各以兩束分批對稱張拉，1～7號塊件預應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力為675Mpa，8～9號（牛腿）塊件預應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力為650Mpa.本橋箱梁采用明槽布置預應(yīng)力鋼筋，因此在鋪筑橋面鋪裝前設(shè)計要求在明槽頂鋪設(shè)油毛氈防水層以加強防水性。
1.3 大橋結(jié)構(gòu)特點評述
吉安井岡山大橋上部結(jié)構(gòu)為預制節(jié)塊干接縫懸拼施工的帶掛孔預應(yīng)力混凝土T構(gòu)，在二十世紀七十年代初期尚屬技術(shù)先進的橋型；該橋跨徑71m、全長1000余米，亦屬大型橋梁。由于此種橋型上部結(jié)構(gòu)的懸臂部分與橋墩固結(jié)，其力學性質(zhì)仍屬靜定結(jié)構(gòu)，從當時的橋梁設(shè)計理論、設(shè)計計算手段以及施工能力等方面來說，都是和先進的橋梁結(jié)構(gòu)型式。
但是，我國早期采用懸臂施工的帶掛孔T構(gòu)橋梁，由于構(gòu)造上的原因，以及施工工藝、預應(yīng)力束的材料等，以及設(shè)計理論與計算手段的局限，使之存在一些固有的缺陷。這種型式的橋梁，經(jīng)過一段時間的使用后，在T構(gòu)懸臂端部，即支承掛孔的牛腿處都有明顯的下垂現(xiàn)象、支座與伸縮縫亦非常容易損壞，行車時的沖擊和橋梁振動都比較強烈。井岡山大橋的支座與伸縮縫雖經(jīng)多次維修更換，都時隔不久后損壞。其主要原因就是：掛孔與T構(gòu)懸臂連接處，因結(jié)構(gòu)原因而變形復雜、變形量大，并伴有旋轉(zhuǎn)，導致伸縮縫間隙呈上窄下寬的八字形，加上夏季高溫使得伸縮縫受擠壓損壞。而牛腿處（即懸臂端部）下垂較大的原因是多方面的，主要是混凝土的收縮徐變，以及部分預應(yīng)力損失所致。所以，預應(yīng)力損失是影響預應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)安全的最主要因素之一，這種現(xiàn)象在懸臂法施工的預應(yīng)力橋梁上尤為明顯，特別是早期采用預制節(jié)塊懸臂施工的預應(yīng)力橋梁。
而井岡山大橋上部結(jié)構(gòu)采用的就是早期懸臂法施工工藝：預制節(jié)塊、干接縫懸臂拼裝后施加預應(yīng)力，相鄰塊件的兩端面直接貼合，因而不易保證接縫密合，易受水氣侵襲，且容易產(chǎn)生局部應(yīng)力集中現(xiàn)象，對橋梁的整體性、以及預應(yīng)力鋼筋受大氣侵襲而銹蝕都不利。由于施工過程中，各塊件間未留任何濕接縫，則在拼裝中發(fā)現(xiàn)位置有偏差時亦難以調(diào)整，其塊件接縫處應(yīng)力傳遞情況較復雜，整體性也差。另外，懸臂拼裝時采用明槽布置鋼束，其工程數(shù)量也增大許多。
帶掛孔的T構(gòu)橋，由于墩柱兩側(cè)的不平衡力矩，使得墩頂箱室受力復雜、局部應(yīng)力集中并過大。另外，還存在一個顯著缺點，就是橋面接縫多，且大多數(shù)接縫都在懸臂端部。由于懸臂的撓度將使接縫處形成折角，對該位置上的支座、伸縮縫都極為不利，亦影響行車的平穩(wěn)和舒適。尤其是預應(yīng)力混凝土的收縮、徐變、鋼筋的松馳以及日照的影響等，都會使懸臂端的撓度變化日益發(fā)展。
1.4 加固前大橋現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)檢測主要病害
①井岡山大橋懸臂箱梁的部分預應(yīng)力筋錨頭已嚴重銹蝕（特別是9號塊的），而該橋為預應(yīng)力干接縫懸拼施工，因而預應(yīng)力筋錨頭銹蝕給全橋的正常使用造成嚴重的威脅和隱患。
②橋面縱向成波浪型，各孔掛梁跨中部位有明顯下沉，且橋面混凝土破損極其嚴重，使車輛過往產(chǎn)生較大的沖擊力。
③伸縮縫、支座破壞嚴重，伸縮縫多被泥石堵塞，掛梁固定支座（切線鋼板支座）銹蝕嚴重，活動支座（板式橡膠支座）下墊板47.5%銹蝕，有22.5%支座已移出下墊板，導致掛梁受力不正常，橫隔板破壞。
④梁體裂縫較多，掛梁腹板是在跨中產(chǎn)生豎向裂縫，翼板是在橫向接縫處開裂。T構(gòu)箱梁主要是在腹板上緣，為縱向縫。
⑤兩岸橋臺變形較大（向前傾），溜坡及兩側(cè)擋土墻破壞較嚴重。