瑞尋高速公路羊子巖湘水大橋蓋梁加固維修施工

肖 江 江西省瑞尋高速公路有限責(zé)任公司工程養(yǎng)護(hù)部副經(jīng)理，工程師

劉 薇 江西省瑞尋高速公路有限責(zé)任公司工程養(yǎng)護(hù)部養(yǎng)護(hù)管理員

1 瑞尋高速公路羊子巖湘水大橋病害成因

因往年高速公路并未實施治超，在超重運輸車輛比例高和環(huán)境等其他因素的作用下，致使江西省瑞尋高速公路羊子巖湘水大橋蓋梁出現(xiàn)了不同程度的裂縫。從裂縫表面特征來看，裂縫為混凝土干縮和自收縮形成的不規(guī)則表面縫隙。產(chǎn)生的主要原因是蓋梁未按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生；養(yǎng)生期灑水次數(shù)過少，蓋梁表面未覆蓋保護(hù)，導(dǎo)致水分蒸發(fā)過快，造成蓋梁混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外收縮不均勻而引起蓋梁混凝土表面開裂；蓋梁澆筑施工時，振搗過渡造成離析，導(dǎo)致蓋梁表面泥漿含量大，收縮量也增大。

部分處于伸縮縫下的蓋梁受沿伸縮縫滲流到橋墩蓋梁處的水的侵蝕影響，與非伸縮縫處蓋梁相比，表面不規(guī)則裂縫更寬，裂縫的開展與鋼筋的分布未發(fā)現(xiàn)對應(yīng)關(guān)系。橋梁橡膠支座老化開裂、剪切變形、偏移脫空。

2 瑞尋高速公路羊子巖湘水大橋蓋梁維修加固的主要方案

2.1 蓋梁裂縫處理

2.2 蓋梁加固 （粘貼鋼板）

2.2.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備工作→封閉交通→蓋梁及鋼板表面處理→鉆孔植螺栓→鋼板鉆孔加工→安裝鋼板→封閉鋼板四周縫隙→設(shè)置排氣孔→灌注灌注膠→鋼板表面防銹處理（噴防銹漆）→交工驗收→開放交通。

2.2.2 施工操作要點

一是準(zhǔn)備工作。首先詳細(xì)查看施工設(shè)計圖，按照施工設(shè)計圖紙中標(biāo)明的尺寸，采用工廠定制鋼板，工廠實地驗收鋼板。驗收要求其邊緣表面光滑、無毛刺、咬口及翹曲等缺陷，驗收合格后運至施工現(xiàn)場。如果鋼板需要接長時，則應(yīng)采用對接焊縫焊接接長，焊縫坡口型式及坡口尺寸需符合《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》（GB 50661—2011）[1]相關(guān)要求。施工設(shè)備與器具主要有交通引導(dǎo)指揮車、材料運輸車、橋梁檢測車、灌膠設(shè)備、平砂輪打磨機(jī)、鉆孔設(shè)備（沖擊鉆）和配膠工具等。

二是鋼板表面處理。鋼板表面用電動磨光機(jī)反復(fù)打磨使其露出金屬光澤，用平砂輪打磨機(jī)打磨鋼板進(jìn)行表面拉毛處理，再用丙酮清洗鋼板除去其表面附著的油污和雜質(zhì)，將其靜置晾干。如果鋼板表面嚴(yán)重銹蝕，用適量的鹽酸浸泡鋼板，其表面銹跡脫落后，再用堿性水沖洗干凈后用平砂輪打磨機(jī)打磨，使鋼板表面呈現(xiàn)金屬光澤并保持干燥。

三是蓋梁表面處理。對于表面很臟的蓋梁，應(yīng)先用硬毛刷刷除蓋梁表面污物，再用平砂輪對粘結(jié)面進(jìn)行打磨，打磨厚度控制在2 ～3 mm，使蓋梁完全露出新面，最后用空壓機(jī)（或吹風(fēng)機(jī)）吹去蓋梁表面粉塵，確保蓋梁表面無臟污或粉塵。蓋梁表面相對干凈的，可直接用平砂輪對蓋梁表面進(jìn)行打磨，打磨厚度控制在2 ～3 mm，最后用空壓機(jī)（或吹風(fēng)機(jī)）吹去蓋梁表面粉塵，確保蓋梁表面無臟污或粉塵[2]。

四是植入螺栓。首先按照施工設(shè)計圖要求，在蓋梁表面標(biāo)明鋼板及螺栓的固定位置，再采用植筋法安裝螺栓。鉆孔施工前，應(yīng)先查看羊子巖湘水大橋蓋梁設(shè)計圖和竣工圖了解蓋梁鋼筋布置，再用鋼筋探測儀現(xiàn)場探查需要加固的蓋梁的鋼筋布置情況。根據(jù)現(xiàn)場蓋梁鋼筋布置情況可適當(dāng)調(diào)整孔眼位置，避開蓋梁內(nèi)部鋼筋，以此來減少因鉆孔而造成蓋梁內(nèi)部鋼筋的損傷。鉆孔后應(yīng)用吹風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)吹風(fēng)清理孔洞粉塵使其干凈，保持孔洞干燥，不得有油污。

五是鋼板現(xiàn)場配套打孔。根據(jù)現(xiàn)場蓋梁鉆孔植螺栓分布的實際情況，在鋼板表面精確測量出植螺栓孔的位置并標(biāo)記，最后經(jīng)過技術(shù)負(fù)責(zé)人查驗合格后方可對鋼板打孔，孔的邊緣應(yīng)清除毛刺。將打好孔的鋼板試掛，檢驗其與蓋梁螺栓是否配套。

本文方法與傳統(tǒng)方法在收集到的400張測試樣本上進(jìn)行實驗（遮擋人臉250張、無遮擋人臉150張），分別在算法的檢測率、誤檢率、漏檢率和檢測時間幾個方面做了一個比較。假設(shè)用S表示測試樣本總?cè)藬?shù)，A表示樣本中遮擋人臉人數(shù)，B表示正確檢測到的遮擋人臉人數(shù)，C表示誤檢的總?cè)藬?shù)，則遮擋檢測率=B/A，誤檢率=C/S，漏檢率=1-B/A，實驗結(jié)果對比如下表1所示。

六是鋼板固定。將鋼板安裝在蓋梁表面，并擰緊螺母。在鋼板四周放置3 ～5 mm 厚墊塊，用于控制注膠層的厚度。

七是留排氣孔。在鋼板頂面每隔0.5 ～1.0 m 的位置設(shè)置排氣孔，便于灌注施工時排出其內(nèi)部空氣，防止其內(nèi)部形成氣膜[3]。

八是鋼板密封。用密封膠將鋼板四周的縫隙、螺栓間隙密封，嚴(yán)禁出現(xiàn)密封不嚴(yán)的現(xiàn)象。應(yīng)當(dāng)根據(jù)氣溫及密封膠的初凝時間合理調(diào)制，避免材料浪費。已經(jīng)出現(xiàn)初凝現(xiàn)象的密封膠不得使用，應(yīng)做廢料處理。密封施工結(jié)束一天后方可進(jìn)行壓力灌膠施工。

九是壓力灌膠。用灌膠機(jī)從注膠孔壓力注入結(jié)構(gòu)灌注膠，注膠壓力控制在0.4 MPa 以內(nèi)。注膠順序應(yīng)從鋼板中間部位向兩邊灌注，由底部到頂部，同時使用小錘敲擊鋼板，由發(fā)出的聲音來判斷膠液流動情況及是否注滿。如果發(fā)出沉悶聲，則表示此部位已注滿。最后一個排氣孔應(yīng)在維持注入壓力的情況下封堵，以防膠層脫空。施工過程中控制好注膠速度，防止鋼板內(nèi)部形成氣囊，導(dǎo)致鋼板粘貼不密實。

十是灌注膠固化。注膠完成后技術(shù)人員應(yīng)檢查是否有漏膠現(xiàn)象，若有漏膠現(xiàn)象，應(yīng)及時補(bǔ)注灌注膠。并小錘敲擊鋼板，若發(fā)出沉悶聲，則表示此部位已注滿。

十一是防腐處理。壓力注膠粘結(jié)鋼板施工完成后，應(yīng)按施工設(shè)計圖要求對蓋梁上的粘結(jié)鋼板噴防銹漆進(jìn)行防腐處理。

2.2.3 施工質(zhì)量檢驗

（1）羊子巖湘水大橋蓋梁加固施工使用的主要材料，應(yīng)在加固工程現(xiàn)場取樣進(jìn)行檢驗，并應(yīng)符合設(shè)計要求。

（2）錨栓的植入深度應(yīng)符合施工設(shè)計圖要求，實際鉆孔深度與設(shè)計鉆孔深度偏差不大于5 mm。

（3）鋼板邊緣的溢出的密封膠應(yīng)色澤應(yīng)均勻，膠體應(yīng)固化。

（4）現(xiàn)場應(yīng)采用敲擊檢測（或超聲波檢測或紅外線檢測）檢查鋼板粘結(jié)密實情況，鋼板的有效黏結(jié)面積不小于95%。

（5）做到現(xiàn)場全過程旁站監(jiān)管，督促施工單位按照工程施工圖設(shè)計實施，并做好每天的施工臺賬。

3 同步頂升更換支座

3.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備工作→封閉交通→搬運及安裝千斤頂→試頂梁體→梁體頂升→移除破損支座→安裝新支座→落梁→交工驗收→開放交通。

3.2 一般規(guī)定

一是編寫頂升更換支座的施工技術(shù)方案時，應(yīng)先進(jìn)行梁體結(jié)構(gòu)受力計算，確定好梁體頂升更換支座的順序、位移量和工序。二是梁體頂升前應(yīng)對橋梁結(jié)構(gòu)和附屬工程的技術(shù)狀況進(jìn)行逐一檢查，檢查出的病害應(yīng)及時處理。三是更換支座前，應(yīng)先對橋梁的結(jié)構(gòu)病害的進(jìn)行處治，處治完成后才能進(jìn)行頂升作業(yè)。四是測量記錄好原支座和新支座的高度差，調(diào)整施工后確保梁體、橋面高程不變，符合加固設(shè)計要求。五是按設(shè)計要求放置新支座，支座中心線應(yīng)與支承墊石中心線重合。

3.3 所需機(jī)械設(shè)備

計算機(jī)控制微泵組多點位移同步頂升系統(tǒng)（計算機(jī)控制中心、油泵、油管等）、千斤頂、百分表、水準(zhǔn)儀、全站儀、水平尺及其他小型器具等。

3.4 注意事項

3.4.1 梁體頂升注意事項

一是橋梁頂升更換新支座過程中，技術(shù)人員要利用水準(zhǔn)儀、全站儀對梁體進(jìn)行觀測，隨時記錄頂升橋梁的標(biāo)高、線形、位移等技術(shù)參數(shù)，確保頂升梁體的安全性。一旦出現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即校正。二是千斤頂在頂升過程應(yīng)該檢查是否垂直受力，如偏斜應(yīng)及時進(jìn)行補(bǔ)救及校正。三是更換安裝新的支座應(yīng)符合相關(guān)質(zhì)量規(guī)范要求。

3.4.2 支座安裝注意事項

一是矩形支座短邊一般應(yīng)按順橋向防止，以便于梁端轉(zhuǎn)動。二是更換安裝新支座時發(fā)生脫空或支座墊石表面不平整情況，應(yīng)在支座墊石上采用填涂水泥砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿方式進(jìn)行調(diào)平，調(diào)平后才能更換安裝新支座。三是四氟板支座安裝前將不銹鋼板及四氟板表面用丙酮擦洗干凈，在四氟板儲油槽內(nèi)注入并充滿不揮發(fā)的硅脂。四是頂升的梁體存在縱坡的情況時，應(yīng)將梁體底面調(diào)平后安裝支座，以保證支座安裝正確。

3.5 施工質(zhì)量檢驗

一是新支座應(yīng)滿足設(shè)計圖紙和有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，更換安裝前應(yīng)提供材料產(chǎn)品合格證并由管養(yǎng)單位組織人員到現(xiàn)場抽選支座送第三方檢測機(jī)構(gòu)檢測，經(jīng)檢測合格后方可用于支座更換安裝。二是安裝新支座是不能出現(xiàn)偏位、受力不均勻和脫空等現(xiàn)象，四氟滑板和不銹鋼板不得有缺角、表面銹蝕、劃痕、碰傷等情況，且安裝位置正確，滑板支座安裝前必須在滑動面上涂抹硅脂油。三是外觀鑒定。新支座表面應(yīng)保持清潔，支座附近的雜物及碎石塊等應(yīng)清除干凈。

4 結(jié)語

通過充分掌握瑞尋高速公路交通狀況，了解羊子巖湘水大橋結(jié)構(gòu)狀況和分析蓋梁病害產(chǎn)生的根本原因，依據(jù)加固處理效果好、經(jīng)濟(jì)費效比高且施工方便的維修方法，對國內(nèi)現(xiàn)有的幾種蓋梁加固方案比選，最終確定為蓋梁粘貼鋼板加固維修方案，以達(dá)到保證蓋梁結(jié)構(gòu)耐久性、穩(wěn)定性，恢復(fù)其使用性能指標(biāo)。