舊橋加固利用技術研究

李建立

(保定市公路管理局)

1 工程概況

大橋全長284.5 m，設計為鋼筋混凝土箱梁，梁部均設雙支座支承。橋分兩幅，梁部結構兩幅相同，分為三聯，跨徑組合為(18+4×17.25)+(6×17.25)+(2×20+3×18)m。橋上部結構均為120 cm等厚箱梁，單箱單室，粱箱寬4.5 m，翼緣懸臂長2.0 m。中腹板寬度為0.3 m，在支座附近3.75 m范圍寬度漸變為0.7 m。橋面均為單向坡，故橋面橫坡均采用結構找坡。梁體與支座間利用楔形塊調平。橋面鋪裝層采用等厚10 cm瀝青混凝土鋪裝層。橋面寬0.25(防撞護欄)+8.0(行車道)+0.25(防撞護欄)。該橋橋墩均為T形橋墩，托盤尺寸為2.8×0.9×1.2 m，墩柱為1.3×0.9 m帶倒圓弧的矩形柱。地面下為2.8×2.8×1.5 m承臺接直徑為1.8 m的挖孔樁。設計道路等級:城-A級。

2 舊橋加固改造

2.1 舊橋現狀

舊橋加固改造工程，與同類型的新建橋梁不同，是由舊橋的基礎資料控制設計，由于舊橋的變形、位移及施工誤差，與原設計差異大。故在對大橋進行加固之前，有專業的檢測單位對該橋進行了檢測評估及荷載試驗，在檢測評估中發現該橋的底板上有較為密集的橫向裂縫，個別裂縫超過了0.2 mm，根據《公路橋涵養護規范》被評為D級。后來相關單位對該橋做了荷載試驗結論為承載力不足，要求進行加固處理。

2.2 原因分析

通過分析，引起舊橋箱梁底板裂縫的原因為，本身該橋是鋼筋混凝土箱梁，根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土設計通用規范》該種橋梁是允許帶裂縫工作的，由于年久失修裂縫不斷開展，雨水侵入鋼筋有所銹蝕、溫度變化，凍融破壞使混凝土強度有所降低鋼筋有所銹蝕，加之交通量增加，裂縫進一步開展，出現了裂縫寬度較大，承載力有所下降。

3 加固方案

(1)加固方案本著安全性、可靠性、經濟性和可行性的原則，對該大橋進行加固設計。對該大橋，提出以下整治措施。

①根據理論計算結果邊跨的內力最大，是結構受力的最不利跨，對每幅兩個邊跨的主梁底板進行粘貼鋼板加固，提高其承載力和剛度，使其滿足承載力要求;②對其余各跨的主梁底板進行粘貼碳纖維布加固，使其抗彎承載力大大提高，滿足設計要求。

(2)技術要點。

①裂縫修補。

a表面封閉修補法。

利用混凝土表層微細獨立裂縫或網狀裂紋的毛細作用吸收低粘度且具有良好滲透性的裂縫封閉修補膠液封閉裂縫通道，提高結構的耐久性。先對裂縫封閉范圍的混凝土表面采用手提砂輪機打磨除去表層污漬，打磨范圍應超出裂縫四周各200 mm，打磨至露出混凝土新面，經檢查合格后，再用吹風機或空壓機吹風清潔，并用丙酮涂刷或擦拭進一步清潔裂縫封閉范圍的混凝土表面。用毛刷或膠輥粘膠涂刷于要求裂縫封閉的混凝土表面。封縫膠應分兩次縱橫向涂刷，后次縱向(或橫向)涂刷應在前次橫向(或縱向)涂刷膠液成膜并指觸干燥時進行。每次涂刷應細密重迭和均勻，保證涂刷膠液不流淌或流淌后應即時補刷，膠液固化后膠膜均勻、密實封閉裂縫。

b裂縫填充密封修補法。

沿裂縫走向按設計和規范規定的剖面尺寸騎縫鑿槽或切槽，鑿槽或切槽應延伸過裂縫末端，槽的端頭應做成弧形，以避免該處應力集中。鑿槽或切槽完成后，應吹風清潔干凈。

②粘貼鋼板。

應首先對待貼鋼板區進行放樣，用磨光機的鋼砂輪清除表面的浮漿和疏松物，一般去除混凝土表面使粗骨料外露，不平的地方應鑿毛鑿平，用壓縮空氣去除粉塵，再用丙酮擦試表面。此外，表面不能沾有油污，對于表面有裂縫、漆皮、松散、剝落等病害。黏貼前對鋼板進行打磨，使其出現金屬光澤，然后用化學螺栓進行固定，待鋼板焊接完畢后進行壓力灌膠。

③粘貼碳纖維布。

本次加固采用雙層碳纖維布進行加固，碳纖維布在每一跨都延伸到支座位置。碳纖維布沿纖維受力方向的搭接長度不應小于100 mm，其搭接位置應相互錯開。繞過箱梁下部的外倒角時，構件的截面棱角應在粘貼前打磨成圓弧面，圓弧半徑為20 mm。

施工前應清除被加固構件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結構層，并保證被粘貼的混凝土表面應打磨平整、除去表層浮漿、油污等雜質、直至完全露出混凝土結構新面，表面應清理干凈并保持干燥。

4 結論

(1)黏貼鋼板的關鍵步驟是，在壓力灌膠前先進行焊接操作，以免粘鋼膠因溫度過高而失效，影響粘貼強度。

(2)在箱梁截面橫向上必須保證相鄰的兩條鋼板的接縫不在同一條直線上，使接縫交錯布置。

(3)粘貼碳纖維布的關鍵步驟是繞過箱梁下部的外倒角時，構件的截面棱角應在粘貼前打磨成圓弧面，圓弧半徑不得小于20 mm。

[1]公路橋涵設計通用規范(JTG D60-2004)[S］.

[2]公路橋梁加固設計規范(JTG/T J22-2008)[S］.

[3]城市橋梁養護技術規范(CJJ99-2003)[S］.

[4]公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵規范(JTG D62-2004)[S］.

[5]鋼結構設計規范(GB 50017-2003)[S］.