武汉白沙洲大桥 武汉白沙洲大桥屡次维修原因分析

武汉白沙洲大桥 武汉白沙洲大桥屡次维修原因分析 摘要:投资11亿元的湖北武汉白沙洲大桥自2000年建成后不久就被称作为“十年九修”的“崭新的破桥”。09年3月，封闭大修后正式通车才三个月的白沙洲大桥其引桥上又露出“大坑小洞”，坑洞面积累计达到300平方米。货车超载、赶工期和对新型防水材料认识的不足，是桥面损坏的原因。” 关键词:白沙洲大桥 维修 滑移 桥址自然条件 (1)河道及水文 武汉白沙洲大桥位于武汉市的白沙洲河段上，从白沙洲中部偏上游处跨越长江。本河段中白沙洲、潜洲、荒五里边滩和汉阳也滩，自本世纪初形成至今，平面位置都处于相 1 对稳定状态，河床近期平面变化主要现在年际年内洲滩的消长，深槽随来水来沙条件上提下移。 深泓纵剖面年际间变化特点是冲淤交替。桥址附近河段处于相对稳定时期。 (2)航运 本桥桥址位于武汉至宜昌航段，高水位时能通行3000t轮船，低水位对能通行l000t轮船。本桥通航净高按内河航道I(2)级考虑。桥址处仅北汊是通航河道，通过高、中、低水位实船航迹线测量和历年航道调查，桥址处航道覆盖宽约800m。桥址河段航道特点是高、中水位条件下航道顺直，在枯水期，由于汉阳荒五里边滩的冲淤年际变化较大，加之水位下落泥沙落淤所形成的河心滩埂，可行航道弯曲，可通航范围较窄。桥址河段枯水期水道深泓随每年来水来沙条件不同而左右变化。 (3)工程地质 桥址处基岩为白垩,第三系陆相碎屑岩，岩面较平坦，埋深约20,45m，岩面高程-24(5,-15(6m，岩性、岩相变化较大，固结成岩程度不一，软硬不均。按岩性及成分可分为砂质泥岩、含砾砂质泥岩、砂岩、疏松砂岩等六类，其单轴极限强度在0(5,5MPa之间。主河槽中覆盖层的表层以粉细沙为主，厚8,23m，其下由硬塑半干硬粘性土及圆砾上组成，厚9白沙洲大桥始建于1997年3月，2000年9月建成通车，总投资11亿元。白沙洲大桥全长3586.38米， 2 设计双向六车道，日通车能力5万辆，设计时速为80公里。 图1 正桥桥式布置 1.大桥现状 2010年09月18日起，白沙洲大桥开始局部封闭维修。此次维修时间为40天，10月底全部完成，期间白沙洲大桥不中断交通。这是该桥通车10年第24次维修。目前，白沙洲大桥日交通流量已超过7万辆，大大超出了日通行量，且货车比例偏高，超重车辆多。 根据监测数据，白沙洲大桥维修后每天有大量超重车辆通行，其中30吨以上车辆约3000辆次，55吨以上车辆约500辆次，最重车辆达169吨，最大轮压达34吨。也就是说，每小时有近300辆次超重车辆经过白沙洲大桥过江。 过去10年，白沙洲大桥已经历2004年大修和2009年大修，每年几次小修。大桥自通车以来，桥面破损和结构病害的出现与超大负荷的车流量和超重车辆通行是密切相关的。2003年以前，白沙洲大桥桥面状况尚好，但在2003年和2006年，长江二桥两次大修期间，限制车辆通行，白沙洲大桥车流量剧增，桥面破损开始出现。而三环线逐步开通后，通过白沙洲大桥的车辆的总量和超重车辆的数量更是成倍增加。 3 白沙洲大桥整治工程，主要目标是为正桥更换环氧沥青路面――一种针对钢箱梁桥面沥青易脱落的特制路面。同时，引桥也更换了普通沥青。目前出现破损，就发生在引桥上。白沙洲大桥引桥的防水层是首次使用，它是一种新型防水卷材，通过加热，与桥底板混凝土和桥面沥青融为一体。由于施工时间紧张，引桥没有办法等到桥面的混凝土干透再施工，不干的地方，日后出现了桥面沥青脱离。“赶工期和对新型防水材料认识不足，是桥面损坏的原因之一。” 2.大桥桥面设计施工 桥面铺装是桥梁行车系的重要组成部分，它的好处直接影响到行车的安全性、舒适性、桥梁耐久性及投资效益和社会效益。目前桥面的铺装材料主要以改性沥青混凝土、高温拌和浇注式沥青混凝土和环氧沥青混凝土为主。 武汉白沙洲大桥主梁类型为钢箱梁，气候条件为炎热、潮湿。设计温度为-17?-75?，设计重点材料为高温抗车辙。大跨径钢桥桥面系在行车荷载作用下有局部应力的复杂性和大变形的特点，加上温度、湿度、风振、雨振，甚至地震等自然条件的影响，其铺装层的工作状况比道路机场更加恶劣。 铺装材料的选择主要考虑以下三个因素: (1)满足当地气候及使用条件，如持续高温地区不宜选用高温拌和浇注式沥青混凝土; 4 (2)充分利用现有的施工工艺、设备及技术等，借鉴吸收国内外的成果，如日本、美国、德国和英国等国桥面铺装的设计与施工经验; (3)型环道实验表明，当采用双层铺装时，上、下层铺装的刚度或动稳定度不能有大的差异，否则易导致疲劳开裂，再加上各功能不同，所以无论是设计或施工都应区别对待上下层的材料组成和性能。 武汉白沙洲大桥钢桥面铺装首次使用Superpave结合料性能分级方法，确定SMAQ铺装改性沥青的性能等级。根据该地区最高与最低气温及钢桥面条件分析，钢桥面铺装结合料性能应满足75?高温和-17?低温的性能要求，即结合料等级应达到PG76-22级。考虑该桥重交通特点及钢桥面铺装高温条件的严酷性，将高温提高一个等级，最后选择PG82-22级 改性沥青。 由于钢箱梁较光滑，沥青混凝土与钢箱梁之间粘结得不牢。当车辆在桥面上急刹时，推动沥青混凝土沿着钢箱梁往前滑移。 图3 钢筋梁 3.结语 武汉白沙洲大桥所出现的频繁修复问题，一方面是货 5 车司机超载问题，另一方面也出现在大桥的设计施工上，使用不成熟新材料也是一方面。再者由于处于城市中，工期不可能拖得很长，所以也存在赶工期的问题。联系最近的武汉卓刀泉立交出现沥青滑移问题，曾经是武汉第一条彩色城市立交，但也是由于滥用新材料导致现在路面出现坑洼。这就提醒在我们在遇到工程时，在保证工程质量的前提下，注意选用新材料的性能。 参考文献: [1]邵长宇 武汉白沙洲长江大桥的技术特点 中国建筑文摘 2006(9) [2]魏奇芬等 大跨径钢桥桥面沥青铺装设计之比较 江苏交通 2003(11-12):49-51 [3]余叔藩I 武汉白沙洲大桥钢桥面沥青铺装的设计与施工[J] 中外公路，2002,22(1):10-14 作者简介:魏明良，男，1990年10月出生，湖北赤壁人，中国地质大学(武汉)本科生，主要研究方向为岩土钻掘，工程勘察。 6 百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网 92to.com,您的在线图书馆 7