公路橋梁加固施工技術(shù)措施和質(zhì)量控制分析

葉青海

（福建漳州城投市政集團(tuán)有限公司，福建 漳州 363000）

0 引言

目前公路橋梁多數(shù)為二十世紀(jì)中后期修建的，建設(shè)之初的設(shè)計(jì)、施工及材料的質(zhì)量、施工工藝標(biāo)準(zhǔn)都較為低下，在設(shè)計(jì)和施工時(shí)存在不完善的地方，常年在自然環(huán)境的侵蝕及洪水的沖刷下造成基礎(chǔ)沉降，橋下鋪砌拱起、開裂等情況嚴(yán)重。以前的交通量及車輛載重能力不會有較大的問題出現(xiàn)，近年來經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，交通運(yùn)輸量不斷增加，很大一部分橋梁已無法滿足不斷增加的負(fù)荷要求，橋梁長時(shí)間處于超負(fù)荷承載狀態(tài)，很大一部分橋梁都有不同程度的破損情況，如混凝土開裂、剝落、鋼筋銹蝕、伸縮縫堵塞、支座變形脫空等，但橋梁整體還較為完好。因此，選用最佳的加固改造施工技術(shù)對破損橋梁進(jìn)行維修，促使道路橋梁運(yùn)輸承載能力有效提升，確保交通運(yùn)輸安全具有十分重要的意義。

1 公路橋梁加固施工技術(shù)

漳州市東立交橋道路改造連接線連科港小橋位于騰飛路，橋梁起點(diǎn)樁號ZK1+224.970，終點(diǎn)樁號ZK1+242.570，橋長17.6m，交角90°?，F(xiàn)狀橋共三幅，北左幅為8m 寬T 梁，中間幅8.5m 石砌板拱橋，南右幅為6.4m 寬T 梁。石拱橋凈跨15m，T 梁全長16.8m。石拱橋下部為重力式橋臺，T 梁下部為樁柱式橋臺。石拱橋部分建于1966 年，設(shè)計(jì)荷載為汽-10 級，履帶-50 級，1994 年拱橋加套9 片鋼筋砼拱肋加固。T 梁橋部分建于1994 年，設(shè)計(jì)荷載為汽-20 級，掛-100 級，人群荷載4.0kN/m2。

業(yè)主委托福州市建筑工程檢測中心有限公司于2015 年10 月對該橋進(jìn)行橋梁承載能力檢測評定。根據(jù)福州市建筑工程檢測中心有限公司的檢測報(bào)告《漳州市連科港小橋承載能力檢測評定》，其檢測結(jié)果為∶（1）連科港小橋石拱橋部分的上部結(jié)構(gòu)承載能力不滿足汽-20級、掛100 的使用要求，加鋪瀝青橋面鋪裝前，委托有相應(yīng)資質(zhì)和能力的單位對拱橋進(jìn)行加固。（2）連科港小橋T 梁部分的承載能力滿足滿足汽-20 級、掛100（加鋪10cm 厚瀝青）的使用要求，但橋梁存在一些病害和缺陷，如伸縮縫堵塞；T 梁腹板存在多處砼剝落、裂縫（≤0.2mm）、露筋銹蝕，橫隔板連接鋼板銹蝕、多處砼剝落；T 梁支座多處脫空且均存在輕微剪切變形；拱圈砂漿剝落、存在多處滲水，加固拱肋存在砼脹裂破損、鋼筋銹蝕；橋臺蜂窩麻面、水蝕。影響橋梁耐久性及正常使用，應(yīng)采取相應(yīng)措施修復(fù)處理[1-5]。

對于橋梁結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的較嚴(yán)重的病害以及較大范圍的缺陷處理應(yīng)達(dá)到恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性，限制病害的擴(kuò)展，滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、耐久性和承載能力，使其滿足功能和安全運(yùn)行要求。常見裂縫處理方法包括表面處理法、填充處理法、灌漿處理法、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法等。

1.1 T 梁混凝土缺陷處理

（1）缺陷處理：人工鑿除構(gòu)件中蜂窩、麻面、剝落、松散、腐蝕缺陷部位周圍混凝土，露出新鮮密實(shí)混凝土；保留原結(jié)構(gòu)鋼筋，對鋼筋銹蝕進(jìn)行除銹處理；將混凝土表面清理干凈并保持干燥。

（2）在修補(bǔ)面上涂抹一層環(huán)氧膠液等，以增強(qiáng)新、老混凝土之間的粘結(jié)；在環(huán)氧膠液涂抹后尚未凝固時(shí)，涂抹聚合物砂漿。

（3）修補(bǔ)完成后，清除新舊混凝土接縫表面浮漿，并清洗干凈后涂抹兩層環(huán)氧樹脂漿液封閉。涂液時(shí)第二層的方向與第一層相垂直。

1.2 T 梁砼裂縫處理

對T 梁結(jié)構(gòu)中的裂縫可采用裂縫灌漿法或裂縫封閉法，具體施工為：對于裂縫寬度≥0.15mm 采用灌漿封閉處理，對于裂縫寬度＜0.15mm 采用涂刷環(huán)氧樹脂封閉。根據(jù)不同的裂縫的分布、走向、寬度、深度等情況，以及不同的結(jié)構(gòu)的承載能力和結(jié)構(gòu)安全情況，分別進(jìn)行加固處理，裂縫封閉灌漿后梁板底面刷兩層涂料處理。

1.3 石拱橋橋臺新建套拱基礎(chǔ)加固施工

按設(shè)計(jì)要求現(xiàn)場標(biāo)示鉆孔位置，采用100 型鉆機(jī)鉆孔，孔徑為Φ90，鉆孔方向與地面垂直方向，孔深注漿管立面布置圖（見圖1）。注漿管采用Φ70×3.75mm 無縫鋼管。灌漿壓力0.1～0.3MPa，在灌漿過程中若發(fā)現(xiàn)漏漿等溢出現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)采取措施加濃漿液，降低壓力、間歇灌漿方法處理。在穩(wěn)定持續(xù)壓力下，以不劈裂地基土為原則，控制灌漿量。灌漿孔灌漿結(jié)束后，排除鉆孔內(nèi)積水和污物，采用漿液將全孔封堵密實(shí)和抹平。鉆孔灌漿順序應(yīng)按靠近橋臺側(cè)開始跳孔灌注，采用單孔灌注，不得同時(shí)多孔灌注。

圖1 注漿管立面布置圖

1.4 石拱橋加筑套拱施工

加筑套拱具體施工示意圖，如圖2 所示。

圖2 石拱橋拱肋加固立面

（1）鋼筋安裝前，用鐵絲刷清除縱向加固肋表面的浮漿、松散砼、灰塵、污垢。

（2）澆筑套拱混凝土前，清理原拱板底松散砂漿，原縱向加固肋表面鑿毛。施工時(shí)不得破壞石拱橋拱板結(jié)構(gòu)體系。

（3）新做套拱澆筑順序從拱腳向拱頂連續(xù)對稱進(jìn)行，橫向按1m寬左右由中間分環(huán)澆筑，必須確?；炷琳駬v密實(shí)，拱頂2m 范圍內(nèi)可采用二次壓漿澆筑。

（4）橋臺前錨固快澆筑至拱腳以下30cm 左右，剩下部分與拱腳一起連續(xù)澆筑，接縫按施工縫處理。

（5）混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除模板，拆除模板時(shí)應(yīng)由跨中向兩側(cè)對稱進(jìn)行。

（6）在橋梁加固施工過程中，嚴(yán)格按照均衡、對稱、同步的原則進(jìn)行施工，用精密測量儀器全過程監(jiān)測主拱圈、橋臺各結(jié)構(gòu)部位位移、高程變形情況，確保各項(xiàng)偏差值在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

1.5 頂升梁體更換支座施工

頂升梁體更換支座是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，為了確保本次梁體頂升支座更換安全順利實(shí)施，現(xiàn)場對交通實(shí)行管制，采用整體頂升梁體的方案進(jìn)行處理。

（1）千斤頂選用：在頂升時(shí)，要確保順利將梁體頂起，其布設(shè)千斤頂?shù)目倗嵨徊粦?yīng)小于橋梁恒載的2 倍。現(xiàn)場采用具有自鎖功能的100t 千斤頂，每個千斤頂最大頂升力為100t，頂身高度80mm，底座直徑216mm，行程20mm。

（2）千斤頂布置：每片T 梁下安放一只千斤頂，在每個施力點(diǎn)位置，千斤頂安放在臺帽上，以臺帽為反力支撐，梁體頂升作業(yè)過程中，先對擬使用千斤頂及配套設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，確保其性能可靠安全。

（3）千斤頂分組：本次同步頂升每側(cè)橋臺將千斤頂分為5 組，使用5 臺液壓機(jī)組進(jìn)行頂升，如圖3 所示。

圖3 千斤頂分組

（4）頂升行程監(jiān)測：采用位移傳感器、振弦式傳感器、百分表。

（5）支座處理施工：頂升到位后，將鎖定螺母擰至緊靠油缸的位置進(jìn)行鎖定，取出原支座。對支座所在位置處臺帽進(jìn)行清理，為保證支座安裝平整度和精度要求，采用環(huán)氧膠找平，然后安設(shè)支座就位，滿足支座更換前后梁體的標(biāo)高一致。

（6）再次頂升：當(dāng)新支座安裝好之后，再次頂升梁體至能夠解除千斤頂鎖定，將鎖定螺母調(diào)至千斤頂頂端，確保能夠安全落頂。

（7）落頂就位：梁體回落時(shí)也按頂升力和位移雙控的原則進(jìn)行分步回落，待千斤頂完全卸壓后拆除千斤頂及鋼墊塊，頂升過程結(jié)束。

2 公路橋梁加固施工質(zhì)量控制

2.1 T 梁混凝土缺陷及裂縫處理

T 梁混凝土缺陷處理：控制缺陷混凝土鑿除至新鮮密實(shí)、堅(jiān)實(shí)平整，鋼筋銹蝕處理干凈完整，保持混凝土表面清潔干燥；環(huán)氧膠液介質(zhì)材料涂刷薄而均勻，厚度不超過1mm，在凝固前完成聚合物砂漿修復(fù)；聚合物砂漿修補(bǔ)材料的養(yǎng)護(hù)與水泥砂漿不同，最重要的是控制溫度，夏季工作面向陽時(shí)，應(yīng)設(shè)涼棚，避免陽光直接照射，冬季溫度太低，應(yīng)加溫保暖。聚合物砂漿抗壓強(qiáng)度值不小于設(shè)計(jì)值，混凝土表面堅(jiān)實(shí)平順，結(jié)構(gòu)表面修補(bǔ)顏色與原結(jié)構(gòu)相近。

T 梁裂縫處理：環(huán)氧樹脂封閉寬度小于0.15mm 裂縫前應(yīng)在裂縫上開V 形槽，槽上口寬5～10mm，槽深10～20mm，槽口應(yīng)平整光滑。沿裂縫兩側(cè)20～30cm 范圍內(nèi)清除浮渣、松散層、浮漿、油污等，保持干凈、干燥。灌漿完成后要進(jìn)行灌漿質(zhì)量檢查，通入壓縮空氣或壓入水（灌漿壓力的70%～80%）進(jìn)行檢查，也可鉆芯取樣檢查漿體外觀及力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時(shí)補(bǔ)救。

2.2 石拱橋橋臺新建套拱基礎(chǔ)加固施工

將花管與孔壁間隙封閉牢固之后，再進(jìn)行灌漿，灌漿前基礎(chǔ)頂面覆土厚度不小于1m，應(yīng)在澆筑前墻前注漿，待基礎(chǔ)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度85%后方可進(jìn)行；灌漿前應(yīng)于新建基礎(chǔ)頂面即原石拱橋橋臺埋設(shè)抬動位移監(jiān)測裝置，新建基礎(chǔ)抬動位移量不大于5mm，石拱橋橋臺不允許出現(xiàn)抬動及位移；單孔灌注量超過1500L 還未達(dá)到灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)提高漿液水灰比及砂漿配合比，單孔灌漿量小于105L 時(shí)，應(yīng)改用純水泥漿灌注。

2.3 石拱橋加筑套拱施工

石拱橋增設(shè)套拱施工應(yīng)嚴(yán)格控制支架模板變形沉降，其合計(jì)沉降量不得大于微膨脹混凝土的補(bǔ)償量，確保新筑混凝土與石拱橋拱板底緊密接觸。臺前錨固塊及新筑套拱混凝土應(yīng)采用自密實(shí)微膨脹耐腐蝕混凝土。混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后須檢測套拱與石拱橋拱板間間隙情況，如存在較大間隙或脫空，應(yīng)注漿填實(shí)。

2.4 梁體頂升更換支座施工

頂升前檢查梁體周圍是否被其它填充物卡死，以及梁體有無其它多余約束；千斤頂安裝完畢后先試頂，消除頂升系統(tǒng)的非彈性變形和沉降；頂升過程中，頂升力控制通過千斤頂支撐體系頂升荷載分級，保證整個橋梁體同步頂升；監(jiān)測頂升過程中各梁體位移，實(shí)現(xiàn)頂升力和位移“雙控”。通過頂升位移控制來保證各梁體位移的協(xié)調(diào)一致性，確保相鄰梁體百分表數(shù)值差不超過0.2mm；頂升時(shí)，對路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測，保證更換支座過程中不損傷橋面結(jié)構(gòu)；落梁完成后，檢查支座安放情況及相臨支座是否出現(xiàn)脫空、偏壓現(xiàn)象。同時(shí)監(jiān)測新支座在橋面車輛荷載作用下的受力狀態(tài)，若更換支座存在不受力或受力不均勻的情況，必須重新頂升，調(diào)整安放支座，保證各支座均勻受力。

3 結(jié)束語

連科港小橋加固改造于2016 年9 月完工通車至今五年多的時(shí)間內(nèi)運(yùn)行良好，未發(fā)現(xiàn)橋面及結(jié)構(gòu)表面開裂、不均勻沉降、跳車等不良病害問題。由此可見，采取有效的改造加固措施，恢復(fù)和提高舊橋的承載能力，延長使用壽命，保證舊橋繼續(xù)發(fā)揮使用功能，充分滿足交通發(fā)展需求。