關(guān)于對(duì)橋梁上部構(gòu)造進(jìn)行維修加固的技術(shù)探討

摘要：以湖南省內(nèi)某舊橋加固為實(shí)例，簡(jiǎn)要地介紹了砼舊橋上部構(gòu)造進(jìn)行維修加固的技術(shù)要求及施工方法。

關(guān)鍵詞：舊橋；上部構(gòu)造；加固；工藝要求

近年來(lái)由于交通量的增大，荷載等級(jí)的提高， 以及使用年限等因素，各地病態(tài)橋梁不斷增加，橋梁檢測(cè)及加固有很大的工作量，而橋梁加固本身有其重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，我國(guó)在八十年代初，在不斷提升技術(shù)等級(jí)的公路改造、改建過(guò)程中，即開(kāi)始公路舊橋加固改造技術(shù)的研究與實(shí)踐。由于橋梁下部構(gòu)造出現(xiàn)病態(tài)的情況較小，而橋梁上部構(gòu)是橋梁病害的多發(fā)部位，準(zhǔn)確的分析病因是治本的基礎(chǔ)，選擇正確的加固方法是根除病害的關(guān)鍵。本文以湖南省常德市內(nèi)某舊橋加固為實(shí)例，淺談砼舊橋上部構(gòu)造維修加固技術(shù)。

1工程概況

湖南省常德市內(nèi)某大橋，是連接新舊城區(qū)的關(guān)鍵橋梁。該橋于1986年建成通車(chē)，橋梁全長(zhǎng)1125m，主橋?yàn)?孔70m剛架拱，四孔一聯(lián)，兩側(cè)引橋分別為三孔和四孔45m的剛架拱。橋梁全寬16m，原設(shè)計(jì)荷載為汽－20，掛－120，人群荷載3.5KN/m2。上部結(jié)構(gòu)由5片鋼筋混凝土拱片組成，由橫系梁將5片拱片組成整體，橋面系為預(yù)制的肋腋板上現(xiàn)澆橋面鋪裝層，在拱片的外側(cè)為預(yù)制懸臂板；下部結(jié)構(gòu)采用空心橋墩，單向推力墩下部為沉井基礎(chǔ)，其余橋墩采用鉆孔樁基礎(chǔ)，深埋護(hù)筒，按嵌巖樁設(shè)計(jì)。

大橋上部結(jié)構(gòu)病害情況主要分布在第1孔、第14孔和第15孔，第1孔南橋臺(tái)處、第14孔號(hào)墩處和第15孔北橋臺(tái)處的拱腿、斜腿和立柱出現(xiàn)了不同程度的開(kāi)裂現(xiàn)象。其中以第15孔北橋臺(tái)處的拱腿、斜腿和立柱開(kāi)裂較為嚴(yán)重。懸臂板存在鋼筋銹蝕、混凝土脹裂等病害。

2總體加固方案

對(duì)剛架拱拱腳、大、小節(jié)點(diǎn)和拱頂一定范圍采用粘貼鋼板方法進(jìn)行加固。為保證拱腳鋼板能與原結(jié)構(gòu)共同受力，在靠近墩臺(tái)的鋼板側(cè)焊接鋼筋，并將鋼筋植入墩臺(tái)，再將焊接鋼筋部分外包一層環(huán)氧砂漿。

對(duì)北橋臺(tái)上立柱和斜撐采用粘貼鋼板的方法加固，為保證鋼板能與原結(jié)構(gòu)共同受力，在靠近墩臺(tái)的鋼板側(cè)焊接鋼筋，并將鋼筋植入墩臺(tái)，再將焊接鋼筋部分外包一層環(huán)氧砂漿。

對(duì)45m跨剛架拱的4根橫系梁、70m剛架拱的6根橫系梁進(jìn)行加大截面處理，并且增設(shè)橫向預(yù)應(yīng)力，通過(guò)加強(qiáng)橫向聯(lián)系來(lái)提高結(jié)構(gòu)整體性。

其他病害修補(bǔ)。鑿除原結(jié)構(gòu)所有剝落、疏松、腐蝕、等劣化混凝土，對(duì)混凝土表觀質(zhì)量缺損進(jìn)行修補(bǔ)。用丙乳砂漿修補(bǔ)混凝土疏松和孔洞較淺區(qū)的病害，對(duì)孔洞及深度超過(guò)6cm的深層疏松區(qū)用高強(qiáng)度丙乳細(xì)石混凝土修補(bǔ)。將全橋結(jié)構(gòu)外露鋼筋除銹，外涂阻銹劑，用15mm厚的丙乳砂漿覆蓋。

3施工工藝要求

舊橋梁上部構(gòu)造的病害具體表現(xiàn)在上部構(gòu)造變形、變位、裂縫等等。這些病態(tài)既可能是由于上部構(gòu)造本身的設(shè)計(jì)或施工原因引起，也可能由于基礎(chǔ)下沉所致，準(zhǔn)確的分析病因是治本的基礎(chǔ)，不同的病害多采用不同的施工方案。在該橋施工過(guò)程中，采用了以下四種加固方式。

3．1體外索加固

進(jìn)行體外索加固時(shí)，將掛籃停靠在梁端伸縮縫近傍，利用掛籃運(yùn)送機(jī)具、體外索和錨具，掛籃也充當(dāng)施工人員進(jìn)出梁內(nèi)施工體外索的安全通道。通過(guò)增加體外索，能切實(shí)可靠的增加梁橋的抗彎剛度，以彌補(bǔ)梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力配筋的先天足，阻止梁體進(jìn)一步下?lián)希褪芾瓍^(qū)砼的開(kāi)裂。體外預(yù)應(yīng)力索與一般預(yù)應(yīng)索相比，有很多重要的區(qū)別，其施工方法也不盡相同。主要需注意下以下方面：

體外預(yù)應(yīng)力索施工應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

1￡鋼絞線應(yīng)選用PE防護(hù)無(wú)粘連低松馳鋼絞線。

2￡采用OVM防松動(dòng)錨具。

3￡體外索分段支承以減少振動(dòng)，支承處外套不銹鋼管內(nèi)襯聚四氟乙烯套管以減少摩擦。

4￡鋼絞線兩段編號(hào)，每根鋼絞線在兩端錨具上的鎖定位置一一對(duì)應(yīng)。

5￡預(yù)應(yīng)力索應(yīng)盡量爭(zhēng)取各相對(duì)稱(chēng)張拉，以減少附加內(nèi)力。

6￡張拉應(yīng)力應(yīng)控制在鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度60%以?xún)?nèi)用以減少整體預(yù)應(yīng)力損失。

7￡固定式體外索，應(yīng)注意齒塊內(nèi)裸露鋼絞線部分的封存。

3．2“壁可”法灌縫

采用在處理橋梁裂縫上，橋梁加固掛籃，建造了一個(gè)從腹板到底板全方位的觀察裂縫和修補(bǔ)裂縫的平臺(tái)，橋梁由各種原因引起裂縫，需要進(jìn)行仔細(xì)觀察，將產(chǎn)生裂縫的原因排除后應(yīng)對(duì)已產(chǎn)生的裂縫也應(yīng)即時(shí)處理，壁可法是行之有效的方法，它能將裂縫兩側(cè)的砼牢固連接，使連接處的強(qiáng)度一般高于其他未開(kāi)裂部位，其施工步驟如下：

埋壓漿咀封縫：實(shí)施壁可法灌縫時(shí)，首先應(yīng)將裂縫兩側(cè)10cm范圍內(nèi)打磨干凈，再用丙酮擦洗，使用壁可封縫膠，沿著裂縫方向每隔30cm填置壓漿咀，并將壓漿之間的裂縫封閉，其封縫寬度為8cm左右，厚度8mm，待封縫膠硬化之后:

進(jìn)行氣密檢查：氣密檢查的目的是觀察壓漿咀是否牢靠，封縫膠是否將裂縫表現(xiàn)封牢，檢查方法有水壓法和汽壓法，若采用水壓法，試壓之后應(yīng)間隔48小時(shí)（20℃以上）才能進(jìn)行灌縫，以保證裂縫處于干燥狀況。

用壁可灌縫膠灌縫：灌縫時(shí)要使用一種與壓漿咀相連的注射器，兩者之間卡口相連，易連易撤，是壁可法灌縫的配套設(shè)備，注射器為特種塑料制品，其彈性模量比一般塑料大得多，只要有一定的變形，便會(huì)提供較大的應(yīng)力，因此灌縫過(guò)程是用高壓將灌縫膠壓入注射器，注射器體積膨脹，容量加大，注射器殼體張力也隨之加大，當(dāng)注射器體積膨脹到最大限度之后，注射器便獲得第一次注射所需要的灌縫膠，并將裝入注射器內(nèi)的壁可灌縫膠在殼體張力的作用下持續(xù)不斷的注入裂縫中。根據(jù)裂縫大小，應(yīng)即時(shí)對(duì)注射器中的灌縫膠予以補(bǔ)充，當(dāng)其體積維持12小時(shí)以上不再縮小，且體積大于空腹20%時(shí)，裂縫已經(jīng)注滿(mǎn)，完成灌縫。

3．3貼碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)

貼碳纖維布之前，有大量的輔助性工作要做，并要求有一定寬度的工作面，加固掛籃創(chuàng)造了理想的施工條件，能容納較多的作業(yè)人員，有較寬的工作空間，既穩(wěn)定，又安全，非常適應(yīng)碳纖維布的粘貼。碳纖維布具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能，其抗拉強(qiáng)度在普通鋼筋的10倍以上，強(qiáng)性模量與普通鋼筋接近，它耐酸、堿、鹽及大氣環(huán)境腐蝕，完工之后，不需維護(hù)，廣泛運(yùn)用于各種形狀的砼結(jié)構(gòu)加固，厚度薄質(zhì)量輕，極少增加加固部件的重量，普遍應(yīng)用于結(jié)構(gòu)物使用荷載增加、設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足、材料老化、鋼筋銹蝕、控制裂縫發(fā)展等狀況。碳纖維布加固施工，應(yīng)遵循如下步驟:

1￡清除碳纖維布加固部位結(jié)構(gòu)表面的松散物質(zhì)及污垢，并用丙酮擦洗。

2￡涂刷底層樹(shù)脂（底膠）。

3￡當(dāng)?shù)啄z硬化后，用環(huán)氧樹(shù)脂（找平膠）修補(bǔ)加固構(gòu)件表面的孔洞。

4￡當(dāng)?shù)啄z和找平膠硬化后，涂刷浸洗樹(shù)脂（面膠）。

5￡粘貼碳纖維布：充分排汽，緊密貼合。

6￡再涂面膠，如需多層碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)，重復(fù)4～6步驟。

3．4貼鋼板及鋼板條補(bǔ)強(qiáng)

利用加固掛籃上的附設(shè)滑輪組，可以非常方便的將自重大的鋼板或鋼板條運(yùn)送到加固位置，掛籃既作運(yùn)輸工具又作工作平臺(tái)，為高空貼鋼板或鋼板條創(chuàng)造了很好的條件。

在結(jié)構(gòu)上貼上鋼板或鋼板條，與碳纖維布比較其自重增加較多，但結(jié)構(gòu)的抗剪、抗扭和整體剛度，將有明顯的增加，鋼板的粘貼工藝較為簡(jiǎn)便，首先將需要加強(qiáng)部位的砼表面鑿除1-2cm并修平表面，埋置鋼板固定螺絲，清洗砼表面，再將鋼板與砼相接觸的一面除銹，把鋼板用預(yù)埋的固定螺絲固定，然而用封縫膠把鋼板四周封閉，并預(yù)留排氣孔和壓漿孔。最后向鋼板與砼之間的縫隙中壓入結(jié)構(gòu)膠，讓結(jié)構(gòu)膠充分填滿(mǎn)鋼板與砼之間縫隙。貼鋼板條，可減少壓膠過(guò)程，即可直接將結(jié)構(gòu)膠涂刷在鋼板條和砼的表面，依靠固定螺絲將砼與鋼板條間的結(jié)構(gòu)膠壓實(shí)，讓鋼板條與補(bǔ)強(qiáng)部分砼緊密相連，待結(jié)構(gòu)膠固化后，形成整體，達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)的效果。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)加固處理，該橋又重新投入運(yùn)營(yíng)，質(zhì)量狀況恢復(fù)良好，為常德市當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。公路砼舊橋的維修加固同樣屬于橋梁工程，不能重建輕養(yǎng)，舊橋的加固比新建還難，因?yàn)榕f橋的維修加固，沒(méi)有現(xiàn)成的規(guī)范，更沒(méi)有可供使用的標(biāo)準(zhǔn)圖，橋梁的病害又錯(cuò)綜復(fù)雜，病害原因難以確定，因此，公路管理者應(yīng)充分重視公路舊橋的管理工作，加大資金投入，使其保持良好的工作狀態(tài)，確保公路運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

參考文獻(xiàn)

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[3]《公路橋梁工程建設(shè)危舊橋測(cè)試改造拆除加固維修技術(shù)及典型案例分析實(shí)務(wù)全書(shū)》 胡智慧 楊道江 光明日?qǐng)?bào)出版社