漳下線(xiàn)紅坊一橋維修加固方法

邱海燕

（福建省龍巖市公路局新羅分局　新羅　364000）

漳下線(xiàn)紅坊一橋維修加固方法

邱海燕

（福建省龍巖市公路局新羅分局新羅364000）

針對(duì)梁橋橋面普遍存在的病害，結(jié)合紅坊一橋的維修加固工程實(shí)例，闡述該橋病害成因，重點(diǎn)介紹“橋面植筋補(bǔ)強(qiáng)加固法”的施工工藝和如何做好質(zhì)量控制，希望對(duì)類(lèi)似橋梁病害處理能起到借鑒指導(dǎo)作用。

梁橋；維修加固；植筋補(bǔ)強(qiáng)；施工工藝；質(zhì)量控制

由于交通運(yùn)輸量逐年大幅度增長(zhǎng)，橋梁使用年限增加，超重荷載反復(fù)作用，很多梁橋產(chǎn)生多種病害如板梁之間鉸縫處縱向貫通裂縫、混凝土局部破碎脫落、聯(lián)結(jié)鋼筋被剪斷，墩頂橋面連續(xù)處混凝土破碎脫落、露筋，伸縮縫破損等。諸多病害的存在對(duì)橋的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和行車(chē)安全構(gòu)成極大的危害和威脅，阻礙交通暢通因此需抓緊進(jìn)行維修加固。

1　工程案例概況

紅坊一橋?yàn)橐蛔b配式空心板梁橋，位于省道漳下線(xiàn)龍巖市新羅區(qū)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的紅坊鎮(zhèn)境內(nèi)，是紅坊鎮(zhèn)的交通要道。該橋橋中心樁號(hào)為484K+632，位于半徑330m的圓曲線(xiàn)上，橋跨組合為4～16m，橋?qū)?m（行車(chē)道）+2×1.50m（人行道），橋全長(zhǎng)72.96m，設(shè)計(jì)洪水頻率1/100，設(shè)計(jì)荷載汽-20，掛-100。該橋于1997年7月竣工通車(chē)。

2　病害現(xiàn)狀及病害原因分析

2.1病害現(xiàn)狀

該橋于1997年建成通車(chē)，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)營(yíng)，橋面鋪裝空心板梁之間鉸縫處出現(xiàn)縱向貫通裂縫、混凝土局部破碎脫落、聯(lián)結(jié)鋼筋被剪斷，墩頂橋面連續(xù)處出現(xiàn)混凝土破碎脫落、露筋，伸縮縫破損等病害，多次局部維修后效果不好，并經(jīng)觀(guān)察病害有發(fā)展，已影響到橋梁的安全使用。

2.2病害成因分析

通過(guò)查閱竣工圖紙及施工原始記錄，調(diào)查了解當(dāng)時(shí)施工情況，到實(shí)地調(diào)查分析，對(duì)橋梁的現(xiàn)狀進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的檢查，獲取相關(guān)資料，分析病害成因主要有如下幾點(diǎn)：

（1）該橋原設(shè)計(jì)橋面鋪裝為8～9cm厚C30混凝土，實(shí)際施工時(shí)厚度控制不到位，局部橋面鋪裝厚度遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)厚度，且混凝土標(biāo)號(hào)較低，現(xiàn)在橋面鋪裝混凝土標(biāo)號(hào)至少要求到達(dá)到C40；

（2）隨著交通量的急劇增加，重車(chē)輛的增多和長(zhǎng)期反復(fù)作用也加劇了橋面鋪裝出現(xiàn)的縱向貫通裂縫、混凝土局部碎裂，橋面連續(xù)處露筋等病害的發(fā)展；

（3）車(chē)輛的長(zhǎng)期反復(fù)作用，導(dǎo)致伸縮縫損壞。

3　橋梁的上部承重結(jié)構(gòu)維修加固的方案比選

方案一，粘鋼加固法。主要是利用混凝土受壓性能好，鋼材受拉性能好的特性，通過(guò)采用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其他薄弱部位，使鋼板與加固混凝土結(jié)構(gòu)形成整體，以提高構(gòu)件的抗彎和抗剪能力，提高原結(jié)構(gòu)的剛度，限制裂縫的發(fā)展。該方案的關(guān)鍵技術(shù)是混凝土與鋼板的粘結(jié)，那么使用的鋼板粘結(jié)劑質(zhì)量就至關(guān)重要，這粘結(jié)劑價(jià)格較貴。

方案二，增大梁截面積加固法。通過(guò)采用增大梁底面或側(cè)面的尺寸、增配主筋，提高梁的有效高度和抗彎強(qiáng)度，從而達(dá)到提高橋梁的承載力的加固目的。該方法施工時(shí)需搭臨時(shí)支架，施工工期較長(zhǎng)。

方案三，橋面植筋補(bǔ)強(qiáng)加固法。其加固機(jī)理是在梁頂（橋面）上加鋪一層鋼筋混凝土層，通過(guò)植入的鋼筋承接和傳導(dǎo)因彎矩而引起的剪力，使新舊混凝土形成有機(jī)整體，達(dá)到增大主梁有效高度和擠壓截面的目的，從而提高橋梁承載能力。其適用情形如下：①橋面鋪裝全部或局部被破壞；②橋面標(biāo)高需要調(diào)整；③道路等級(jí)提高，原主梁承載力不足等。這是提高橋梁承載能力的一種常用且有效的方法。為了減小補(bǔ)強(qiáng)層增加的恒載，常將原有橋面鋪裝層鑿除。

經(jīng)過(guò)反復(fù)的比較和論證，分析紅坊一橋病害情況，空心板梁無(wú)明顯病害，只是橋面鋪裝空心板梁之間鉸縫處出現(xiàn)縱向貫通裂縫、混凝土局部破碎脫落、聯(lián)結(jié)鋼筋被剪斷，墩頂橋面連續(xù)處出現(xiàn)混凝土破碎脫落、露筋，伸縮縫破損等病害。綜合安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，選用方案三，即橋面植筋補(bǔ)強(qiáng)加固方案，分析其有利特點(diǎn)是：①不影響原橋結(jié)構(gòu)，原橋承載力得以充分利用；②植筋凝結(jié)及固化時(shí)間短、粘結(jié)力強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)與之焊接，連成牢固的整體；③新舊混凝土間采用植筋技術(shù)有效連接，形成整體共同受力，從而提高原橋承載力；④施工簡(jiǎn)便、快捷，解決了工期的問(wèn)題；⑤造價(jià)相對(duì)較低。

4　加固方案

紅坊一橋擬采用橋面植筋補(bǔ)強(qiáng)加固措施，來(lái)系統(tǒng)地修復(fù)橋梁病害和提高其承載能力，具體采用如下維修加固方案：①鑿除橋面鋪裝層混凝土；②在空心板梁上植埋錨固鋼筋；③重新澆筑C40橋面鋪裝防水混凝土，并加補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)加固；④采用橋面連續(xù)；⑤置換伸縮縫；⑥橋頭路面修復(fù)。

5　加固施工方法

5.1施工準(zhǔn)備

為確保施工質(zhì)量，采取中斷交通進(jìn)行維修加固改造。由于該橋地處經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的紅坊鎮(zhèn)，社會(huì)壓力大，當(dāng)?shù)卣笫┕すて谝?，提高社?huì)效益，封閉施工的工期勢(shì)必要安排緊湊。作為舊橋維修加固工程，既要保證工程本身的質(zhì)量與安全，又要保證緊湊的施工工期，因而施工準(zhǔn)備除常規(guī)的機(jī)械、材料、人工及施工組織設(shè)計(jì)外，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)橋頭兩側(cè)交通疏通工作的準(zhǔn)備。

5.2主要施工工藝和質(zhì)量控制措施

5.2.1鑿除橋面鋪裝層混凝土

務(wù)必小心鑿除原橋面鋪裝混凝土，避免損傷空心板梁和引發(fā)過(guò)大震動(dòng)，以免對(duì)橋梁造成損傷。梁頂表面應(yīng)鑿毛成凹凸不小于4～6mm的粗糙面，無(wú)表面浮漿，骨料清晰外露（見(jiàn)圖1）。

圖1　

圖2　

5.2.2植埋錨固鋼筋

為使新橋面鋪裝混凝土與空心板梁形成整體，在空心板梁上植埋錨固鋼筋。錨固鋼筋的設(shè)置一方面增強(qiáng)了新舊混凝土間的整體性，另一方面又起固定鋼筋網(wǎng)的骨架作用。錨固鋼筋采用直徑12mm的螺紋鋼筋，錨筋用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿或錨固劑錨入空心板梁6cm，錨筋一定要避開(kāi)空心板梁的頂板，在空心板兩側(cè)板處設(shè)置，以鉸縫為中線(xiàn)對(duì)稱(chēng)設(shè)置，縱向間距20cm，橫向間距10cm（參見(jiàn)表1、圖3），錨筋的設(shè)置可根據(jù)實(shí)際情況作相應(yīng)調(diào)整，原則上以避免損傷空心板梁結(jié)構(gòu)為前提。

表1　每跨錨固鋼筋數(shù)量表

圖3　單孔半幅錨筋布置示意圖

鉆孔前根據(jù)構(gòu)件的狀況和設(shè)計(jì)要求布置孔眼，用紅漆做好標(biāo)記。為保證桿和孔壁之間的砂漿層，孔眼直徑應(yīng)比錨桿直徑大25mm，用鑿巖機(jī)進(jìn)行鉆孔，并用高壓空氣將孔清干凈。錨桿在使用前應(yīng)進(jìn)行矯直和清除污銹、淋濕。直接使用錨固劑填塞錨孔，按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度插入錨桿。

5.2.3重新澆筑C40橋面鋪裝防水混凝土，并加補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)加固

鋼筋混凝土采用混凝土現(xiàn)澆。該橋原設(shè)計(jì)橋面鋪裝為厚8～9cm C30混凝土，橋面鋪裝鋼筋直徑為8mm，縱、橫向間距20cm。為加強(qiáng)橋梁的橫向聯(lián)結(jié)，提高橋梁的整體承載力，新的橋面鋪裝層鋼筋網(wǎng)采用直徑12mm的Ⅱ級(jí)螺紋鋼筋，縱、橫向間距均為10cm，為保證新橋面鋪裝混凝土與空心板梁整體受力，鋼筋網(wǎng)與錨筋焊接成一體（參見(jiàn)表2、圖2）。

橋面鋪裝采用厚12cmC40防水混凝土，混凝土中摻聚丙烯纖維和早強(qiáng)劑。澆筑新橋面鋪裝層混凝土前，梁頂表面鑿毛后應(yīng)采用高壓水充分沖洗，去除雜物，使其表面清潔、濕潤(rùn)后，才能澆筑新橋面鋪裝混凝土?；炷连F(xiàn)澆前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求架設(shè)、焊接鋼筋網(wǎng)，并與錨桿連接牢固，然后進(jìn)行模板安裝?；炷翝仓r(shí)，為確保橋面平整度和橫坡度，該工程項(xiàng)目采用分左右兩幅分別施工的方法，同時(shí)在橋面兩側(cè)靠人行道分別預(yù)留1m。裝好槽鋼后進(jìn)行標(biāo)高復(fù)測(cè)，再進(jìn)行橋面鋪裝混凝土的澆筑。等槽鋼可以拆除時(shí)，再來(lái)完成這預(yù)留的1m寬橋面混凝土的澆筑（見(jiàn)圖4）。

圖4　

圖5　

橋面鋪裝混凝土的澆筑既費(fèi)時(shí)又費(fèi)工，鋼筋網(wǎng)間距較小，混凝土要注意振搗密實(shí)。為減少和防止混凝土的收縮開(kāi)裂，混凝土終凝后2h，應(yīng)開(kāi)始灑水保濕養(yǎng)護(hù)，并確保15d的養(yǎng)護(hù)時(shí)間（見(jiàn)圖5）。

5.2.4橋面連續(xù)

根據(jù)原設(shè)計(jì)竣工資料，本橋在兩橋臺(tái)處設(shè)置伸縮縫，橋墩處采用橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)，橋面連續(xù)構(gòu)造采用與橋面鋪裝同標(biāo)號(hào)的混凝土，與橋面鋪裝一起澆筑。

5.2.5置換橋上原有的兩條伸縮縫。

5.2.6橋頭路面修復(fù)

兩橋頭路面挖除后，路面結(jié)構(gòu)采用25cm厚的水泥混凝土面層+17.5cm厚10%水泥穩(wěn)定碎石基層。永定臺(tái)面層設(shè)單層鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)，鋼筋網(wǎng)設(shè)在距頂面1/4～1/3厚度處，縱向、橫向鋼筋為直徑12mm的HRB335鋼筋，縱向間距為10cm，橫向間距為20cm，橫向鋼筋位于縱向鋼筋之下；龍巖臺(tái)一側(cè)有一斜交明涵，面層須設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)。

6　加固效果評(píng)價(jià)

2012年紅坊一橋采用橋面植筋補(bǔ)強(qiáng)加固法進(jìn)行維修加固。該橋加固后，經(jīng)觀(guān)測(cè)維修加固效果良好。圖6～7為紅坊一橋維修加固前后對(duì)比照片。

圖6　維修加固前

圖7　維修加固竣工后

目前在龍巖全市主要干線(xiàn)上，官洋橋、合溪大橋等多座梁橋出現(xiàn)類(lèi)似病害后也都采用了橋面植筋補(bǔ)強(qiáng)加固法進(jìn)行維修加固，效果良好。實(shí)踐證明，梁橋如果板梁之間鉸縫處出現(xiàn)縱向貫通裂縫、混凝土局部破碎脫落、聯(lián)結(jié)鋼筋被剪斷，墩頂橋面連續(xù)處出現(xiàn)混凝土破碎脫落、露筋，伸縮縫破損等病害，“橋面植筋補(bǔ)強(qiáng)加固法”一般情況可以作為首選考慮。本文針對(duì)紅坊一橋維修加固工程實(shí)例展開(kāi)的分析，供大家參考。

表2　每跨橋面鋪裝鋼筋數(shù)量表

[1]楊文淵，徐奔，合編.橋梁維修與加固.北京：人民交通出版社，1992.

[2《]公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004）.北京：人民交通出版社，2004.

[3《]公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TJ22-2008）.北京：人民交通出版社，2008.

U445.7+2

A

1673-0038（2015）12-0237-03

2015-3-6