橋梁維修加固施工技術(shù)研究

吳成新

(廣西壯族自治區(qū)江州公路管理局，廣西 崇左 532200)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，地域間的交通往來日益緊密，從而促使我國橋梁事業(yè)飛躍發(fā)展。橋梁作為交通運(yùn)輸線路重要的組成部分，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但在橋梁設(shè)計(jì)、施工及使用過程中，通常會由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、機(jī)械設(shè)備不齊全以及外界自然條件因素的影響導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生破壞，無法滿足正常的使用要求，嚴(yán)重影響橋梁使用的安全性和適用性。為了合理利用社會資源，實(shí)現(xiàn)社會資源的合理配置，應(yīng)采取相應(yīng)的維修加固措施對部分老化的橋梁進(jìn)行處理，保證橋梁使用的安全性、穩(wěn)定性及適用性。

1 橋梁維修加固的原因及基本原則

1.1 橋梁維修加固的原因

目前，我國部分橋梁的建設(shè)完成時(shí)間距今已有20～30年，由于受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平、施工機(jī)械設(shè)備以及材料等諸多因素影響，導(dǎo)致橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低、承載力有限。同時(shí)在多年的橋梁使用過程中，會導(dǎo)致氯離子、酸侵蝕到橋梁內(nèi)部，造成鋼筋銹蝕，降低結(jié)構(gòu)的承載能力。車輛反復(fù)行駛，外部荷載同樣會對橋梁的結(jié)構(gòu)安全性造成一定影響，因此對橋梁進(jìn)行維修加固具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.2 橋梁維修加固的基本原則

橋梁維修加固應(yīng)根據(jù)橋梁實(shí)體質(zhì)量、氣候狀況及受損程度進(jìn)行綜合分析和考慮。其應(yīng)遵循的基本原則如下：(1)所選用的維修加固方法必須滿足具有一定的經(jīng)濟(jì)性、施工速度快、最大程度減少交通占用時(shí)間等特點(diǎn)；(2)所選擇的維修加固材料應(yīng)符合施工需要，具有良好的耐久性和耐腐蝕性；(3)橋梁維修加固應(yīng)考慮橋梁的使用現(xiàn)狀、承載能力以及維修加固后的交通流量等因素，應(yīng)借鑒同類橋梁維修加固的成功經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)質(zhì)高效地完成橋梁加固維修工作。

2 橋梁維修加固技術(shù)

橋梁維修加固方法主要包括：橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法、外包混凝土加固法、鋼板粘貼加固法、噴錨混凝土加固法、結(jié)構(gòu)受力體系加固法以及體外預(yù)應(yīng)力加固法。

2.1 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法

橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法主要作用的部位是橋梁的頂梁處，其施工的具體步驟為：首先將原有橋面的混凝土去除，并對清除部位進(jìn)行澆水清理。然后進(jìn)行鋼筋骨架綁扎，在進(jìn)行鋼筋骨架綁扎的過程中要注意與原橋梁的連接，使其形成統(tǒng)一的整體。最后進(jìn)行橋面混凝土的澆筑，澆筑時(shí)混凝土強(qiáng)度等級的選用原則上不得低于原有橋面混凝土的強(qiáng)度等級。采用橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法能夠增加原有橋梁主梁的有效高度，提高抗壓強(qiáng)度，進(jìn)而有利于更好地分散橋梁所受的橫向荷載，提高橋梁的承載能力。

2.2 外包混凝土加固法

外包混凝土加固法主要是對梁橋、墩臺及橋基的截面和配筋進(jìn)行外包混凝土加固，進(jìn)而增加構(gòu)件強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。外包混凝土加固法可以有效減小橋梁的裂縫寬度，但其會增加橋梁的整體重量。采用外包混凝土加固法對橋梁進(jìn)行維修加固時(shí)需滿足表1要求。

2.3 鋼板粘貼加固法

采用鋼板粘貼加固法對橋梁進(jìn)行維修加固主要解決的是橋梁的受拉問題，通過使用特用的粘接劑將鋼板粘貼在橋梁混凝土受拉部位，進(jìn)而提高橋梁抗拉強(qiáng)度、承載力及耐久性。鋼板粘貼加固法具有不損傷原建筑結(jié)構(gòu)、施工簡單方便及經(jīng)濟(jì)高效等特點(diǎn)。

表1 外包混凝土加固法注意事項(xiàng)表

2.4 噴錨混凝土加固法

采用噴錨混凝土加固法對橋梁進(jìn)行維修加固首先要明確補(bǔ)強(qiáng)位置，將錨筋植入需補(bǔ)強(qiáng)位置且進(jìn)行鋼筋網(wǎng)的綁扎安裝。在鋼筋網(wǎng)綁扎完畢后對其進(jìn)行噴射混凝土，混凝土凝結(jié)硬化后會與原結(jié)構(gòu)形成統(tǒng)一整體，共同承擔(dān)荷載。采用噴射混凝土施工的方法可以使新澆筑混凝土與原混凝土結(jié)合更密實(shí)，極大促進(jìn)橋梁的整體性。

2.5 結(jié)構(gòu)受力體系加固法

結(jié)構(gòu)受力體系加固法是以橋梁結(jié)構(gòu)中的受力構(gòu)件為主要維修加固對象，通過減少其構(gòu)件結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力從而改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系，提高橋梁結(jié)構(gòu)承載力。使用結(jié)構(gòu)受力體系加固法對拱橋進(jìn)行維修加固時(shí)，應(yīng)借助體系轉(zhuǎn)換法將單拱受力模式轉(zhuǎn)換為多拱受力模式，分散橋梁結(jié)構(gòu)所受的集中荷載。常用的結(jié)構(gòu)受力體系加固方法主要包括：簡支梁轉(zhuǎn)連續(xù)梁、拱橋下設(shè)鋼梁以及簡支梁設(shè)支架等。

2.6 體外預(yù)應(yīng)力加固法

體外預(yù)應(yīng)力加固法是以鋼桿為主要連接方式，將被加固結(jié)構(gòu)用錨件進(jìn)行連接并施加預(yù)應(yīng)力，從而使其受力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對原橋梁結(jié)構(gòu)所受內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行改變。體外預(yù)應(yīng)力加固法可以大幅提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力，減少橋梁結(jié)構(gòu)的受力變形及裂縫寬度。

3 崇左大橋概況及病害分析

崇左大橋位于廣西壯族自治區(qū)崇左市內(nèi)省道213線K187+629處，于1967年10月建成，橋梁跨越左江，全長256.85 m，橋面寬9.00 m，橋梁上部構(gòu)造為1×16.80 m鋼筋混凝土T梁+7×33.00 m鋼筋混凝土T梁，橋下凈空27.50 m，支座為鋼板支座，下部結(jié)構(gòu)采用混凝土U型橋臺、混凝土重力式橋墩，明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)。伸縮縫為型鋼伸縮縫，橋面鋪裝層為瀝青表面處理，并設(shè)鋼筋混凝土欄桿。

該橋的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：

設(shè)計(jì)荷載等級：汽車-15級；

橋面寬度：凈7.00 m(行車道)+2×1.00 m(護(hù)欄)。

根據(jù)相關(guān)檢測報(bào)告及現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查核實(shí)，崇左大橋主要存在以下病害：

T梁腹板地面縱、橫向開裂，側(cè)面豎向、斜向、網(wǎng)狀開裂，另有部分混凝土脫落，露筋且銹蝕，骨料裸露，水跡污染，麻面以及蜂窩現(xiàn)象產(chǎn)生。人行道板、橫隔板混凝土脫落，露鋼板且銹蝕、開裂、滲水。挑梁混凝土剝落、露筋且銹蝕，碎裂、開裂，滋生植物、雜草。第六跨2#梁與3#梁間處鉸縫脫落。支座銹蝕、泥土覆蓋。墩臺及梁帽混凝土剝落、露筋且銹蝕、開裂。錐坡網(wǎng)狀開裂、外傾、雜草滋生。橋面鋪裝層坑槽、麻面。伸縮縫堵塞人行道板鋪裝層混凝土脫落。欄桿混凝土開裂、剝落、露筋且銹蝕。

根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及檢測報(bào)告對崇左大橋的現(xiàn)狀進(jìn)行評定，其評定等級為四類，處于差的狀態(tài)，應(yīng)采取相應(yīng)的措施對崇左大橋進(jìn)行維修加固。

4 崇左大橋維修加固措施分析

通過對崇左大橋的橋體質(zhì)量進(jìn)行分析，最終選擇對其T梁、橋臺、橋墩、基礎(chǔ)以及橋面進(jìn)行維修加固。

4.1 大橋維修加固所用材料及規(guī)格

大橋維修加固材料及規(guī)格見表2。

表2 維修加固材料及規(guī)格表

4.2 崇左大橋維修加固施工技術(shù)分析

4.2.1 T梁加固、提載

(1)采用化學(xué)灌漿法對T梁中寬度≥0.15 mm的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，用環(huán)氧砂漿對寬度<0.15 mm的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，對T梁中的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)能大幅增強(qiáng)T梁的整體性和承載能力。

(2)采用外包混凝土加固法對第1跨T梁梁底外包混凝土處理，增加構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性，提高其承載能力。采用鋼板粘貼加固法對T梁的梁側(cè)進(jìn)行加固，提高橋梁的抗拉強(qiáng)度、承載力及耐久性。

(3)采用鋼板粘貼加固法對2～8跨T梁梁底進(jìn)行粘貼抗剪鋼板，進(jìn)而提高橋體的抗剪強(qiáng)度。

(4)對橋墩、臺帽上的泥土及垃圾進(jìn)行清除，將支座更換為橡膠支座。

4.2.2 橋臺、橋墩及基礎(chǔ)加固

(1)橋臺、橋墩處的裂縫處理方法同T梁裂縫處理方法相同，均采用化學(xué)灌漿法。除銹工作則采用環(huán)氧砂漿法進(jìn)行。

(2)橋墩及基礎(chǔ)的加固采用外包混凝土加固法進(jìn)行，最大程度增加橋墩及基礎(chǔ)的承載能力。

4.2.3 橋面維修加固

(1)橋面維修主要采用的是補(bǔ)強(qiáng)層加固法。首先將橋面的混凝土去除，然后在T梁翼板鉸縫處增設(shè)幫焊鋼筋，進(jìn)行鋼筋骨架綁扎，最后在橋面上澆筑強(qiáng)度等級為C40的防水混凝土。

(2)對于破損的欄桿、扶手、挑梁及人行道板均采用拆除處理，重新建立人行道系。在人行道系施工的過程中應(yīng)注意排水管道的鋪設(shè)，保證橋梁的排水系統(tǒng)正常運(yùn)行。

5 結(jié)語

本文首先對橋梁維修加固的原因及原則進(jìn)行闡述，然后對橋梁維修加固的幾種施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹，最后基于實(shí)例對橋梁維修加固施工技術(shù)進(jìn)行研究，為橋梁維修加固技術(shù)在類似工程實(shí)例上的運(yùn)用提供借鑒。

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