澄邁縣東山大橋維修加固技術的探討

摘 要:本文主要對位于海南省澄邁縣永發鎮境內海揄中線K35+820處東山大橋的維修加固施工過程及其質量控制措施進行了探討。

關鍵詞:東山大橋 裂縫 施工方法 維修加固

中圖分類號:TU2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(b)-0132-02

1 橋梁概況

東山大橋位于海南省澄邁縣永發鎮境內海揄中線K35+820處，跨越南渡江。由前蘇聯專家協助華南公路工程指揮部第一工程局于l954以年5月完工。該橋上部結構為雙懸臂梁帶掛梁，跨徑組合為12.6m+11×33m+12.6m，橋寬0.95rn+7.0m(行車道)+0.95m，下部結構為雙柱式混凝土實體橋墩，明挖擴大基礎或管樁基礎。全橋位于直線上，橋面縱坡0.25，橫坡l.5%。原設計荷載等級為汽車一10，拖-60。由于歷史原因，該橋的設計竣工資料缺乏。

2 主要病害

1)主梁混凝土開裂、破損，鋼筋外露、銹蝕。全橋裂縫70余條，總長218m，較多裂縫寬度大于0.5mm;梁體破損104處;露筋普遍銹蝕。

2)主梁支座損壞、在汽車活載反復作用下主梁局部開裂、混凝土被壓碎。

3)掛梁牛腿外包鋼板銹蝕嚴重。

4)橋面伸縮縫堵塞嚴重，伸縮功能失效導致橋面鋪裝開裂。

5)橋面泄水孔設置不合理導致主梁污損、鋼筋銹蝕。

3 主要病害機理分析

檢測出的混凝土表層缺陷，如蜂窩、破損、麻面、空洞、露筋銹蝕、吐剝落等多為施工原因造成:如混凝土在澆筑過程中振搗不密實，模板縫隙過大，水泥砂漿流失會造成蜂窩;模板表面不光滑且潤溫不夠，致使構件表面砼內水分被吸會造成麻面現象;而澆筑時鋼筋保護層墊塊移位，鋼筋緊貼模板，保護層硅漏振或振搗不密實會產生露筋情況。

結構產生的裂縫按時間可分為施工期間產生的裂縫和運營期間產生的裂縫;按受力類型可分為主受力裂縫(汽車荷載作用產生的裂縫，分析表明跨中有受力裂縫)和非主受力裂縫(溫度、砼收縮徐變、偶然荷載、施工等非汽車荷載作用產生的裂縫)。

4 維修加固設計方案

根據現場實地調查，結合北京公科固橋技術有限公司2004年11月的檢測報告和西南交通大學2007年1月的專向檢測報告，維修加固設計方案如下:

1)上部主梁裂縫≥0.15mm者，采用“必可法”灌注改性環氧樹脂膠封閉;小于0.15rnm的裂縫用改性環氧樹脂膠反復涂抹封閉。

2)對主梁破損露筋部位的裸露鋼筋進行除銹、涂漆防護，坑槽用環氧砂漿抹平。

3)損壞的主梁支座根據破損程度確定進行修復或更換(采用扁平千斤頂頂升更換)。

4)在雙懸臂梁梁肋、懸臂(含牛腿)以及掛梁的下緣及內外側面(高度50cm)粘貼2層300g/m2縱向碳纖維布，增強其承載能力。

5)在雙懸臂梁的(根部)墩頂負彎矩區設置(依據計算分析確定鋼束數量)體外預應力鋼束，限制墩頂負彎矩區裂縫發展且適當提高主梁的承載能力。

6)采用淺埋式鋼伸縮縫更換橋面的U型鐵皮簡易伸縮縫。

7)對破損的橋面鋪裝、人行道欄桿進行修補。

8)更換全橋泄水管。

經過以上方案加固整治后，橋梁承載能力得以恢復并適當提高，可滿足現行公路一II級設計荷載要求，基本能滿足目前的交通需求。

5 主要施工方法

5.1 懸臂梁表面整修

清除被加固范圍內梁體表面剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土新鮮層，用修復材料將表面修復平整。然后對混凝土表面進行打磨整平，除去浮漿、油污等雜質，直至露出結構新鮮層，并保持干燥。直角部份整修成圓弧(R=3cm)，避免碳纖維貼布因彎角過小而損傷。

5.2 底涂作業

(1)施工具備條件

①確認混凝土表面干燥無油污，無粉塵(室外施工不可結露水);

②施工溫度控制在5～35℃之間，濕度80%以下:

③低溫時施工性較差，自然風干時間加長，須注意整體進度的搭配。

(2)底涂主劑，硬化劑均勻混合

主劑、硬化劑按規定的重量混合，誤差控制于3%以內，在干凈的容器內均勻攪拌3分鐘，且每次混合量控制在可使用時間以內的使用量，不要混合過多，以免浪費。

底涂要堅向、橫向均勻涂抹于混凝土上，如底涂被混凝土吸收，須再涂一遍，直到表面全部充滿為止。

底涂自然風干期間避免被水，灰塵污染，做必要的防護。

5.3 下層積層樹脂作業

施工條件確認同底涂作業用滾筒在積層樹脂可使用時間內，縱、橫向均勻涂刷，用量控制在設計標準土25%以內。下層積層樹脂與底樹脂以顏色區分，不可混用。

溫度較低時，積層樹脂流動性差，碳纖維貼布粘貼時會有蛇行現象，可于使用前調整積層樹脂溫度，改善作業性。

5.4 粘貼碳纖維布

依放線位置粘貼碳纖維布，如有皺折或翹起，輕壓使貼片密貼。用滾筒壓擠貼片使貼片與積層樹脂充分結合，井進行脫泡作業。

及時檢查發現有未密合現象，以美工刀順纖維方向切開，充分注滿積層樹脂，并加以壓平。

5.5 上層積層樹脂作業

碳纖維布粘貼后，及時縱、橫向均勻涂刷上層積層樹脂，自然風干結合。下層積層樹脂因蓋于貼片底部，自然風干較慢，以手觸摸不粘手，且下層和層樹脂己確實風干，才可再進行第二層貼片，不可未風干連續作業。

風干過程須適度防護，避免被水，灰塵，雜物所污染。

碳纖維布表面，依設計要求噴一層水泥膠砂進行防護。

①合格判定標準:用小錘輕輕敲擊的方法檢查碳纖維布與混凝土之間的粘結質量，有效粘結面積要求不小于95%。

②不合格處理方式

空鼓部位，順著纖維方向切開，注入積層樹脂填滿并壓平，外部再補上上層積層樹脂，如氣泡皺折無法切開，不良品位整片切除，并補上新的碳纖維貼片且與舊的碳纖維貼片應有200mm以上的交接，才可確保設計強度。

6 混凝土缺陷處理

根據設計要求，檢查原橋混凝土狀況，將蜂窩、麻面、露筋等混凝土表面缺陷狀況標明并做好記錄，報監理工程師檢查后，進行相應處理。

處理時先鑿除缺陷部位松動混凝土，用鋼刷打磨，用壓縮空氣吹去浮塵，對露筋部的鋼筋除銹處理，然后用K-801膠泥進行填補。

7 體外無粘結預應力束施工

體外無粘結預應力束工程是本項目比較有特點的工程，與其它加固方法不同的是，它屬于主動加力并改善結構的受力狀態，預應力工程的施工質量直接影響到本加固工程的加固效果。

體外預應力方法是一種主動加固技術。其操作筒單，對原結構損傷小，不影響交通，節省投資，能顯著提高結構的抗彎承載能力和抗裂度，減少結構的撓度、改善結構應力狀態。

根據設計要求，在橋墩兩側布置3φj15.24皿規格的高強低松馳鋼絞線束。預應力錨具為BM15-3、BMI5P-3兩種類型。鋼絞線采用公稱直徑15.24m伽、標準強度1860MPa的高強低松馳鋼絞線，公稱面積14mm2，彈性模量1.95×105MPa，張拉控制應力0.645Ry，即單根鋼絞線張拉力為168kN。

無粘結鋼絞線作為后張法預應力鋼筋使用，是國際上較新應用的技術。混凝上鉆孔作為無粘結鋼絞線管道并穿過鋼絞線進行預應力張拉，鋼絞線全挺范圍均可相對混凝土位移，受力明確，易于檢查。

1)施工準備

針對本加固工程的具體要求，編制預應力專項施工組織設計，保證預應力與非預應力之間相互密切配合。

結合設計技術交底，根據設計意圖，對預應力施工圖進行全面的深化，繪制預應力筋鋪放圖、張拉端節點詳圖、制作施工技術參數表。

無粘結預應力鋼絞線經包涂成型后，在專用場地內根據鋪放圖和技術參數表用砂輪切割機進行斷料、分類、編號，并同時對張拉端進行剝皮〈剝去PE)、去泊處理，制作完成后按進度分批運至工地現場。按設計要求，安裝好錨具、錨墊板、螺旋筋及張拉設備、工具，對張拉設備進行檢查、校準。

2)預應力施工工藝流程

放樣→鉆孔→安裝錨箱→預應力錨具矢高、數量檢查→無粘結預應力鋼絞線的穿布→預應力筋張拉→張拉端預應力筋切割→安裝錨具保護套。

無粘結體外預應力加固技術是近幾年來迅速發展起來的新技術，在我國橋梁維修加固施工中應用的時間不長，因張拉工藝簡捷、可靠，在橋梁加固及大型公用建筑的維修改造中具備廣泛的使用價值。

8 結論

目前國內先進的加固手段和技術在本工程都采用了，該工程在橋梁加固領域中具有一定的代表性，多種施工技術和新材料的應用體現了本加固工程的設計、施工水平。如采用自密實混凝土很好地解決了齒板A、B的混凝土入倉和密實問題，充分說明了高新技術在工程中的重要性，檢測結果證明:加固施工達到設計加固效果。

東山大橋維修加固工程于2007年4月開工，2007年10月完工。經過4年多的行車運營，該橋裂縫病害沒有明顯的擴展，行車效果良好。

參考文獻

[1]公路工程技術標準.JTGBOl-2003.