橋面補強層加固方法的探討

劉雷雷 （安徽省海通建設集團有限公司，安徽 合肥 230088）

1 概 述

公路橋梁橋面板直接承受汽車荷載的作用，應力集中顯著。橋面板是公路橋梁主要構件中承受荷載和應力較大的構件之一。隨著交通量的迅速增長，車輛對橋梁構件的沖擊力增加，應力超過的頻率和疲勞的影響都越來越大，因此橋面板的破壞時有發生。而鋼筋混凝土橋面板出現破壞的形式，一般和其他混凝土構件類同，有裂縫、磨耗、剝離、露筋、銹蝕，嚴重的還會出現破碎、脫落、洞穴等。橋面板出現破壞的原因是多方面的，主要為設計不當、施工質量不良，以及運營中遭到外界荷載的影響等等。橋面板出現破碎、斷裂、脫落等破損后，直接影響車輛的通行，危及交通安全。因此，必須采用補強層加固技術措施，對其進行維修加固。本文通過某橋面補強加固實例的介紹，對橋面補強層常用加固方法及技術措施進行探討。

2 橋面病害及維修加固措施

2.1 橋梁概況

某橋系跨徑布置為11.57+11.00+11.57=34.14m的簡支板梁橋，建于1994年，寬為6.4m。主梁為1.6m寬的鋼筋混凝土空心板梁，板梁混凝土設計標號為C25號，結構簡支，橋面連續形式，下部結構為樁柱式。設計荷載為汽車-20級，掛車-100級。

隨著交通運輸量的不斷增長，車輛載重量越來越大，使得該橋橋面板病害較重，已不能滿足使用要求，需改造擴建并對橋面板進行維修加固。改造擴建實施方案為，在原板梁橋兩側拓寬新建同等跨徑布置的一座簡支板梁橋，使橋面總寬達到28m，使橋梁與橋頭道路同寬。橋梁橫斷面布置見圖1所示。

圖1 橋梁橫斷面圖（單位：cm）

圖2 橋面構造處理示意圖(單位：cm)

對于中間舊橋的利用，設計方案上作如下處理：鑿除原橋面混凝土現澆層，與左右側新建橋面整體鋪設鋼筋網，重新澆筑橋面混凝土，再攤鋪瀝青混凝土，使之形成整體化橋面，滿足與橋頭接線道路的交通需要。

在拆除中間舊橋橋面現澆混凝土層時發現，橋面現澆混凝土層實際上是由先后澆筑的6cm和7cm兩層混凝土組成?？招陌辶喉敯搴鼙?，最薄處僅2cm左右，平整度很差，施工質量也較差，露筋嚴重，估計是空心板梁在澆筑過程中芯模跑動所至。在鑿除橋面過程中，頂板多處破損，這些破損與缺陷在竣工圖紙中未見相關資料。通過對板梁其它部位檢查未發現明顯病害。根據以上分析，從節省工程費用和工期角度考慮，實施方案采取舊橋橋面補強維修加固措施，利用原有板梁，通過采取一定的技術措施，以達到提高板梁承載力的目的。

2.2 維修加固措施

根據以上橋面混凝土鑿除情況，通過分析研究，采取了對橋面現澆層進行構造處理，仍利用原有板梁，通過采取橋面補強加固的方法，達到提高板梁承載力目的。具體改造措施、步驟和工藝的要求如下。

①鑿除原橋面瀝青混凝土和現澆混凝土層，鑿除混凝土時既要徹底，又要盡量減少對板梁的損傷。

②對板梁頂板破損處進行托模補澆，采取有效防水措施，防止橋面向下滲水，使頂板整體化。

③清洗橋面，有效鑿毛，保持清潔和干燥，涂兩遍環氧膠液。

④在板梁腹部位植筋（沿縱向），并與橋面底層鋼筋網綁扎，加強新老混凝土的連接，見圖2所示。

⑤在原板梁鉸縫和新老板梁連接處兩側利用錨筋進行鋼筋綁扎連接，加強鉸縫傳力能力。

⑥設置兩層橋面鋼筋網，鋼筋直徑10mm，鋼筋采用光圓鋼筋?？v橫向間距15×15cm，整體澆筑C40號混凝土。

⑦加強板端橋面連續的縱向鋼筋，鋼筋直徑采用16mm，鋼筋采用Ⅱ級鋼筋。

⑧采用干硬性混凝土澆筑，提高補強效果。

⑨橋面混凝土澆筑后，加強養護，避免橋面混凝土過早受力。

2.3 試驗檢測與加固效果

為驗證維修加固的效果，在加固施工后對中間舊橋進行了靜載荷載試驗檢測。

根據各加載的工況實測得到最大的撓度值與相應加載工況下的理論計算撓度值，如下表所示。

跨中實測最大撓度與理論計算撓度對照表 表1

由表1可知，各撓度測點的殘余撓度百分比遠小于規范規定的20%。在試驗荷載作用下，邊跨跨中截面底板鋼筋實測最大拉應力為12.6MPa，理論計算為21.63MPa，中跨跨中截面底板鋼筋實測最大拉應力為11.4MPa，理論計算為24.42MPa。

靜載試驗檢測結果表明，橋梁結構剛度均滿足設計要求。且該橋加固后開放交通使用情況較好，跟蹤觀察未發現梁體出現新的病害，橋面補強層維修加固達到了預期效果。

3 橋面補強層加固方法

常用鋼筋網與混凝土、鋼筋網與膨脹混凝土、鋼纖維混凝土等三種方法，這些方法的構造簡圖如圖3所示。

橋面補強層加固設計計算的前提是，補強層能與舊橋面（梁面）結合良好，成為一個牢固的整體?，F行《橋規》規定，當水泥混凝土鋪裝層與板能共同受力時（鋪裝層與板能整體受力的條件下），板的計算厚度可計入扣除磨耗層（不少于2cm）后的水泥混凝土鋪裝層的厚度?？梢?，計入補強層厚度后的構件強度計算與普通鋼筋混凝土梁一樣計算，本文不再進行贅述。

5 橋面補強層加固法的施工工藝及主要措施

5.1 施工工藝流程（見圖4）

圖4 橋面補強層加固法的施工工藝流程

5.2 施工主要措施

橋面補強層加固法要達到預期效果，關鍵取決于新舊混凝土能否牢固的形成一個整體。因此，為確保新舊結構共同受力的可靠性和耐久性，需要從施工工藝上采取適當措施，以提高新、舊混凝土的粘結程度，可采用以下主要措施。

①對舊橋面進行鑿毛處理。鑿去橋面鋪裝層（若為瀝青混凝土鋪裝層，則全部鑿除），然后，在鑿去部分梁頂面混凝土約2cm左右，并使表面粗糙、成齒狀形、箍筋外露。

②對結合面進行處理，應采用高壓水進行表面沖洗，清除浮塵，并使結合面無積水，保持干燥。

③鑿毛清洗干凈后，混凝土面上可涂抹一層膠結劑，如1：0.4鋁粉水泥漿或環氧膠液等。

④架設新舊混凝土之間的聯系鋼筋?？稍谂f混凝土層上設置鋼筋錨，如圖5所示，也可把補強層鋼筋網與底層鋼筋焊接。

圖3 橋面補強層加固方法種類

圖5

橋面補強層的加固施工與一般修筑橋面混凝土鋪裝層一樣進行。要對雙車道或橋面拓寬的梁板橋，可以兩邊分開先后施工，以減小對交通的影響。同時，可結合道路路面維修養護工作一起進行，有利因素較多。

4 橋面補強層加固法的設計計算

⑤采用干硬性混凝土或鋼纖維混凝土澆筑補強層，以減少新澆混凝土的收縮，從而減少新、舊混凝土之間產生的差動收縮力，提高補強效果。

⑥補強層混凝土澆筑后，需加強養護，避免補強層過早受力影響加固效果。