江津仁沱大橋加固施工技術(shù)

蒲德純

（西安瑞通路橋科技有限責任公司 陜西西安 710075）

江津仁沱大橋加固施工技術(shù)

蒲德純

（西安瑞通路橋科技有限責任公司 陜西西安 710075）

以重慶市江津區(qū)仁沱大橋加固施工為例，根據(jù)本工程的特點，介紹大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土拱桁橋更換剪力鉸、設(shè)置支座限位裝置及微彎板粘貼碳纖維布的施工工藝、施工方法及施工控制要點。

拱桁橋；加固；施工技術(shù)

1 工程概況

仁沱大橋位于重慶市江津區(qū)仁沱鎮(zhèn)，跨越綦江河，于1977年6月建成，是我國修建的第一座科研性質(zhì)大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土拱桁橋。橋孔布置為36.4m(邊跨)+72.8m(主跨)+36.4m(邊跨)+2 X 16m，全長177.6m，總長195.5m。設(shè)計荷載：汽-15級、掛-80；橋面凈寬：凈7+2 X 0.25(欄桿)m。大橋主橋為拱桁結(jié)構(gòu)，每個橋墩兩邊對稱設(shè)置四個懸臂拱片，每個懸臂片與片之間設(shè)置上、下橫系梁及兩道剪刀撐。上弦、斜桿為拉桿，豎桿及拱為偏心受壓構(gòu)件。拉桿采用預(yù)應(yīng)力，偏心受壓構(gòu)件根據(jù)吊裝要求配置鋼筋，橋面采用現(xiàn)澆微彎板。主跨計算跨徑70.12m，矢跨比1∶9.35。下部結(jié)構(gòu)為重力式墩、臺，擴大基礎(chǔ)。橋梁縱向未設(shè)置縱坡，橫向設(shè)置1%的橫坡。見圖1所示。

主要病害：跨中所有剪力鉸都已銹蝕，剪力鉸鎖銷已被拔出，剪力鉸被破壞不能正常工作；因剪力鉸的破壞，導(dǎo)致跨中兩側(cè)所有桁片均有不同程度豎向、橫向錯位；部分微彎板縱向貫通開裂，裂縫寬度0.1～0.2mm。

2 加固思路及加固施工步驟

圖1 橋型布置圖

2.1 加固思路

加固的目標為能夠滿足較長期通行要求，因此按保證橋梁耐久性的思路進行加固，具體處理措施如下：更換剪力鉸，恢復(fù)其使用功能，恢復(fù)原橋結(jié)構(gòu)體系；設(shè)置支座限位裝置；微彎板粘貼碳纖維布，改善橋梁耐久性及使用功能。

2.2 加固施工步驟

根據(jù)大橋病害情況以及實際受力狀況，加固施工具體步驟如下：

第一步、封閉交通，在全封閉交通的條件下加固施工。

第二步、測量橋梁各構(gòu)件實際尺寸，根據(jù)實際尺寸定制剪力鉸及限位支撐裝置。

第三步、安裝新剪力鉸，拆除原橋剪力鉸。第四步、安裝邊跨端部豎向支撐限位裝置，澆筑橫向限位擋塊。

第五步、微彎板粘貼碳纖維布。

3 更換剪力鉸的施工

3.1 新增剪力鉸設(shè)在跨中桁片的兩側(cè)，豎向布置

通過種植錨栓，粘貼鋼板，焊接鋼板制作剪力鉸。桁片一側(cè)安裝一個剪力鉸，四片桁片共安裝8個剪力鉸。原剪力鉸設(shè)在跨中桁片端頭豎平面上，水平布置，每片一個，共4個剪力鉸。新增剪力鉸的安裝與原剪力鉸的拆除均無沖突。新增剪力鉸對結(jié)構(gòu)體系有加強作用。剪力鉸見圖2所示。

圖2 新增剪力鉸示意

3.2 工藝流程

按設(shè)計圖紙加工剪力鉸鋼板→桁片側(cè)面處理→錨栓鉆孔→清孔→安裝錨栓→安裝剪力鉸鋼板→新剪力鉸涂裝→拆除原剪力鉸。

3.3 施工方法及要點

按設(shè)計圖紙加工剪力鉸鋼板：因剪力鉸鋼板加工精度要求高，特別是錨栓孔位要求很準確，焊縫為Ⅰ級焊縫，在工地加工難以達到要求，所以委托專業(yè)廠家加工。

桁片側(cè)面處理:根據(jù)設(shè)計圖紙的要求并結(jié)合現(xiàn)場測量定位，在剪力鉸鋼板范圍內(nèi)混凝土的表面放出鋼板位置大樣，鑿除混凝土表面2～5mm厚的表層混凝土，使堅實的混凝土石外露，并形成平整的粗糙面。表面不平處應(yīng)用尖鑿輕鑿整平,再用鋼絲刷刷毛，剔除表層疏松物，最后用無油壓縮空氣吹除表面粉塵或清水沖洗干凈，待完全干燥后用聚合物砂漿補平表面。

錨栓鉆孔:確定錨栓位置（要避開預(yù)應(yīng)力筋，用鋼筋檢測儀檢測），經(jīng)各方確認無誤后，在桁片側(cè)面進行精確標記。使用專用底孔鉆頭獲得規(guī)定的底孔：一人持沖擊電鉆開始鉆孔，鉆底孔時要保持鉆頭垂直于安裝平面。鉆底孔完成后，使用吹塵器將塵屑吹出，完成初次清孔作業(yè)。使用擴孔鉆頭進行盲端擴孔作業(yè)：采用專用的擴孔鉆頭，一人持沖擊電鉆進行盲端擴孔作業(yè)，擴孔時要保持鉆頭垂直于安裝平面。專用的擴孔鉆頭行程達到其上的限位機構(gòu)時鉆孔結(jié)束。擴孔品質(zhì)檢查：采用專用的擴孔品質(zhì)檢測儀進行盲端擴孔程度檢查，以便于擴孔品質(zhì)檢測儀處于檢測狀態(tài)時能自由輕松轉(zhuǎn)動為合格。

清孔:孔道先用硬毛刷往返旋轉(zhuǎn)清刷，再以高壓干燥空氣吹去孔底灰塵、碎片和水分，并采用丙酮或工業(yè)酒精擦拭孔壁及孔底，孔內(nèi)應(yīng)保持干燥。

安裝錨栓:采用專用的安裝工具進行，錘擊使錨栓上的套管外側(cè)向內(nèi)滑移到螺桿上的紅色標記露出，即安裝結(jié)束，此時錘擊能聽到金屬的聲音或是錘頭向上反彈。

安裝剪力鉸鋼板:將廠家加工的剪力鉸鋼板在現(xiàn)場檢查復(fù)核，無誤后將鋼板孔套入錨栓，鋼板與桁片側(cè)面作粘鋼處理，待粘鋼膠固化后，緊固錨栓螺母，完成鋼板安裝。一副鋼板安裝完成后，穿入剪力鉸特制螺栓，完成一個剪力鉸的安裝。 剪力鉸安裝先安裝外側(cè)桁片，再安裝內(nèi)側(cè)桁片。同一桁片內(nèi)、外側(cè)同時安裝。

新剪力鉸涂裝:清潔鋼板表面焊渣、浮銹及其它污物。除盡鐵銹、氧化皮、原涂裝層。除銹后的鋼鐵表面清潔度達到Sa2級(表面無可見的油脂、污垢，并且氧化皮、鐵銹和油漆等附著物已基本清除)、粗糙度Ra40～80μm。采用人工噴涂，鋼板涂刷環(huán)氧富鋅底漆3道；鋼板涂刷灰云鐵氯化橡膠面漆4道。

拆除原剪力鉸:原剪力鉸銹蝕嚴重，已經(jīng)失效，新剪力鉸安裝完成后，即可拆除原剪力鉸。拆除原剪力鉸應(yīng)逐個拆除。拆除后桁片端部用聚合物砂漿補平。

4 設(shè)置支座限位裝置的施工

4.1 設(shè)置豎向限位支撐裝置

桁片發(fā)生豎向的錯位，桁片底部與臺帽（蓋梁）頂部橡膠墊沒有完全密貼，造成行車時出現(xiàn)不規(guī)則振動。在臺帽（0#臺）或橋墩（3#墩）蓋梁上種植錨栓，粘貼鋼板，在鋼板上焊接定制鋼板，定制鋼板上緣焊接水平支撐鋼板，水平支撐鋼板上設(shè)置橡膠墊塊，起限位作用。每個桁片下設(shè)置1個，全橋共8個。豎向限位支撐見圖3所示。

圖3 豎向限位支撐裝置示意

4.2 設(shè)置橫向限位擋塊

為了將桁片橫向發(fā)生偏移鎖死，在外側(cè)桁片端部牛腿外側(cè)設(shè)置橫向限位擋塊，限位擋塊通過植筋與臺帽或蓋梁連成整體，限位塊與牛腿側(cè)面間放置橡膠塊。全橋共4個。見圖4所示。

圖4 橫向限位擋塊示意

4.3 施工方法及要點

4.3.1 植筋（植栓）的施工

鉆孔:鉆孔深度與錨筋埋設(shè)深度相同，鉆孔直徑應(yīng)滿足《公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T J23－2008）的要求，孔位應(yīng)避讓原結(jié)構(gòu)鋼筋，孔道應(yīng)順直。

清孔：孔道先用硬毛刷往返旋轉(zhuǎn)清刷，再以高壓干燥空氣吹去孔底灰塵、碎片和水分，并采用丙酮或工業(yè)酒精擦拭孔壁及孔底，孔內(nèi)應(yīng)保持干燥。

注膠：采用專用灌注器或注射器將植筋用膠黏劑由孔底灌注至孔深2/3處，并保證在植入鋼筋后有少許膠黏劑溢出。

植筋：鋼筋植入前應(yīng)對要植入鋼筋上的銹跡、油污進行除銹和清理，注入膠黏劑后應(yīng)立即單向旋轉(zhuǎn)插入鋼筋，直至達到設(shè)計深度，并保證植入鋼筋與空壁間的間隙基本均勻，校正鋼筋的位置和垂直度，孔口多余的膠黏劑應(yīng)清除。

靜置固化：膠黏劑完全固化前，不得觸動或振動已植鋼筋，以免影響其黏結(jié)性能，且孔位附近不應(yīng)有明水。

4.3.2 豎向限位裝置的安裝施工

鋼板在廠家加工制作，運至工地安裝。安裝時先將鋼板與臺帽進行粘鋼處理，然后放入橡膠墊塊。

4.3.3 橫向限位裝置的施工

鋼筋施工：植筋與外連接鋼筋焊接牢固，然后按設(shè)計布置鋼筋。

立模板：采用竹膠板制作模板，模板安裝應(yīng)牢固、穩(wěn)定，不得漏漿。

混凝土灌注：混凝土采用自密實聚合物混凝土，攪拌采用手持式攪拌器進行攪拌。手持小桶灌注入模。

拆模養(yǎng)護：拆模后，立即灑水養(yǎng)護。

安裝橡膠墊塊：橫向限位擋塊施工完畢后，需在限位擋塊與端部牛腿之間設(shè)置橡膠墊塊，安放的橡膠墊塊應(yīng)保持與限位擋塊及端部牛腿緊密貼合，且粘貼牢固。

5 微彎板粘貼碳纖維布的施工

5.1 微彎板粘貼碳纖維布具體部位（圖5）

圖5 微彎板粘貼碳纖維布具體部位圖

5.2 工藝流程

按設(shè)計尺寸裁剪碳纖維布施工準備→混凝土表面處理→底層樹脂配制并涂刷→找平材料配制并對不平整處修復(fù)處理→浸漬樹脂或粘貼樹脂的配制并涂刷→粘貼碳纖維布→表面防護。

5.3 施工方法及要點

表面處理：處理的原則是避免混凝土表面凹凸不平，使之干凈、干燥；構(gòu)件表面由施工模板搭接引起的不平整，應(yīng)做處理；打磨后用清潔布將表面擦干凈。

涂布底膠：涂底膠前要確認混凝土的表面干凈、干燥；底膠要按照一定的比例混合，充分攪拌使其均勻混合；每次調(diào)配的底膠應(yīng)盡可能在規(guī)定時間內(nèi)用完；用刮刀將底膠均勻地涂在施工面上；底膠的使用量要以產(chǎn)品的規(guī)定使用標準為基準；底膠指觸干燥之前應(yīng)采取適當?shù)谋Ｗo措施，避免表面沾上塵土、砂石等雜質(zhì)。

碳纖維布粘貼：涂底層浸漬樹脂，應(yīng)確認底膠表面已經(jīng)指觸干燥，并除去附著水分；纖維布要按設(shè)計圖紙剪成適于粘貼的長度，剪裁后應(yīng)打卷并放置穩(wěn)妥備用，在底膠涂好后再展開，勻速推平；浸漬樹脂要按一定的比例混合，充分攪拌使其均勻混合，注意少量調(diào)配，以確保能及時用完；每次調(diào)配的樹脂應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)用完；將樹脂均勻涂在施工作業(yè)面，涂量必須保證樹脂能很快浸透纖維布；涂底層浸漬樹脂后，立即將纖維布粘貼上去；用滾筒在纖維布表面滾動使纖維布與樹脂緊密粘結(jié)，樹脂與纖維布之間不能夾空氣或其它雜質(zhì)；纖維布已經(jīng)充分浸透底層樹脂后，再涂一層浸漬樹脂，要注意均勻涂刷，完全覆蓋；浸漬樹脂指觸干燥前，應(yīng)采取適當?shù)谋Ｗo措施。

外層涂布的檢驗及表面聚合物砂漿防護：后期處理工作必須適應(yīng)施工場所和環(huán)境條件。為了提高碳纖維布補強構(gòu)件的耐久性，必須進行外部防護處理。涂裝前應(yīng)檢查樹脂與纖維布的粘結(jié)情況，確認無破損或空洞后，在碳纖維布涂布外層浸漬樹脂時，在樹脂表面撒布石英砂掛漿或者涂刷涂料防護。

6 結(jié)語

對本橋跨中剪力鉸的更換、設(shè)置支座限位支撐裝置、微彎板粘貼碳纖維布加固施工后，通過荷載試驗證明本橋的剛度、強度滿足加固設(shè)計及使用要求，說明加固效果良好。對同類形橋梁的加固設(shè)計和施工具有一定的參考價值。

[1]JT041—2000,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JTG/T J22-2008,公路橋梁加固設(shè)計技術(shù)規(guī)范[S].

[3]JTG/T J23-2008,公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4]顧安邦.橋梁工程[M].人民交通出版社,2000.

責任編輯：余詠梅

Strengthening Techniques Applied in Constructing Rentuo Bridge in Jiangjin,Chongqing

This paper,based on the features of the engineering,starts with the Strengthening construction of Jiangjinrentuo Bridge to introduce the following construction techniques:construction control,replacing the shearing hinge for the large-span arch braced truss bridge built with prestressed concrete,setting support limiter，adhension of alightly curved board and carbon fibre sheet.

arch braced struss bridge；Strengthening；construction technique

U445.4

：A

：1671-9107（2011）04-0029-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2011.04.029

2011-02-18

蒲德純（1961-），男，工程師，主要從事公路橋梁加固施工工作。