既有橋梁鋼波紋板加固施工技術(shù)探究

梁志乾

（甘肅省白銀公路事業(yè)發(fā)展中心，甘肅 白銀 730499）

0 引言

近年來，我國建成運營的中小跨徑公路橋梁上部結(jié)構(gòu)大多采用普通鋼筋混凝土空心板或現(xiàn)澆實心板，設(shè)計荷載采用汽-20，掛-100。隨著交通量增加，特別是大重型車輛，容易導(dǎo)致實心板和空心板小橋出現(xiàn)單板受力、梁底橫向開裂等影響結(jié)構(gòu)安全的病害，嚴重影響道路的安全運營。對于運營線路來說，傳統(tǒng)拆除重建或更換上部結(jié)構(gòu)方案均面臨著中斷交通、污染環(huán)境、施工周期長、費用高等問題。

鋼波紋板作為新材料，具有強度高、工廠化程度高、造價相對低廉、施工便捷等優(yōu)點，在小跨徑橋梁及蓋板涵加固中廣泛應(yīng)用。

1 加固方案簡介

傳統(tǒng)危橋加固方案一般為保留原橋下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)，更換上部結(jié)構(gòu)、重新澆筑橋面鋪裝層。該方案保持了原橋的凈高，能徹底解決橋梁病害，但存在施工費用較高、施工期間需要修筑便道、施工周期長、社會影響大等問題。

鋼波紋板加固方案對原橋不做拆除，在梁底和橋梁墩臺內(nèi)側(cè)增加30cm的內(nèi)套層。施工期間不需要中斷交通，也不需修筑便道，造價相對較低，施工周期短[1]。

2 結(jié)構(gòu)受力分析

加固前，原橋多為簡支結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)以受彎為主，下部結(jié)構(gòu)以受壓為主。采用鋼波紋板加固后，橋梁整體受力類似于框架橋，新增波紋板以受拉為主，填充混凝土以受壓為主，充分發(fā)揮兩種材料的受力特性。同時，框架體系中上部結(jié)構(gòu)最大彎矩和變形均比簡支梁小[2-3]。

2.1 加固理念[4-5]

鋼波紋板加固法主要是在原橋內(nèi)嵌入一道與之形狀相匹配的鋼波紋板內(nèi)襯，然后在原橋梁底、橋墩掛網(wǎng)植筋，在鋼波紋板上焊接剪力釘，最后在原橋與內(nèi)襯之間灌注C30自密實混凝土，形成共同受力，提升橋梁的整體承載力。

2.2 鋼波紋板加固方案施工流程

（1）準備階段。在加固前，要對原橋凈跨、凈高測量復(fù)核；鋼波紋板內(nèi)襯定制、鋼筋加工；混凝土配合比試驗；水泥、砂石、鋼筋等材料的采備送檢等準備工作。

（2）地基處理。清除橋底淤泥等雜物，勘探地基承載能力。當承載力滿足設(shè)計要求時，直接澆筑新增鋼筋混凝土基礎(chǔ)；當?shù)鼗休d能力不滿足設(shè)計要求時，應(yīng)對基地采用砂礫或碎石換填，提高地基承載能力。

（3）梁體、橋臺處理。用鋼絲刷、角磨機等工具人工清除梁體、橋臺表面的灰塵、松散的混凝土，確保結(jié)合面的干凈。其次需對裂縫封閉處治：對寬度小于0.15mm的裂縫采用封縫膠封閉處理；對寬度大于0.15mm裂縫采用壓力注漿補強處理，確保雨水不沿裂縫下滲。

（4）基礎(chǔ)混凝土澆筑。應(yīng)先在橋臺側(cè)面及基礎(chǔ)頂面植入鋼筋，布置鋼波紋板頂推槽鋼，最后支模澆筑基礎(chǔ)混土。為確保鋼筋混凝土澆筑后，擴大的橋臺與原橋臺形成整體，要嚴格控制混凝土澆筑的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)尺寸、波紋板預(yù)埋件位置。

（5）波紋板的預(yù)制安裝。鋼波紋板及其配套零件在工廠內(nèi)完成制作、預(yù)拼裝。在梁底搭設(shè)腳手架，并延伸4m，便于鋼波紋板拼裝、頂推，鋼波紋板安裝前要復(fù)測定位中軸線，拼裝的時候注意中間板片和端頭板片的位置，每拼裝3m校對一次位置和軸線，如果出現(xiàn)偏差，應(yīng)采用千斤頂糾正。波紋板應(yīng)對稱安裝，先安裝兩側(cè)，再分別向上拼接，每拼裝3m頂推一次，直至整體各鋼波紋板安裝到位。

（6）灌注混凝土。整個加固混凝土分兩階段澆筑，第一階段為側(cè)墻部分混凝土，第二階段澆筑梁底微膨脹自流平混凝土。所有混凝土采用泵送，同時通過敲擊確認混凝土澆筑密實度，若存在空洞，可在波紋板鉆孔注漿，確保填筑混凝土的密實性。

（7）養(yǎng)生及清場。澆筑完成后，清理施工場地，疏通排水系統(tǒng)。養(yǎng)生到期后，拆除側(cè)模，整修粉刷表面，恢復(fù)錐坡等附屬設(shè)置。

2.3 施工注意事項

（1）微膨脹自流平混凝土。委托有資質(zhì)的單位試驗確定膨脹劑、減水劑的品種和摻和量，確定符合要求的經(jīng)濟配合比。其次在施工前應(yīng)根據(jù)試驗單位提供的配合比試拌和，檢測微膨脹自流平混凝土的坍落度、強度、抗?jié)B性能等技術(shù)指標，若發(fā)現(xiàn)指標未達標時，應(yīng)會同試驗單位調(diào)整。

（2）排水處理。橋梁腐蝕、泛堿等很多病害都是由排水不及時引起的，橋梁鉸縫、伸縮縫位置是雨水下滲的重點部位。在鉸縫、伸縮縫及雨水易滲漏位置設(shè)置排水管及在兩端設(shè)置集水總管，使雨水通過排水管排至外部排水系統(tǒng)[6-7]。

（3）波紋板制作。在進場時、基礎(chǔ)完工后應(yīng)及時復(fù)核橋梁凈高、凈跨，并將結(jié)果反饋至鋼波紋板加工單位，確保鋼波紋板加固尺寸的精度，確保鋼波紋板與舊橋之間的混凝土厚度。由于波紋板板片之間由螺栓連接，為確?，F(xiàn)場拼裝順利完成，生產(chǎn)廠家加工完成后應(yīng)開展廠內(nèi)預(yù)拼裝，對不合格部位及時矯正處治。鋼波紋板在出廠時均采用熱鍍鋅防銹技術(shù)，針對在運輸、安裝過程中鍍鋅層損壞部位，應(yīng)在結(jié)構(gòu)安裝完成后噴涂防銹漆，增強鋼波紋板的防銹能力。

（4）混凝土澆筑。在混凝土澆筑完成后，檢測澆筑密實度，對波紋板與原結(jié)構(gòu)之間的空洞需二次注漿充填，尤其是梁底部位，否則在運輸過程中會產(chǎn)生沖擊動載，惡化結(jié)構(gòu)受力。在混凝土施工完畢至混凝土終凝前，要求車輛通過車速小于10km/h。

3 加固實例及效果分析

（1）根據(jù)表1所示，通過對比可以看出，跨徑和凈高相近的橋梁，方案一比方案二每平方米造價高30%左右；方案一中交通管制便道施工費占建安費的20%左右，且隨著橋梁凈高增加而增加；方案一比方案二的施工工期長25%左右；方案二中每平方米造價隨著橋梁凈高增加。

表1 實例分析對比表

（2）按照經(jīng)濟對比，當橋梁跨徑在10m以內(nèi)，且凈高不超過4m的情況下優(yōu)先選擇鋼波紋板加固方案，反之選擇更換上部結(jié)構(gòu)加固方案。

（3）橋梁經(jīng)過加固后，橋梁技術(shù)狀況明顯提升、橋梁荷載等級能夠達到設(shè)計要求，經(jīng)過對已加固橋梁的觀測，未發(fā)現(xiàn)裂縫、單板受力等病害，達到預(yù)期加固效果。

4 結(jié)束語

按照經(jīng)濟對比，當橋梁跨徑在10m以內(nèi)、凈高不超過4m時優(yōu)先選擇鋼波紋板加固方案，反之選擇更換上部結(jié)構(gòu)加固方案；因橋下空間狹小，不利于鋼波紋板的拼裝，建議將鋼波紋板與基礎(chǔ)之間采用槽鋼連接，將鋼波紋板在橋梁一側(cè)拼裝好后往另一側(cè)頂推，連接槽鋼作為頂推的滑動槽，可解決舊橋凈空不足、拼裝困難的問題；波紋鋼板內(nèi)襯加固技術(shù)是一種比較經(jīng)濟、快捷的加固方案，在小跨徑橋梁加固上具有較好的應(yīng)用前景。