某預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋的維修加固

■彭澤偉 ■中鐵大橋局武漢橋梁特種技術(shù)有限公司，湖北 武漢 430000

某預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋在通車后，在橋梁養(yǎng)護檢查中發(fā)現(xiàn)箱梁底板出現(xiàn)明顯開裂及漏水，為查明漏水原因及了解橋梁實際狀況，委托相關(guān)單位對箱梁進行了結(jié)構(gòu)檢測及荷載試驗，荷載試驗包括靜載試驗和動載試驗。

根據(jù)檢測結(jié)果，由于連續(xù)箱梁橋體裂縫數(shù)量較多，裂縫寬度較大，導(dǎo)致箱梁剛度減小，橋梁不滿足正常使用狀態(tài)的要求，需對橋梁梁體進行加固。

1 工程概況

橋梁總長120m，橋跨布置為(3×40)m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁;橋梁橫斷面為變截面箱梁，橫向布置為:0．5m 防撞墻+(12～18．08)m 車行道+0．5m 防撞墻。

橋梁橋面結(jié)構(gòu)為瀝青混凝土鋪裝;主梁為單箱雙室漸變?yōu)閱蜗淙医孛?，箱梁梁?．2m;橋墩臺均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，鋼筋混凝土實心橋墩;橋梁支座為球型支座。

2 橋梁病害狀況

(1)箱梁底板橫向裂縫較密集并延伸至邊腹板外側(cè)面，第三跨跨尤為嚴(yán)重，跨中位置處裂縫間距約15cm，最大縫寬為0．97mm;箱梁底板均有縱向裂縫，縫寬較細(xì)。

(2)經(jīng)測量第三跨梁底實測線形比設(shè)計線形在跨中位置處低6．82cm。

第三跨底板底面裂縫分布情況如下圖:

圖1 底板裂縫分布圖

3 維修加固方案

根據(jù)橋梁病害情況及檢測報告，該橋梁維修加固方案主要為梁體裂縫修補、梁體預(yù)應(yīng)力加固。

3．1 梁體裂縫修補

根據(jù)裂縫的寬度δ，按下列原則處理:

凡裂縫寬度δ≥0．15mm時，采用“壁可法”封閉處理;

凡裂縫寬度δ＜0．15mm時，采用環(huán)氧膠泥封閉處理。

在裂縫灌注前在進行適量的壓重，然后進行裂縫修復(fù)，待裂縫修復(fù)完成后再卸載。

3．2 梁體預(yù)應(yīng)力加固方案

通過設(shè)置轉(zhuǎn)向鋼管、轉(zhuǎn)向鋼支架、植筋、澆筑混凝土并設(shè)置體外預(yù)應(yīng)力進行加固。鋼束張拉端彎起至箱梁頂板，固定端彎起并錨固于腹板上，對梁體整體性能進行加固。同時在鋼束豎彎段設(shè)置轉(zhuǎn)向鋼管、轉(zhuǎn)向鋼支架以控制徑向力，在箱梁底板上設(shè)置橫向支撐以控制鋼束的水平向徑向力，預(yù)應(yīng)力體系布置如圖1所示。

圖2 預(yù)應(yīng)力體系布置圖

施工工藝流程為:施工準(zhǔn)備→鉆孔植筋→安裝鋼結(jié)構(gòu)支架及轉(zhuǎn)向鋼管→鋼筋綁扎→安裝預(yù)應(yīng)力管道→預(yù)應(yīng)力筋安裝→模板安裝→澆筑混凝土→養(yǎng)護→拆除模板→張拉→管道壓漿→封錨。

3．2．1 施工準(zhǔn)備

(1)施工前根據(jù)設(shè)計圖紙對施工的區(qū)域進行測量放線，由于箱內(nèi)底板及倒角位置因人為控制因素，一般誤差較大，為保證區(qū)域的準(zhǔn)確，需將測量基準(zhǔn)點導(dǎo)入到箱內(nèi)進行準(zhǔn)確放樣。

(2)根據(jù)測量放樣確定的區(qū)域，需對區(qū)域內(nèi)原結(jié)構(gòu)中鋼筋及波紋管位置進行測定，以免鉆孔時對原結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋造成損傷。

(3)施工前張拉油表及千斤頂配套進行標(biāo)定，對結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)強度應(yīng)通過在現(xiàn)場試植筋方式進行試驗，滿足設(shè)計及規(guī)范要求后，方可正式展開植筋施工。

(4)鋼絞線試驗檢驗合格，各種材料經(jīng)檢驗合格，各種張拉設(shè)備已經(jīng)進過檢驗和標(biāo)定，圖紙理解優(yōu)化。

3．2．2 鉆孔植筋

按設(shè)計圖紙要求測量放線出鉆孔位置，用紅色油漆做好標(biāo)識，按照混凝土表面紅色標(biāo)記孔眼位置鉆孔，由于鋼筋混凝土內(nèi)部有大量鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼絞線，而且鋼筋位置與設(shè)計圖有誤差，容易在鉆孔時碰到鋼筋阻礙鉆孔，故須用鋼筋探測儀確定鋼筋位置，避開內(nèi)部普通鋼筋而適當(dāng)移動孔眼位置，但不得減少植筋數(shù)量。植筋采用電錘成孔，待孔鉆完后用等長度做有標(biāo)記的鋼筋插入孔內(nèi)，可檢查孔內(nèi)的暢通程度、鉆孔深度及垂直度。

鉆孔結(jié)束后，先用毛刷子伸入孔內(nèi)轉(zhuǎn)動，然后用壓縮空氣將孔內(nèi)灰塵吹出，重復(fù)多次，直至孔內(nèi)無粉塵逸出。然后用毛刷蘸丙酮或酒精來回清洗三次左右，直至孔壁無粉塵附著在上面。

清孔結(jié)束后，將安裝好混合管的料罐置入注射槍中，將混合管插入至孔底，由孔底往外均勻注入膠體，灌注量一般略多于孔深的三分之二，注膠同時均勻外移注射槍。從孔底開始注膠到注膠結(jié)束的過程，注射槍移動速度要緩慢，保證孔內(nèi)膠體的密實。注意:注膠開始前，從新的混合管中打出的膠體不得注入到孔內(nèi)，因為此時的膠體可能沒有混合均勻(可目測膠體顏色)。注入膠后，應(yīng)立即將鋼筋慢慢旋轉(zhuǎn)壓至孔底，保證膠體分布均勻，目視表面有少量膠體外溢。鋼筋植完后固化期內(nèi)不得擾動鋼筋，否則將影響錨固效果。

3．2．3 安裝鋼結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)向鋼管

首先需將加工好的鋼板通過結(jié)構(gòu)膠粘貼于混凝土表面，使鋼板與砼牢固的形成一體，具體工藝流程為:定位放線→植錨栓及基層處理→構(gòu)件表面處理→鋼板鉆孔安裝。

3．2．4 鋼筋綁扎、安裝預(yù)應(yīng)力管道

鋼筋按設(shè)計圖紙在加工場加工成型后，在現(xiàn)場按測量放樣的位置進行綁扎，綁扎前需對原結(jié)構(gòu)表面進行清理、鑿毛。鋼筋綁扎的同時進行預(yù)應(yīng)力管道的安裝，預(yù)應(yīng)力管道按照設(shè)計圖紙進行定位。

3．2．5 澆筑混凝土、養(yǎng)護

澆筑前應(yīng)對鋼筋、模板、預(yù)應(yīng)力管道進行仔細(xì)檢查，經(jīng)檢查合格后方可進行澆筑。混凝土采用混凝土攪拌車運輸至梁端進人孔位置，采用溜槽進入梁內(nèi)，在梁內(nèi)通過人力斗車轉(zhuǎn)運至澆筑位置。

新增預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)尺寸小，混凝土量小，但鋼筋密布，預(yù)應(yīng)力管道相對截面大，混凝土振搗時要仔細(xì)、認(rèn)真，保證其振搗質(zhì)量。

混凝土養(yǎng)護時間不少于7天，每天灑水次數(shù)視環(huán)境濕度與溫度控制，灑水以能保證混凝土表面一直處于濕潤狀態(tài)為準(zhǔn)，不得形成干濕循環(huán)?；炷翉姸冗_到設(shè)計要求時即可拆除模板。

3．2．6 預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力鋼束張拉必須在混凝土強度達到設(shè)計要求后再進行張拉，按照左右對稱進行張拉。張拉采取“雙控”的方法進行作業(yè)，以壓力表控制為主，伸長量控制為輔，進行校核。

張拉完成后應(yīng)在48小時內(nèi)進行壓漿，壓漿采用成品灌漿料。管道壓漿前，首先清理管道內(nèi)的污物及積水。壓漿管道應(yīng)在最高點設(shè)置排氣孔，以利于排氣，保證壓漿質(zhì)量。管道壓漿作業(yè)以預(yù)應(yīng)力管道一端冒濃漿為止。

4 加固效果

維修加固施工完成后，通過委托相關(guān)單位對加固后的橋梁進行荷載試驗，證明橋梁結(jié)構(gòu)抗力得到了有效的提升，滿足原設(shè)計正常使用承載能力。重新通車運營后，經(jīng)過觀察，未出現(xiàn)新的病害。綜合說明，該橋的維修加固達到了預(yù)期效果。也為以后同種類病害加固提供了依據(jù)。