某大橋橋面鋪裝維修設計與施工

令狐前進

（運城高速公路有限責任公司，山西 運城 044000）

1 工程概況

某大橋全長1 409 m，橋梁上部構造為單箱單室三向預應力鋼筋混凝土變截面連續(xù)梁橋，由主孔橋和邊孔橋組成，共計14跨，其中主孔橋梁長972 m，跨徑組成為87+7×114+87 m九跨一聯(lián)；邊孔橋梁長435 m，跨徑組成為5×87 m五跨一聯(lián)。設計荷載：汽-超20級、掛-120。橋面組成為凈-12+2×0.5 m護欄，橋面鋪裝設計為：6 cm厚的C30防水鋼筋混凝土層+2 cm厚瀝青混凝土層，鋼筋網(wǎng)采用φ6鋼筋；1.5%雙向橫坡,不設縱坡。2002年采用局部處理方法進行了橋面病害處治，即先去除原2 cm厚瀝青混凝土鋪裝層，對6 cm厚防水混凝土破壞處進行挖除，用中粒式SMA-16瀝青混凝土找平，再刷防水涂料，鋪3 cm厚細粒式SMA-13瀝青混凝土，加強防水效果。

2 主要病害

a）通過幾年來的運行后，橋面鋪裝層重新出現(xiàn)大面積空鼓、破損，即橋面鋼筋混凝土鋪裝層與箱梁頂板脫離上鼓，局部出現(xiàn)跳車等現(xiàn)象，箱梁滲水嚴重,橋面破損處雖經(jīng)多次修補,仍存在不同程度的損壞及開裂，橋面鋪裝層工作條件和工作狀態(tài)較差。橋面鋪裝層的損壞不僅影響車輛的正常行駛，而且使車輛對橋面的沖擊作用增大，加劇橋面的損壞，已經(jīng)對橋跨結構的正常使用及安全運營構成了不同程度的安全隱患，甚至造成了不同程度的影響。

b）主梁梁體存在的主要病害 各跨跨中相對橋梁竣工時發(fā)生下?lián)稀？傮w上看，邊孔橋2個邊孔梁體下?lián)蠂乐兀畲筮_24.7 cm；主孔橋梁體呈現(xiàn)和連續(xù)梁受力模式相一致的隔孔下?lián)蠎B(tài)勢，最大下?lián)线_19.7 cm。梁體的波浪形撓曲較為明顯，影響了橋梁的外觀及車輛行駛的舒適性。

3 成因分析

由于大橋交通量增長較大，尤其大噸位車輛和相當數(shù)量的超載車所占比例增多，在長期重載作用下造成原橋面鋪裝破損嚴重；箱梁頂板有多處滲漏水現(xiàn)象，滲漏水部位主要集中在箱梁原有的施工掛籃吊帶孔、施工預留工作孔、過人孔等部位，少量的豎向預應力排漿管內(nèi)也有滲水現(xiàn)象，滲漏水不僅造成箱內(nèi)積水現(xiàn)象，而且會使箱內(nèi)鋼筋銹蝕，混凝土劣化，從而影響橋梁結構的耐久性；橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)采用φ6鋼筋，直徑偏小橋面容易開裂，應對橋面鋪裝進行全面改造以保證結構的正常使用功能。

4 加固設計

維修改造的設計方案是考慮維持原橋線形，全部更換原主引孔橋橋面鋪裝，為不增加橋面鋪裝恒載重量，橋面鋪裝厚度采用8 cm C50鋼纖維防水混凝土，鋼纖維摻入量為40 kg/m3；鋼筋網(wǎng)采用φ12鋼筋,間距為10×10 cm；并采用半幅施工一次鋪完。但維修改造工程不同于新建工程,特別是由于原橋當時建設時的技術管理水平,造成的資料缺失,因而無法準確掌握該橋的實際狀況,往往影響到方案的選定。項目實施過程中，主要遇到了以下問題：a）原橋面鋪裝層拆除后，發(fā)現(xiàn)主梁高程顯著偏離設計值，需根據(jù)梁頂狀況重新考慮橋面線形及標高。b）過分追求線形，勢必增加橋面鋪裝重量，又將引起更大程度的跨中下?lián)希绊懡Y構安全。c）需考慮新老混凝土有效結合問題，否則勢必影響橋面鋪裝層的總體質量。

在工程實施前,項目管理部根據(jù)上述問題，組織召開了專家評審會議。根據(jù)專家評審意見,專家組對原設計方案又進行了進一步的充實和修改,提出了最終優(yōu)化方案：

a）橋梁加固的原則是不能因加固而產(chǎn)生新的結構問題，即特別注意不宜過大增加橋面鋪裝荷載重量。（a）橋梁鋪裝加鋪前應對原有梁頂各控制點的高程進行測量復核，在保證原橋總荷載重量不增加的前提下,局部調整線形。根據(jù)標高測量結果，合理設定一部分最大不超過5‰的縱坡；橫坡原則上按1.5%雙向橫坡控制。（b）仍采用全橋鋪設8 cm厚C50鋼纖維混凝土作為選用方案，同時設定極限最薄厚度不低于6 cm。施工階段特別注意要確保加鋪厚度在安全加鋪范圍之內(nèi)，不易造成混凝土厚度過薄或過厚。

b）原防水混凝土破損嚴重，已經(jīng)影響結構的整體受力，必須全部拆除。

c）為了增加橋面鋪裝與梁頂?shù)慕Y合，增加共同受力系數(shù)，使相互連為整體，按80×80 cm間距補充植筋，鋼筋規(guī)格采用φ12 mm螺紋鋼筋，深度植入橋面板碰見鋼筋即可，植筋上部與鋼筋網(wǎng)片焊接，鋼筋網(wǎng)片位置應在面板下1/3～1/2 h（h為橋面鋪裝厚度）處，植筋時應盡量錯開橫向預應力筋，保護好縱向預應力管道。

d）無論鋪裝厚度是多少鋼纖維混凝土必須一次澆筑。

e）按負彎矩影響范圍確定橫向縮縫位置，宜在每跨1/4處和3/4處設兩道橫縫，即每跨設兩道縮縫，且所有縮縫應進行灌縫處理。

f）按重交通等級選用彎拉強度標準，并按抗壓強度和彎拉強度指標進行配合比設計。

5 橋面施工

由于鋼纖維混凝土橋面鋪裝施工的特殊性，結合以往施工經(jīng)驗和相關規(guī)范、規(guī)定，制定了鋼纖維混凝土橋面鋪裝維修加固施工工藝要求：

a）重新恢復標高系統(tǒng)，一般情況下,原橋標高系統(tǒng)已經(jīng)不準,需重新恢復標高系統(tǒng),以利于施工。

b）拆除原橋面鋪裝 先拆除原橋面瀝青混凝土和防水混凝土，鑿除時不要破壞箱梁頂板；在拆除過程中，由監(jiān)控單位對全橋結構整體性、穩(wěn)定性、安全性進行全程監(jiān)測，確保整個拆除過程中人員、機械設備、原橋結構的穩(wěn)定和安全。

c）混凝土鋪裝前的施工準備 （a）復測箱梁頂面標高，按路線設計方向，橫向量距3 m、6 m各設1點；縱向5 m一個斷面，根據(jù)測量結果采用整體調整方式確定橋面線形和標高；（b）為保證新老混凝土有效結合，應對梁頂表面進行鑿毛處理，形成凹凸不平小于6 mm的人工粗糙面；（c）封錨及施工預留孔防漏處理，鑿除橋面鋪裝層后，若發(fā)現(xiàn)豎向預應力梁頂封頭錨部位或混凝土箱梁頂板施工預留孔部位，應采用環(huán)氧樹脂或環(huán)氧樹脂砂漿進行封閉處理；（d）在橋面鋼筋網(wǎng)安裝和澆筑混凝土前，分兩次將梁頂面的油污、松散混凝土、砂漿、浮塵等雜質清洗干凈，再用高壓水將梁頂沖洗干凈，保證新舊混凝土的結合質量。

d）橋面植筋 清理混凝土表面雜質，按照直徑和深度要求鉆孔后，先用毛刷清除孔內(nèi)灰塵，再用清潔的壓縮空氣將灰塵清干凈，采用專用植筋膠植入鋼筋，按要求留有足夠的時間讓黏結劑固化。

e）布設橋面鋼筋網(wǎng) 定位、綁扎橋面鋼筋網(wǎng)，新鋪裝鋼筋網(wǎng)應設置足夠的架立鋼筋保證其安裝位置，不允許在澆筑鋪裝混凝土過程中鋼筋網(wǎng)跨塌使其緊貼梁板頂面。

f）澆筑橋面混凝土 為了保證橋面鋪裝的整體性，采用小型機具施工工藝。選取2臺強制式攪拌機建立混凝土攪拌站，并對計量器進行標定后，將鋼纖維與粗細骨料一起投放入攪拌機進行攪拌。鋼纖維混凝土的攪拌時間通過現(xiàn)場攪拌試驗確定，通常要比普通混凝土規(guī)定的攪拌時間延長10～20 s，保證鋼纖維在混凝土中均勻分布，消除鋼纖維結團和分布不均現(xiàn)象。鋼纖維混凝土拌和物從出料到運輸、鋪筑完畢的允許最長時間符合規(guī)范要求。采用震動梁振搗密實，不得使用振搗棒插入鋼纖維混凝土內(nèi)部振搗，也不得使用人工插搗。所采用的振搗機械和振搗方式除應保證混凝土密實外，還應保證鋼纖維的均勻分布，表面10～30 mm深度的鋼纖維應基本上為平面分布［1］，鋼纖維混凝土平整度在施工過程中可使用3 m直尺檢測控制，平整度為3 mm。

g）抗滑構造 使用硬刻槽方式制作抗滑溝槽，溝槽深度不小于3～5 mm，溝槽間距為30～50 mm，施工時認真掌握好制槽時間，以不致于使混凝土表面疏松和破損而又能達到溝槽要求深度為宜。

h）養(yǎng)生 采用土工布或薄膜覆蓋灑水養(yǎng)護，連續(xù)24 h養(yǎng)護7 d以上，禁止圍水養(yǎng)護。

i）封縫 按相關要求對橋面鋪裝分縫進行封縫處理。

6 維修效果

通過論證，選用優(yōu)化后的設計方案，施工方便，且有效改善了上部結構的受力性能；橋面鋪裝維修后經(jīng)檢測,各項指標符合圖紙和相關規(guī)范要求,工程質量達到合格標準；通車2年多，目前使用狀況良好，此項維修方案的實施取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。