中山橋維修加固工程設(shè)計及施工

李黎明 蘇景祿

橋梁的不斷老化帶來大量的維修加固任務(wù)，通過對有尚可利用價值的舊橋維修加固，就能繼續(xù)發(fā)揮舊橋的承載能力，這樣不但減少投入節(jié)約資金，而且工期相對較短，會產(chǎn)生較大的社會效益。現(xiàn)就中山橋的維修加固設(shè)計、施工作如下介紹。

1 中山橋概況

中山橋位于廣東省淡水鎮(zhèn)中山路，鋼筋混凝土梁橋，結(jié)構(gòu)形式為5跨簡支T梁，跨徑分別為11.5 m+3×12.5 m+11.5 m;舊橋的橋面鋪裝為水泥混凝土，橋面橫向分3幅，布置形式為4.1 m(人行道)+5.0 m(自行車道)+1.0 m(花圃)+15.0 m(機動車道)+1.0 m(花圃)+5.0 m(自行車道)+4.1 m(人行道)，雙向四車道。

2 病害情況及檢測評價

通過對中山橋的普查，發(fā)現(xiàn)該橋橋面鋪裝整體狀況一般，橋跨銜接處行車道板損壞面積達30%以上;人行道局部有橫向裂縫、沉降、錯位;橋頭與橋面銜接處有輕微損壞，平整度差，跳車;部分排水孔堵塞，橋面局部有積水現(xiàn)象;混凝土欄桿整體狀況較差，存在缺失、混凝土脫落、鋼筋銹蝕;橋面未設(shè)置伸縮縫;梁體混凝土表觀質(zhì)量較差，底板表面有多處露筋、細微裂縫等病害，橋梁兩側(cè)有管線攀附;各跨主梁在跨中、橫隔梁位置均有較多裂縫，在85%以上的梁端部有斜裂縫，特別是邊梁裂縫數(shù)量較多，大約80%的裂縫寬度小于0.2 mm，部分梁體有大面積破損修復(fù)痕跡;橋墩表面腐蝕風(fēng)化、橋臺砌石勾縫約70%以上脫落，錐坡砌體有破損、松散等現(xiàn)象。鑒于中山橋以上病害的存在，對其進行了靜動載檢測試驗。檢測結(jié)論表明:該橋在一級加載完成后，橋梁撓度測點實測值大于理論計算值，結(jié)構(gòu)校驗系數(shù)在1.11～1.13之間，遠遠超過《公路舊橋承載能力鑒定方法》所規(guī)定的正常范圍內(nèi);經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，邊主梁控制截面原有裂縫有明顯開裂的趨勢，部分開裂裂縫已經(jīng)發(fā)展到腹板頂部翼板以下的位置，部分裂縫寬度略超出規(guī)范允許范圍。在荷載試驗下，測點殘余變形比較大，彈性恢復(fù)能力較差，但仍能滿足《公路舊橋承載能力鑒定方法》規(guī)定a1≤20%的要求。從動載試驗結(jié)果看，實測頻率大于理論計算值，說明該橋整體基本滿足理論計算的要求，但阻尼比較大說明結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在損傷。對橋面系、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)各部分的綜合評價結(jié)果:全橋技術(shù)狀況指數(shù)BCI值為71.16，橋梁技術(shù)等級為C級，中山橋目前的承載能力不能滿足汽—15的使用要求。

3 維修加固方案的設(shè)計

1)設(shè)計標準。中山橋現(xiàn)在承受能力不能滿足汽—15的荷載要求，希望通過對該橋維修加固處理后，使中山橋滿足城市—B級荷載要求，并且改善橋梁的工作狀態(tài)，限制裂縫的發(fā)展，提高橋梁的耐久性，確保運營安全;考慮到交通車輛的增多，把車道數(shù)由原來的雙向四車道改為雙向六車道。

2)設(shè)計內(nèi)容和目的。a.通過灌縫、修補混凝土破損、鋼筋銹蝕等病害處理，消除典型病害對橋梁使用功能的損害，改善橋梁的受力性能，延長中山橋的使用壽命;b.鑿除原有欄桿，新做人行欄桿，并增加人行道側(cè)緣石，消除安全隱患并改善中山橋的外觀;c.在橋面設(shè)置伸縮縫，改善橋梁受力及橋面病害，對橋臺后一定距離的路面破除重修并與橋面接順，改善行車舒適性;d.對橋臺迎水面進行表面掛網(wǎng)批蕩，修補破損的護坡，改善橋臺的健康狀況;考慮對墩身進行掛網(wǎng)批高強砂漿處理;e.由于中山橋投入使用已經(jīng)有相當年限，墩身基礎(chǔ)會有一定程度的沖刷，考慮對墩身基礎(chǔ)進行防沖刷處理;f.對主梁梁底加大截面進行抗彎、抗剪加固，改善中山橋的受力，使其滿足城市—B級的荷載要求;g.原橋排水系統(tǒng)欠缺排水管，橋下水跡斑駁，影響美觀，考慮增加排水管，改善排水系統(tǒng);h.原橋設(shè)計車道數(shù)為雙向四車道，現(xiàn)取消機動車道與非機動車道間花壇，按照雙向六車道進行加固設(shè)計。

4 維修加固施工植筋法的應(yīng)用

4.1 植筋施工的工藝流程

清理原結(jié)構(gòu)修整基材→標定孔位鉆孔→用毛刷清孔后，再用干凈的壓縮空氣清孔→配制膠粘劑，并用注射器注膠→用刷子將螺紋鋼除銹，在鋼筋上標記埋深，植入鋼筋→留足夠的時間固化，防止流膠→檢驗固化效果，合格后，綁扎鋼筋網(wǎng)→立模、澆筑混凝土。

4.2 植筋施工中應(yīng)注意的問題

1)施工中首先正確探測到梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋的位置，認真標定孔位，注意并做到不在預(yù)應(yīng)力管道上鉆孔，避免危及到橋梁安全。2)植筋鉆孔時，可使用沖擊電鉆，而嚴禁使用風(fēng)鎬，以避免危及T梁安全;鉆孔孔深與錨筋埋設(shè)深度相同，孔位應(yīng)避讓構(gòu)造鋼筋，孔道應(yīng)順直。3)清孔時用毛刷反復(fù)掏刷，再以高壓干燥空氣吹孔，以清除灰塵，也可用高壓水槍沖洗孔洞，但應(yīng)在孔壁完全干燥后方可進行施工。4)用于維修加固的錨固用膠粘劑的安全性能指標應(yīng)符合國家標準GB 50367-2006混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范的A級膠要求。本次用的膠粘劑是環(huán)氧樹脂材料(環(huán)氧樹脂、固化劑、稀釋劑)，經(jīng)試驗室做試驗并認可使用的配合比(質(zhì)量比)為環(huán)氧樹脂E-44/HF型固化劑為100∶14。稀釋時加18%左右的丙酮，夏季高溫時固化劑用量適當減少。在配制時應(yīng)隨配隨使用，一次配量一般以3 kg～4 kg為宜，用時攪拌均勻，使用完畢要蓋緊盛裝環(huán)氧樹脂、固化劑、稀釋劑容器的蓋子，不要使其長期暴露在空氣中，以防止混入異物或變質(zhì)。由于環(huán)氧樹脂材料易揮發(fā)、毒性大、會嚴重危害施工人員的健康，因此施工場所應(yīng)保持良好的通風(fēng)，施工操作人員應(yīng)帶上防護面罩和防護手套。5)用注射器將配好的膠粘劑從孔底逐漸向孔口注射，以保證孔洞內(nèi)注膠飽滿，注膠約為孔深的2/3處，將螺紋鋼表面除銹清潔再用丙酮擦拭后，用力旋轉(zhuǎn)插到孔底，直至鋼筋標記與洞口齊平以保證埋置深度，將溢出的膠液刮凈，再用軟木塞堵住洞口，以防漏膠。6)在膠粘劑固化過程中，一定要避免振動等情況發(fā)生，一般植筋后12 h內(nèi)不得擾動鋼筋，以免影響固化效果。當固化完成后，鋼筋的錨固力滿足設(shè)計要求時，即可綁扎鋼筋網(wǎng)、立模、澆筑混凝土。如發(fā)現(xiàn)流膠、孔洞內(nèi)膠液不飽滿，應(yīng)重新植筋。

5 結(jié)語

在中山橋設(shè)計與施工中植筋法得到了很好的應(yīng)用，取得了一定的成果，為今后類似橋梁的維修加固積累了經(jīng)驗;但是在施工中我們也發(fā)現(xiàn)，對原構(gòu)造物采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土加固，雖然費用低，可是混凝土振搗困難，尤其在原混凝土表面病害多的情況下，勞動強度大。因此，今后應(yīng)研究無需振搗就具有高強、高效、節(jié)能的高流態(tài)自密實混凝土在現(xiàn)澆混凝土及加固中的應(yīng)用，更加積極地發(fā)明、推廣應(yīng)用于橋梁維修加固的新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備。

[1]吳虹瑾，王建國.淺談蘄州大橋加固處理[J].山西建筑，2010，36(19):326-327.