關(guān)于S328山洲橋維修加固的探討

文 / 張政

橋梁概況

山洲橋位于省道S328線膠州市境內(nèi)，樁號(hào)K34+840。橋梁全長(zhǎng)為64m，橋?qū)挒?5m。該橋上部構(gòu)造為4孔標(biāo)準(zhǔn)跨徑16m的簡(jiǎn)支混凝土T型梁橋，主梁支點(diǎn)及跨中截面高為1300cm，翼緣寬為80cm，腹板厚18cm；橫向?yàn)?片T形梁，5道橫隔板，橋面為瀝青混凝土磨耗層，下部構(gòu)造橋墩為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，柱式墩。

橋梁現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

橋梁主要病害

（1）經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，橋梁大部分橫隔板在連接部位出現(xiàn)混凝土脫落、鋼板外露生銹現(xiàn)象，三分之二鋼板連接處焊縫開(kāi)焊，個(gè)別鋼板連接缺失；部分橫隔板出現(xiàn)斜向裂縫，其中部分橫隔板接縫處的混凝土有少量錯(cuò)位。（2）主梁及橫隔板混凝土表面存有蜂窩、麻面現(xiàn)象；其中部分位置出現(xiàn)鋼筋生銹腐蝕、混凝土膨脹開(kāi)裂脫落現(xiàn)象。（3）橋臺(tái)存在沉降現(xiàn)象；東側(cè)橋臺(tái)石墻右側(cè)出現(xiàn)長(zhǎng)約4米，寬6mm斜向裂縫；西側(cè)橋臺(tái)石墻兩側(cè)均出現(xiàn)長(zhǎng)約4米，寬6mm斜向裂縫。

鑒于該橋交通量大、大型集裝箱運(yùn)輸?shù)溶?chē)輛多，橫隔板構(gòu)件拼裝接縫處焊接鋼板嚴(yán)重?cái)嗔?，造成T梁?jiǎn)伟迨芰?，改變橫向9片梁整體受力。直接影響交通運(yùn)營(yíng)的安全，應(yīng)盡快進(jìn)行維修加固。

維修加固方案

橋梁加固原則

（1）應(yīng)充分利用原有橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件，盡量減少損傷原橋梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)維修加固，以保證原有橋梁保留部分結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性。（2）應(yīng)盡量不中斷或少中斷交通，經(jīng)加固維修后，其結(jié)構(gòu)性能、承載能力及耐久性等都能滿足使用要求。

維修加固方案

（1）將主梁及橫隔板混凝土混凝土脹裂脫落部分剔除、鋼筋除銹、涂抹保護(hù)劑，抹壓高強(qiáng)修補(bǔ)料。

（2）將兩片相鄰T型梁5道橫隔板拼裝接縫底部破損混凝土剔鑿，裸露出開(kāi)焊的鋼板，除銹并重新滿焊與左右橫隔板內(nèi)預(yù)埋鋼板相連的5cm×10cm鋼板。

（3）將相鄰橫隔板拼裝接縫結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行封閉；然后采用建筑結(jié)構(gòu)膠將鋼帶粘貼在橫隔板側(cè)表面，兩側(cè)面鋼板帶通過(guò)高強(qiáng)M12螺栓與橫隔板錨固，通過(guò)加固橫向T梁形成整體受力，以提高構(gòu)件的橫向剛度及構(gòu)件抗剪能力，加強(qiáng)主梁間橫向聯(lián)系。鋼板外側(cè)均勻涂刷防銹漆及面漆對(duì)其進(jìn)行防護(hù)，保證加固效果的美觀和耐久性。

建議施工實(shí)施方案

高強(qiáng)混凝土修補(bǔ)料施工

（1）確定修補(bǔ)區(qū)域，備好必要的工具及養(yǎng)護(hù)物品。

（2）剔除修補(bǔ)區(qū)域內(nèi)所有疏松砼，并清除裸露鋼筋表面的銹質(zhì)和雜物，直至露出堅(jiān)實(shí)的混凝土基層及金屬光澤。除銹后鋼筋涂刷鋼筋保護(hù)劑，防止生銹。

（3）把修補(bǔ)部分混凝土基層表面浮塵清理干凈，將清理干凈的修補(bǔ)區(qū)域內(nèi)混凝土基層表面用氣泵或水清理干凈，肉眼不能見(jiàn)到水滴。

（4）在處理好的修補(bǔ)部分混凝土基層的表面涂刷已配置好的界面劑。

（5）進(jìn)行高強(qiáng)砼修補(bǔ)料施工：①LGM-B高強(qiáng)度混凝土修補(bǔ)料需按推薦加水量的配合比（重量比）（水：高強(qiáng)砼修補(bǔ)料=12～14：100）進(jìn)行拌和，用水量可根據(jù)使用部位對(duì)其稠度要求不同而加以調(diào)節(jié)。機(jī)械拌制2～3分鐘即可，人工拌制應(yīng)在5分鐘以上以保證攪拌均勻。②一次抹灰厚度不宜超過(guò)15～20㎜,如抹灰較厚則應(yīng)分層多次抹灰。③LGM-B高強(qiáng)度混凝土修補(bǔ)料含有膠粉及多種高分子聚合物改性材料的緣故，其拌和后較為粘稠，抹灰時(shí)應(yīng)保持抹刀光潔。抹灰最外層如需壓光處理時(shí)，應(yīng)拌和略稀并應(yīng)掌握好施工時(shí)間。

（6）養(yǎng)護(hù)：①修補(bǔ)完成2～4小時(shí)后，應(yīng)及時(shí)噴水，或覆蓋濕草袋或趁濕用塑料薄膜貼于其上進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并保持修補(bǔ)處表面濕潤(rùn)7晝夜；若施工季節(jié)在冬季，修補(bǔ)完成以后，先用塑料薄膜覆蓋再加蓋棉被，進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)7晝夜。②在養(yǎng)生期間，應(yīng)防止修補(bǔ)的抹灰部分受到硬性沖擊影響。

粘貼鋼板施工

熱軋扁鋼板粘貼的主要工藝流程和施工要點(diǎn)為：處理粘鋼區(qū)域混凝土表面→鉆螺栓孔→采用螺栓植埋→采用結(jié)構(gòu)膠對(duì)熱軋扁鋼板粘貼→對(duì)熱軋扁鋼板進(jìn)行加壓、固定→固化檢驗(yàn)→防腐處理扁鋼板表面。

（1）先打磨掉原混凝土構(gòu)件的粘合面的舊混凝土面，后用壓縮空氣機(jī)清除粉塵.最后用脫脂棉擦拭表面。

（2）螺栓鉆孔：①鉆孔位置應(yīng)避開(kāi)板內(nèi)主筋。②鉆孔結(jié)束時(shí)應(yīng)清理干凈孔內(nèi)灰塵。

（3）粘鋼膠的配制：應(yīng)根據(jù)粘鋼膠的出廠使用說(shuō)明書(shū)的規(guī)定進(jìn)行配制，按同一方向進(jìn)行攪拌，同時(shí)雨水、灰塵等雜物不能進(jìn)入容器。

（4）粘貼鋼板：①按加固平面圖所示尺寸在現(xiàn)場(chǎng)或在工廠進(jìn)行6mm鋼板裁剪、下料。②先對(duì)被加固構(gòu)件進(jìn)行卸荷。③除銹處理其粘接面，可用砂布、噴砂或平砂輪進(jìn)行打磨，打磨的紋路應(yīng)與鋼板受力方向垂直，其后用脫脂棉蘸酒精擦拭其表面。④在構(gòu)件表面粘貼鋼板，用螺栓固定，并適當(dāng)加壓，將鋼板邊緣接縫處的膠水?dāng)D出，膠水厚度應(yīng)保持2-3mm。同時(shí)，用小錘輕敲粘接鋼板，從敲擊的聲音判斷粘接是否密實(shí)。如發(fā)現(xiàn)空鼓，應(yīng)從鋼板兩側(cè)壓膠，若還有空鼓，需揭開(kāi)重新粘貼鋼板。⑤粘鋼后鋼板表面除銹后，均勻涂刷防銹漆進(jìn)行防護(hù)。見(jiàn)圖1。

植M12高強(qiáng)螺栓

（1）先放線，放軸線和植栓位置線，以保證植栓位置準(zhǔn)確，誤差控制在1cm以內(nèi)。

（2）鉆孔：鉆孔時(shí)應(yīng)避開(kāi)原構(gòu)件結(jié)構(gòu)的主筋，否則需適當(dāng)調(diào)節(jié)鉆孔位置，保證施工鉆垂直，鉆頭對(duì)準(zhǔn)鋼筋點(diǎn)位開(kāi)始施鉆，鉆孔深度需達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度。

（3）清孔：鉆完孔洞后，先用刷子刷除孔壁上的渣子，再用空氣壓縮機(jī)將灰塵、殘?jiān)宄蓛?，最后用脫脂棉蘸酒精清洗?/p>

（4）清除螺栓浮渣、灰塵：使用鋼絲將螺栓的植入部分刷除銹，并用丙酮清洗干凈。

（5）配膠：橋下螺栓采用改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠，橋面螺栓采用環(huán)氧砂漿。為了滿足相應(yīng)的耐疲勞性和耐高溫性，應(yīng)嚴(yán)格按照使用說(shuō)明書(shū)配制膠水。

（6）注膠：螺栓植入孔后，應(yīng)緩慢注膠，以防止孔內(nèi)氣壓過(guò)大。注膠量需超過(guò)孔深或計(jì)算高度的三分之二。

（7）植栓：注膠后，對(duì)鋼筋同向旋轉(zhuǎn)，施加一定的壓力，緩慢插入孔內(nèi)，排出膠中儲(chǔ)存的少量空氣，使膠稍微溢出，種植到設(shè)計(jì)深度。

（8）清理溢出的螺栓種植膠：確保鋼筋周?chē)哪z均勻、飽滿。保證與原混凝土的接口質(zhì)量。

（9）養(yǎng)護(hù)期嚴(yán)禁觸動(dòng)鋼筋。

砌石墻體裂縫水泥壓漿

（1） 水泥灌漿的原理 水泥灌漿技術(shù)是采用高壓灌漿管將水泥漿液均勻地注入石墻裂縫中。水泥漿通過(guò)灌漿管滲透、填充、壓實(shí)和膨脹，將石墻裂縫中的水和空氣驅(qū)離，形成漿脈。隨著灌漿的進(jìn)行，泥漿通過(guò)裂縫滲透、壓實(shí)填充到石墻之間的空隙中，在層間形成不同方向的片狀、條狀和塊狀泥漿液。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，松散的石塊被膠結(jié)成一個(gè)整體，提高了承載力。

（2）壓漿施工技術(shù)工序 ①施工前準(zhǔn)備。在正式開(kāi)工前，先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的管線進(jìn)行檢查，做壓漿試驗(yàn)，對(duì)孔位進(jìn)行放樣。②鉆孔布置。沿石墻裂縫每隔0.5米預(yù)留壓漿孔，壓漿孔處將壓漿針頭固定牢固，保證封閉性；壓漿孔外裂縫縫隙處用結(jié)構(gòu)膠封閉密實(shí)，保證壓漿過(guò)程水泥漿不外漏。③漿液制備。一般應(yīng)采用32.5級(jí)以上的硅酸鹽水泥制備，漿液要具有較好的和易性、保水性、可泵性。壓漿漿液采用水泥：水=1:1比例水泥凈漿。④壓漿質(zhì)量控制。鉆孔后把壓漿設(shè)備錨固牢靠，壓注漿液時(shí)應(yīng)緩慢均勻的連續(xù)加壓。壓漿順序應(yīng)采用由低向高的順序壓漿，壓力達(dá)到要求時(shí)，保持2分鐘以上穩(wěn)壓狀態(tài)，才可以卸荷。若遇到從其它裂縫處冒出漿液，此時(shí)壓力達(dá)不到規(guī)定值，可以先自由冒出漿液，等漿液凝固以后，再重新布孔、壓漿。當(dāng)漿液從已壓過(guò)的壓孔后溢出時(shí)，拔出后無(wú)須再壓漿。應(yīng)注意安全，高壓管附近禁止有人，以防止高壓管?chē)姖{傷人。⑤封孔、養(yǎng)護(hù)。壓漿結(jié)束后，插上木楔，使?jié){液凝固，采用快凝水泥砂漿密封孔口。

主要問(wèn)題

施工期間，考慮到結(jié)構(gòu)膠固化過(guò)程受橋面汽車(chē)沖擊力影響，需盡量減小橋梁行駛車(chē)輛的荷載作用，減輕車(chē)輛震動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)膠與混凝土的結(jié)合效果。在加固施工期間采取以下措施：

（1）采取先左右邊幅、后中間區(qū)域施工的方法，施工區(qū)域需封閉交通，預(yù)留通行車(chē)道，通行車(chē)輛應(yīng)限速（40km/h）慢行。（2）施工期間，需加強(qiáng)交通管制，避免發(fā)生堵車(chē)現(xiàn)象。同時(shí)采取必要的安全措施，確保施工人員、通行車(chē)輛及路上行人的安全。

結(jié)語(yǔ)

舊橋的維修加固需要對(duì)橋梁進(jìn)行各方面現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，參照相關(guān)結(jié)構(gòu)類(lèi)型的橋梁的原設(shè)計(jì)、原施工及維修加固資料，結(jié)合通行交通量、大型集裝箱運(yùn)輸?shù)溶?chē)輛和自然環(huán)境，準(zhǔn)確分析橋梁的病害發(fā)生的原因、時(shí)間及病害走向，提出合理、科學(xué)的維修加固方案，力求達(dá)到不中斷或少中斷交通、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理和保障安全的目的。山洲橋維修加固后，經(jīng)過(guò)通行期間的橋梁觀測(cè)，混凝土T型梁和砌石墻體沒(méi)有新的裂縫出現(xiàn)，原有單梁受力過(guò)大、荷載橫向分布較弱產(chǎn)生的病害得到有效的控制，橋梁整體性能得以保證。說(shuō)明針對(duì)該橋采取的維修加固措施是合理、可行的。