Fissuras estruturais de pontes

Ponte da Autoestrada do Rio Amarelo de Fenglingdu

Ponte

A ponte tem um comprimento total de 1.410 metros, uma largura de 12 metros, uma altura de cais de 20 metros e um vão de 114 metros para a ponte principal. A fundação da ponte foi lançada em abril de 1992, tendo sido concluída e aberta ao tráfego em novembro de 1994.

A estrutura superior da ponte principal utiliza vigas caixão contínuas de betão pré-esforçado de secção variável em três direções, a estrutura inferior utiliza pilares ocos de paredes finas, e a fundação é perfurada e betonada. A altura útil do tabuleiro da ponte é de 8 m e a largura útil é de 44 m. A ponte de grandes dimensões foi concluída e aberta ao tráfego no final de 1994. Desde o seu funcionamento, foi reparada e reforçada inúmeras vezes. A secção interior da alma na extremidade da viga foi reforçada com betão, fissurada e pré-esforçada no corpo. Os arcos de caixa de aço são utilizados para melhorar a rigidez do vão lateral.

Durante a operação e utilização da ponte, foi realizada uma investigação à estrutura da ponte, tendo-se constatado a existência de muitas fissuras transversais e juntas longitudinais no tabuleiro, sulcos locais, afundamento e outras doenças, danos nas juntas da ponte, nervuras expostas do pilar e outras doenças. Entre elas, a estrutura da ponte apresenta fissuras significativas e necessita de ser reforçada.

Doença da ponte

a) O tabuleiro da ponte apresenta fissuras transversais e longitudinais em muitos locais do pavimento, e as fissuras em blocos estão distribuídas localmente, e os sulcos e as depressões aparecem em posições individuais.

b) As doenças da superestrutura da ponte incluem principalmente 5 danos cumulativos nas juntas da viga caixão, 1,35 m2 de reforço exposto na parte inferior da viga caixão, 14 m de infiltração de água e branqueamento cumulativo no comprimento e 0,55 m2 de desprendimento de betão no meio do vão da viga caixão.

c) As doenças estruturais da parte inferior da ponte incluem a acumulação de 1,05 m² de nervuras expostas da viga de cobertura e os danos causados pelo intemperismo no bloco do pilar da ponte. Além disso, parte da longarina principal e da longarina de cobertura da ponte estavam danificadas e em falta, alguns corpos de vigas caixão foram danificados devido à erosão da chuva, elementos individuais de betão armado foram corroídos e um grande número de fissuras foi distribuído na parte superior do corpo da longarina.

Análise das Causas de Fissuras em Pontes

a) A posição da junta do corpo da viga é danificada devido à carga do veículo, e ocorrem fissuras na posição da junta. Como as fissuras não foram reparadas a tempo, a água da chuva penetrou na estrutura da ponte, causando mais fissuras e danos na estrutura.

b) A frequência natural da ponte é próxima da frequência gerada pela vibração de alguns veículos, o que provoca ressonância em veículos semelhantes e danifica a estrutura da ponte.

c)Após a geração das fissuras longitudinais da ponte, a capacidade de compressão da estrutura da ponte é reduzida, e a geração de fissuras transversais é acelerada sob a ação das cargas dos veículos.

Esquema de Manutenção e Reforço de Pontes

Em conjunto com a investigação de doenças da Ponte Rodoviária do Rio Amarelo de Fenglingdu, foi formulado um plano de reforço para reforçar as fissuras no tabuleiro da ponte e na parte superior da viga caixão. Durante a investigação, verificou-se que algumas juntas da ponte tinham sido danificadas, resultando em fissuras de penetração longitudinal. Para garantir a segurança da estrutura da ponte, o pavimento do tabuleiro foi removido, foram instalados varões na estrutura do tabuleiro, a malha de aço foi reposicionada, foi construído betão reforçado com fibra de aço C40 à sua volta e, por fim, foi pavimentada uma camada de abrasão de betão asfáltico de grão fino de 3 a 4 cm.

Combinado com a prática de manutenção preventiva de pontes, ocorrerão fissuras com mais de 0,15 mm em cada vão da viga caixão da ponte a cada ano, e estas fissuras têm uma tendência de desenvolvimento contínuo. As novas fissuras são geralmente reparadas por métodos de manutenção, como o rejuntamento e a selagem, mas as fissuras novas ou originais são danificadas todos os anos. A análise é causada pela resistência à tracção e módulo de elasticidade insuficientes da viga. Para aumentar a vida útil da viga caixão da ponte e, consequentemente, a capacidade de carga global da ponte, a parte inferior da viga caixão é revestida com tecido de fibra de carbono para reforço.