分析公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范

傅希升

(煙臺(tái)公路工程質(zhì)量監(jiān)測中心，山東 煙臺(tái) 264000)

0 引 言

公路橋梁工程是我國現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步的重要力量，將改擴(kuò)建工作為施工中不可分割的一部分加以強(qiáng)化，并對(duì)其進(jìn)行規(guī)范化管理，對(duì)提高橋梁的安全使用，提高橋梁承載量、延長新橋壽命、控制成本支出等具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。現(xiàn)結(jié)合某公路橋梁加固施工工程建設(shè)情況，就其施工中的相關(guān)技術(shù)規(guī)范闡述如下。

1 工程概況

本工程蕉嶺大橋正在維修加固，Y165線蕉嶺大橋位于蕉城鎮(zhèn)(Y165線K1+315)段，橫跨石窟河，全長259.8 m，主橋上部結(jié)構(gòu)為5孔48.2 m剛架拱，橋面寬為8.5 m，設(shè)計(jì)荷載：公路II級(jí)；預(yù)計(jì)春節(jié)前可完工恢復(fù)通車。加固之家網(wǎng)了解到蕉嶺大橋位于蕉城鎮(zhèn)段，橫跨石窟河，全長259.8 m；行車道寬7 m，人行道寬1.75 m，其維修加固工程完成橋梁全部拱肋、橫隔板增大截面，對(duì)拱上填料、側(cè)墻、腹拱等予以更換；第一跨至第三跨右幅橋面鋪裝也已全面完工；全橋路緣石及欄桿底座已完成三跨。最后一跨橋面板的鋪裝及第一跨至第三跨左幅橋面鋪裝，確保在春節(jié)前完成所有工程量。

主要建設(shè)工程量如表1所示。

表1 蕉嶺大橋維修加固工程建設(shè)工程量

由于運(yùn)營時(shí)間較長，存在一定程度的橋面大量橫向開裂、部分混凝土破損、露筋，拱波、橫隔板、腹拱、側(cè)墻開裂等問題，經(jīng)省公路工程質(zhì)量監(jiān)測中心對(duì)大橋全面檢測后確認(rèn)為危橋。為保證道路交通安全，縣域?qū)稁X大橋行全封閉維修加固，且建設(shè)進(jìn)程也逐步加快。維修加固工程主要包括主拱肋、橫隔板增大截面+橫向預(yù)應(yīng)力加固，增大截面加固，腹拱圈、拱上側(cè)墻重做；更換拱上填料、澆筑整體式橋面板。下部結(jié)構(gòu)破損露筋部位采用水下混凝土進(jìn)行修補(bǔ)，并對(duì)水下基礎(chǔ)進(jìn)行拋填防護(hù)。重做橋面鋪裝，設(shè)置伸縮縫，重做兩側(cè)人行道及護(hù)欄，并設(shè)置泄水管。

三牙大橋維修加固工程于今年4月19日開始施工，預(yù)計(jì)本月底完工通車。增大截面作為本次加固工程的主要內(nèi)容，還需要對(duì)拱肋、橫系梁加以更換；拆除重做拱上立柱；橋面板、橋面鋪裝和防撞護(hù)欄等予以拆除重建。

2 基于工程的施工細(xì)則

2.1 施工技術(shù)選擇

該加固工程中，擬對(duì)橋面地基裂縫或孔隙等予以加固，并通過施工建設(shè)實(shí)踐以實(shí)現(xiàn)相關(guān)置換、充填、擠壓等施工技術(shù)選擇。加大立墻截面，改三鉸拱為兩鉸拱，增厚拱圈，更換拱腹伸縮縫等結(jié)構(gòu)措施，增大截面加固(包鋼、植筋加固)等先進(jìn)的施工技術(shù)工法。

2.2 主墩蓋梁病害處理

豎向裂縫或網(wǎng)狀裂縫病害為主墩面臨的主要問題，嚴(yán)格施工中的規(guī)范，具體包括。

(1)施工中的材料質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

塑性混凝土制備環(huán)節(jié)，常采用C40或C50混凝土減水劑等作為添加劑，應(yīng)用混凝土泵送。微硅粉高強(qiáng)混凝土、免振混凝土、密筋混凝土等。采用高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線及高強(qiáng)度粗鋼筋作為預(yù)應(yīng)力鋼材；本工程中，擬采用1860 MPa低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，配合C50與C60混凝土。在斷面上布置固定預(yù)應(yīng)力鋼束，確保錨點(diǎn)位置平彎，穿束、張拉、壓漿等為其基本工序；而同時(shí)以纖維塑料、預(yù)應(yīng)力筋等無粘結(jié)。

(2)施工中對(duì)混凝土的溫度控制

控制混凝土的配合比，嚴(yán)格水泥等級(jí)選擇，砂石等原材料的選擇。應(yīng)用“補(bǔ)償收縮技術(shù)”實(shí)現(xiàn)混凝土無縫施工。即在拆除重建施工中，為預(yù)防混凝土開裂，在混凝土中摻加膨脹劑，在鋼筋和臨位限制下，鋼筋混凝土中建立0.2～0.7 MPa預(yù)應(yīng)力，抵消混凝土收縮時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，防止混凝土開裂，解決超長結(jié)構(gòu)無縫施工及大體積混凝土溫差抗裂問題。控制好不同層級(jí)的澆筑時(shí)間，做好相關(guān)養(yǎng)生工作，依據(jù)實(shí)際情況，針對(duì)性對(duì)公路橋梁工程予以合理的養(yǎng)生處理。

(3)施工全過程管理

拱上立柱采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，較高的1～4立柱鋼管截面采用φ1 000×12 mm，其它立柱鋼管截面采用φ800×12 mm，鋼管內(nèi)均灌注早強(qiáng)、緩凝、微膨脹50號(hào)混凝土。對(duì)于較高的1～4立柱之間縱橋向和橫橋向均設(shè)置剪刀撐，剪刀撐采用φ610×12 mm鋼管。

橫梁采用預(yù)制的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，橫梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束分兩階段張拉，予制橫梁時(shí)張拉N1號(hào)鋼束2根并封錨，待橫梁吊裝就位、橋面板架設(shè)完畢后，再張拉N2號(hào)鋼束2根并封錨。錨具均采用OVM錨具。橫梁通過預(yù)埋的鋼板及豎向預(yù)應(yīng)力筋和立柱連接。基底應(yīng)落在完整中風(fēng)化砂巖上，基底基本承載力按1 000 kPa設(shè)計(jì)。拱座內(nèi)預(yù)埋鋼管應(yīng)與主拱鋼管焊成整體，以利于傳遞拱腳截面內(nèi)力。主拱基礎(chǔ)地質(zhì)資料按《工程地質(zhì)勘察報(bào)告》取用。

用鋼筋混凝土周邊框，用鋼筋混凝土周邊框架增強(qiáng)石砌結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn)架增強(qiáng)石砌拱上建筑結(jié)構(gòu)。拱上立柱采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，較高的1～4立柱鋼管截面采用φ1 000×12 mm，其它立柱鋼管截面采用φ800×12 mm，鋼管內(nèi)均灌注早強(qiáng)、緩凝、微膨脹50號(hào)混凝土。對(duì)于較高的1～4立柱之間縱橋向和橫橋向均設(shè)置剪刀撐，剪刀撐采用φ610×12 mm鋼管。橫梁采用預(yù)制的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，橫梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束分兩階段張拉，予制橫梁時(shí)張拉N1號(hào)鋼束2根并封錨，待橫梁吊裝就位、橋面板架設(shè)完畢后，再張拉N2號(hào)鋼束2根并封錨。錨具均采用OVM錨具。

將橋面依橋的長度方向從橋面中央向兩側(cè)劃分奇數(shù)個(gè)工作面，每個(gè)工作面的寬度為100～3 000 mm；首先開挖橋面中央工作面，卸載橋面鋪裝和拱頂填料，進(jìn)行拱背清洗，座漿修復(fù)主拱圈和腹拱病害；然后立模用素混凝土回填開挖面；回填混凝土養(yǎng)護(hù)，使強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度65%～75%；再依次開挖中央工作面兩側(cè)的工作面，按中央工作面施工過程和要求施工，直至所有工作面施工完畢。

為保證先后澆筑混凝土的整體性，不出現(xiàn)施工縫，本發(fā)明所述工作面回填的素混凝土之間的連接面進(jìn)行拉毛處理，按間距250～350 mm布置，傳力筋的直徑為1～20 mm，長度為150～250 mm。(可多點(diǎn))開挖卸載中央工作面I區(qū)域的橋面鋪裝和拱頂填料；清洗拱背泥土，用水泥漿修復(fù)拱圈和腹拱空洞和缺陷；沿開挖面安裝簡易模，用C20素混凝土回填開挖工作面，離回填面10 mm高度處，按間距250～350 mm布置傳力筋，傳力筋的直徑為14 mm，長度為150 mm；混凝土回填環(huán)節(jié)，相關(guān)養(yǎng)護(hù)需滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%；開挖第三工作面3或第五工作面5或同時(shí)開挖，再開挖第二工作面2或第四工作面4或同時(shí)開挖，施工過程同中央工作面I的施工過程；開挖完后，拆除模板，回填混凝土的側(cè)面拉毛，回填混凝土，完成全橋拱頂填料的換填；橋面鋪裝層混凝土綁扎和澆筑，并予以養(yǎng)護(hù)，做橋的防撞欄桿，全橋修復(fù)加固完畢。

具體拱橋加固方案：拱腳截面強(qiáng)化上，以加強(qiáng)拱背，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁的加固。而該階段的施工中，主要以現(xiàn)澆混凝土為主施工工藝方法，在拱腳截面處厚度、腹拱墩處厚度分別為40 cm、20 cm。其中主筋、錨固鋼筋的分布上，分別以縱向間距為20 cm的鋼筋為主筋，直徑16 mm、Ⅱ級(jí)鋼筋，腹拱墩并錨入拱座內(nèi)50 cm。橫向鋼筋分布鋼筋設(shè)置上，以間距為50 cm、直徑10 mm、Ⅰ級(jí)鋼筋。徑向布置的錨固鋼筋上，將其植于拱肋上面，在新老鋼筋連接環(huán)節(jié)，起到強(qiáng)有力的加固作用。無論是施工方，還是設(shè)計(jì)方，均需結(jié)合具體的工程現(xiàn)場實(shí)況，嚴(yán)格合同要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。從全局思維出發(fā)，確保施工工作兼具嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性、安全性。

(4)腹拱圈拆除方案

施工方法：以人工方法拆除人行道、欄桿，并行對(duì)稱作業(yè)，并將其運(yùn)至指定地點(diǎn)，清理干凈。依據(jù)本次工程建設(shè)實(shí)踐，人工鑿除橋面鋪裝混凝土，并能人工運(yùn)至制定地點(diǎn)。拆除填料及空腹段側(cè)墻，并由橋臺(tái)運(yùn)至制定地點(diǎn)。

以壓力灌注法為例，施工規(guī)范上，針對(duì)施工中存在的問題逐一解決。首先做好對(duì)裂縫處的表面處理：為?？ū痉饪p膠的粘接性能與正常固化，應(yīng)保證封縫膠粘貼處的混凝土表面無灰塵、浮渣等污物，且施工溫度與濕度符合膠體施工要求。另外，裂縫內(nèi)部也應(yīng)當(dāng)保證清潔，防止灰塵過多或過于潮濕影響裂縫膠的粘接性能與固化效果。在采用壓力灌注法時(shí)，應(yīng)注意裂縫膠灌注效果是否滿足要求。這里需要注意兩點(diǎn)，一點(diǎn)是針筒注膠嘴的布置間距應(yīng)為100～300 mm，防止間距過大壓力達(dá)不到注射要求；另一方面，要注意排氣嘴的布置，封縫膠固化后，行壓氣試驗(yàn)，確保密封和通氣效果滿足相關(guān)要求，防止形成封閉空間影響膠液壓注。

2.3 環(huán)氧砂漿修補(bǔ)施工規(guī)范

結(jié)合該工程，出現(xiàn)墩臺(tái)與橋臺(tái)處裂縫、表面砌石松動(dòng)、支撐主體不佳等問題。解決對(duì)策上，嚴(yán)格做好對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)的了解，因地制宜選擇施工材料、施工設(shè)備、施工建材，制定科學(xué)的施工計(jì)劃、施工工藝流程更嚴(yán)格和技術(shù)操作更佳。

施工規(guī)范上，應(yīng)在施工前做好對(duì)相關(guān)人員的培訓(xùn)，以滿足施工各環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)。最終，無論是施工前的半徑測量，還是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)乃至技術(shù)規(guī)程的了解上，均需合理灌漿孔的間距，并在注漿施工開始中，做好對(duì)相關(guān)材料的疏堵。并選用性能較好的材料予以補(bǔ)強(qiáng)。

2.4 灌漿工藝要求，施工技術(shù)規(guī)范

依照施工環(huán)境及其實(shí)際情況選擇施工工藝，灌漿嚴(yán)格預(yù)應(yīng)力范圍標(biāo)準(zhǔn)。施工人員通過強(qiáng)化對(duì)工程材料質(zhì)量進(jìn)行控制來改善橋梁路面裂縫現(xiàn)象，保證工程建設(shè)使用壽命。通過制定合理化灌漿工藝方案，盡可能降低生產(chǎn)成本支出，保證灌漿過程連續(xù)性。

橋面鋪裝層施工時(shí)，控制好鋪裝層標(biāo)高。在鋼筋加工場按圖紙要求加工成型，調(diào)整好鋼筋間距，鋼筋網(wǎng)片綁扎成型后，按要求墊設(shè)保護(hù)層。模板支護(hù)支設(shè)好的模板應(yīng)具有一定的剛度，以防澆筑時(shí)混凝土的測壓力使模板變形或跑模?；炷翝仓墒┕がF(xiàn)場的拌和系統(tǒng)拌制。專人養(yǎng)護(hù)。伸縮縫制作安裝及橋面輔助設(shè)施安裝；將防撞欄桿、裝飾塊、人行道、欄桿及照明燈柱等都屬于橋面系施工范疇。橋面施工，保證預(yù)制塊件質(zhì)量，安裝(或現(xiàn)澆)施工的重點(diǎn)是控制好線形和標(biāo)高，使其協(xié)調(diào)一致。

3 施工中的關(guān)鍵點(diǎn)

本次公路橋梁加固工程中，裂縫處理僅為病害治理的表面，應(yīng)在杜絕裂縫的二次出現(xiàn)上關(guān)注要點(diǎn)。當(dāng)由于承載力不足而產(chǎn)生裂縫時(shí)，還需對(duì)裂縫處理完畢的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，采用卡本碳纖維布進(jìn)行加固。分析原因，并通過解決地基沉降問題避免裂縫二次出現(xiàn)。必要時(shí)，在本工程建設(shè)實(shí)踐中，引入碳纖維布加固的優(yōu)勢。人工涂膠粘貼，采用德國進(jìn)口設(shè)備生產(chǎn)的復(fù)合材料，絲束順直、布面平整。秉承了碳纖維高度度、高彈性模量、耐腐蝕、耐老化的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)其抗拉強(qiáng)度能夠達(dá)到3 800～4 000 MPa，能有效應(yīng)用于結(jié)構(gòu)受彎加固中。

為進(jìn)一步提高工程建設(shè)質(zhì)量，橋梁加固防水在不改變簡支橋梁受力條件下為車輛提供連續(xù)、平穩(wěn)的行車道。排水管式ECS連續(xù)裝置特點(diǎn)就是排水管式ECS連續(xù)裝置造價(jià)低、使用簡單、運(yùn)輸方便、宜于存放。通過搶抓有利天氣，抓緊橋梁、土方等路基收尾；完成水系溝通和路基附屬工程，為封路和路面施工創(chuàng)造良好條件；協(xié)調(diào)推進(jìn)主體與配套工程，提早做好備料和工序銜接；繼續(xù)按照標(biāo)準(zhǔn)化和精細(xì)化要求，確保安全，提升質(zhì)量等方法，全面推進(jìn)改線工程建設(shè)任務(wù)順利完成。

4 結(jié)束語

在上述公路橋梁加固施工中，為進(jìn)一步提升工程建設(shè)質(zhì)量，嚴(yán)格施工規(guī)范，能在工程建設(shè)使用中大幅度提升其使用性能，保障施工質(zhì)量滿足技術(shù)要求。