揭陽S234線老北河大橋維修加固施工技術方案探討

謝海光

廣東華路交通科技有限公司 廣東 廣州 510014

1、工程概況

老北河大橋處于省道S234上，位于揭陽市區，橫跨榕江北河。橋梁分為兩幅，一幅為拱橋，另一幅為梁橋，橋面的總寬為20.55m。拱橋幅全橋長275.5m，共8跨，橋梁跨徑的組合是8×32m。上部構造主拱圈為空腹式的雙鉸拱橋型式，在一端拱腳和跨中設鉸，每跨共6個腹拱，其中各跨的1號腹拱與6號腹拱是三鉸拱，其余為無鉸的腹拱。下部構造為石砌橋墩。梁橋幅全橋長276m，共10跨，橋梁跨徑的組合為1×10m+8×32m+1×10m，引橋上部構造為10m鋼筋混凝土T梁，主橋為32m預應力混凝土的簡支T梁，下部構造為雙柱式的橋墩，懸臂式蓋梁，埋置式輕型橋臺。

本次維修加固主要內容包括：⑴拱橋幅：2#墩基礎增大截面加固，部分腹拱圈增大截面加固，拆除舊橋面系及新建橋面板、重做橋面系等；⑵橋梁幅：10m及32mT梁內邊梁翼板加長加固，32mT梁內邊梁新增體外預應力加固，10m及32mT梁新增橫隔板加固，10mT梁內邊梁外包鋼板+灌漿加固，T梁重新澆筑現澆層，更換支座，蓋梁增大截面加固，重做墩臺擋塊，重做橋面系等。

加固后斷面寬度:2.66m（欄桿+人行道+非機動車道）+7.0m（機動車道）+1.0m（中央分隔帶）+7.0m （機動車道）+3.04m（欄桿+人行道+非機動車道）=20.70 m。

2、拱橋幅加固施工技術方案

2.1 腹拱圈增大截面加固施工

拱橋幅各跨 1 號、6 號邊腹拱均存在不同程度病害，并有坍塌危險。本次維修加固對1-1#、1-6#、5-1#、5-6#、6-1#、6-6#、8-1#、8-6#邊腹拱及立墻進行增大截面加固，增大截面厚度為 25cm，采用C40微膨脹自流平混凝土，其中立墻增大截面混凝土通過植筋與立墻連接成整體，為釋放腹拱圈變形，在腹拱圈與腹拱圈增大截面混凝土之間涂刷熱瀝青進行隔開。

腹拱圈增大截面構造示意圖

2.2 拱橋幅橋面系拆除施工

⑴拆除順序

橋面系結構拆除按“瀝青層→人行道板及欄桿→切割橋面鋪裝→劈裂橋面鋪裝→鑿除搭板及引道→清渣”順序進行。

⑵拆除施工

橋面的鋪裝層拆除，不但需把鋪裝層全部在橋面上剝離，而且不可以對原橋梁的梁體造成損傷。拆除措施為：第一步先挖除護欄，挖機挖除上半部分，鉤在橋面運出。第二步用切割機在橋面鋪裝每隔30m左右切除兩個口進行探測原鋪裝深度，避免切到損傷梁橋幅T梁翼板。切縫機切縫，將整個橋面鋪裝切成一塊塊約1.2*1.5m的小板。風鉆打眼，每塊板上打眼4-6個。再用液壓劈裂機在眼口進行分裂，將劈裂后的鋪裝小塊隨拆隨時清理外運。

2.3 新建橋面板施工

本次維修加固僅在原相鄰挑梁之間增設挑梁，并新建澆筑C40混凝土橋面板，橋面板厚度為20～34.7cm，機動車道側懸臂端根部厚度不小于31cm，人行道側懸臂端根部厚度不小于20cm。

新增橋面板一般構造圖

新建橋面板通過在原橋面板與挑梁上植筋，以及在新增挑梁上預埋鋼筋與原結構連接。翼板設置雙層雙向鋼筋網，內設面層雙向鋼筋網，鋼筋采用Φ25，鋼筋間距橫向為15cm，縱向為10cm。

⑴模板固定。懸臂板：利用側墻作為橋面板模板支撐體系，模板采用木模，按橋面板的形狀依次加工成形進行固定。利用原主拱圈及側墻支撐架設工字鋼進行反吊，根據設計施工圖所示的角度及尺寸用∟6.3角鋼加工成三角架和20a反拉槽鋼共同作用作為懸臂板模板支撐體系。

⑵表面清洗干凈后，按圖紙和規范要求綁扎鋼筋網。鋼筋的焊接要求雙面焊接，焊接長度不得小于5d。鋼筋網的保護層按標高點進行控制，利用原橋面板植筋進行點焊定位固定。

⑶標高控制:為保證橋面板的整體性，采取全幅一次澆筑成型。在澆筑過程要保證其縱向平整度。

⑷砼澆筑:采用商品混凝土，砼坍落度控制在14～16cm。由外購商品砼運輸車運送到施工點，人工攤鋪平整后，振動棒振搗密實，并用刮尺進行粗平，混凝土初凝后表面進行拉毛處理，保證橋面板粗糙度，以使其與面層瀝青混凝土很好的連接。

⑸在砼初凝后用塑料薄膜和保溫布覆蓋，并確保砼澆筑完成后七天內保持濕潤。

2.4 重做橋面系施工

結合上部結構加固，對拱橋幅橋面系做如下加固措施：

⑴重做拱橋幅橋面鋪裝層后采用SBS改性瀝青防水粘結層+5cmAC-13C改性瀝青混凝土面層，采用單向1.5%橫坡；

⑵重做拱橋幅人道，重新設置人行道欄桿；

⑶0#、8#臺臺頂截面重新設置伸縮縫，其余兩鉸拱位置重新設置變形縫。

3、梁橋幅上部結構加固施工方案

3.1 32mT梁

為保證加固后T梁橫斷面滿足加固后橋斷面的需求，對T梁橋幅做如下加固措施：

⑴對32mT梁內邊梁翼板進行加長處理，加長后，梁橋幅橋寬為 9.73m；

⑵為保證加固后T梁的承載能力及安全性滿足規范要求，對T梁內邊梁采用新增體外預應力進行加固，1片內邊梁張拉2束φs15.2-7 預應力鋼絞線，張拉控制應力為1116MPa；

32mT梁內邊梁張拉體外預應力鋼束構造示意圖

⑶為保證加固后T梁內邊梁翼板根部的承載能力及安全性滿足規范要求，重新澆筑T梁現澆層，通過在T梁頂面植筋，與T梁連接成整體，共同參與受力，T梁現澆層厚度為7～15.7cm，且需保證T梁內邊梁懸臂板根部+現澆層不小于34cm；

⑷為減小T梁內邊梁外翼緣的變形，同時增強T梁間的橫向聯系，對T梁內邊梁外側及內邊梁與次內邊梁之間新增橫隔板加固，其中內邊梁與次內邊梁在原橫隔板中間新增橫隔板，內邊梁外側在與內邊梁、次內邊梁原橫隔板及新增橫隔板對應位置新增橫隔板，新增橫隔板厚度為20cm。

32mT梁新增橫隔板構造示意圖

10mT 梁外包鋼板+灌注高性能砂漿加固示意

3.2 10mT梁

⑴對10mT梁內邊梁翼板進行加長處理，加長后，梁橋幅橋寬為9.73m；

⑵為保證加固后T梁的承載能力及安全性滿足規范要求，對T梁內邊梁采用外包鋼板+灌注高性能砂漿進行加固；

⑶為保證加固后T梁內邊梁根部的承載能力及安全性滿足規范要求，重新澆筑T梁現澆層，通過在T梁頂面植筋，與T梁連接成整體，共同參與受力，T梁現澆層厚度為7～15.7cm；

⑷為減小T梁內邊梁外翼緣的變形，同時增強T梁間的橫向聯系，對T梁內邊梁外側及相鄰T梁之間新增橫隔板加固，其中相鄰T梁在原橫隔板中間新增橫隔板，內邊梁外側在與T梁間原橫隔板及新增橫隔板對應位置新增橫隔板，新增橫隔板厚度為 20cm。

3.3 32mT梁內邊梁新增體外預應力施工

此次體外預應力束采用外包有PE保護層直徑為15.2mm，抗拉標準強度為1860MPa；

32mT梁內邊梁增設2束體外預應力鋼束進行加固補強,預應力鋼束采用 7-15.2鋼絞線,施工時應購買相配套的錨具、防護裝置。施工要點如下：

⑴認真閱讀設計圖紙，根據施工現場和加固構件混凝土的實際狀況，制訂施工方案和施工計劃；

⑵T梁腹板新舊混凝土接觸面鑿毛，露出新鮮骨料，呈荔枝皮形狀，鑿毛面清洗干凈；

⑶腹板齒板縱向每20cm設置一道20×5cm 橫向剪力槽；

⑷齒板植筋，布設鋼筋；植筋前，應探明T梁內波紋管及鋼筋位置，若植筋與T梁波紋管或主筋有沖突，植筋位置應避開；

⑸澆注腹板體外預應力齒板混凝土。待混凝土強度達到100%后，張拉體外預應力束，要求分級、對稱張拉；預應力束張拉應在有經驗技術人員指導下由固定工班進行操作，不允許臨時工承擔此項工作。每次張拉均應有完整記錄，且應在監理在場的情況下進行。混凝土要求采用C40微膨脹自流平混凝土，要求在封閉交通條件下澆注；

⑹預應力束張拉采用延伸量與張拉噸位雙控，延伸量誤差范圍為±6%。延伸量為鋼束上標定平面位置距錨墊板之間的距離變化值，不得以油缸伸長值代替延伸量。

⑺鋼絞線張拉時不允許斷絲，一旦出現斷絲，必須更換整束鋼絞線；

⑻檢查千斤頂和錨具有無滑絲：查看δ2-δ1是否大于7mm，如大于7mm，則表明出現了整體滑絲，應查明原因并采取措施解決后，方可繼續張拉。再檢查鋼絞線尾端標定平面是否仍為一個平面，如平面出現了變化，說明有個別鋼絞線出現了滑絲現象，必須采取措施進行及時處理；

⑼千斤頂和油泵必須配套標定和配套使用；

⑽體外束防震定位裝置；

⑾外露鋼構件防腐處理。

3.4 外包鋼板+灌注高性能砂漿施工

對10mT梁腹板及底板進行外包鋼板+灌注高性能砂漿加固，施工前需對橋梁進行封閉交通，以保證施工安全及施工質量。

施工要點和主要工藝流程為：混凝土表面處理→鉆孔植埋螺桿→鋼板下料及表面處理→鋼板安裝固定→灌注高性能砂漿→養護檢驗→防腐處理。

⑴混凝土表面處理

對設計外包鋼板區域的混凝土表面，用專用鑿毛機鑿除表層混凝土，深度為6mm，使堅實混凝土結構層外露，且大面平整；并保持表面清潔干燥。

⑵鉆孔植埋螺桿

在粘貼區域沿粘貼鋼板長度方向以不大于40cm布置孔位，鉆孔植埋螺栓，其距粘貼鋼板端部的距離應控制在5～10cm之間，鉆孔打盲孔前，應用測試儀查明梁腹鋼筋分布，避免碰及鋼筋或預應力管道。對鉆好的盲孔先用壓縮空氣由孔底向孔外清理孔內浮塵，再用甲苯或工業丙酮洗盲孔，晾干后涂抹一層薄薄的環氧樹脂類基液，向盲孔內注入三分之二孔深的環氧類結構膠，然后將經除油清洗晾干并涂有一層環氧樹脂類基液薄漿的螺桿緩慢轉動插入，然后補填環氧類結構膠使孔口填塞飽滿。

⑶鋼板按尺寸加工好后，按照設計圖紙要求焊剪力銷釘。剪力銷釘必須焊接牢固，焊縫要飽滿，銷釘位置、垂直度必須控制好。

⑷鋼板安裝固定

鋼板制作完成后，將相應各種型號鋼板固定相應位置，用螺栓固定鋼板，螺桿擰緊次序應按由內向外、由中間向兩邊進行，按照施工規范的要求，調整好螺栓，焊接鋼板縫隙，焊縫要飽滿、平齊。

⑸灌注高性能砂漿

向鋼板與結構表面空隙處灌注高性能砂漿，保證鋼板與原結構間砂漿飽滿。該砂漿為雙組份I級聚合物砂漿，要求強度高、粘接性能好、抗老化的環保型聚合物砂漿。

⑹鋼板防腐

粘貼鋼板施工完成后，表面處理經驗收后立即進行涂層施工。

3.5 重做橋面系施工

結合上部結構加固，對T梁橋幅橋面系做如下加固措施：

⑴重做T梁橋幅橋面鋪裝后采用SBS改性瀝青防水粘結層+5cmAC-13C改性瀝青混凝土面層，采用單向1%橫坡；

⑵更換T梁橋幅人行道板，重新設置人行道欄桿；

⑶重新設置伸縮縫，0#、10臺臺頂及3#、7#墩墩頂設置GQF-C80型伸縮縫，其余墩頂設置橋面連續。

4、維修加固后驗算結論

經過本次維修加固后，經過設計計算，結論如下：

⑴拱橋橋面板懸臂根部抗彎、抗剪承載力、懸臂端部撓度均滿足規范要求；

⑵梁橋T梁翼緣板內邊梁根部抗彎、抗剪承載力、懸臂端部撓度均滿足規范要求；32mT梁增加體外預應力后預應端部撓度均滿足規范要求；32mT梁增加體外預應力后預應力效應提高約20%；10mT梁采用外包鋼板+灌注高性能砂漿結構抗力提高約20%。

上圖為揭陽市S234 線老北河大橋維修加固后效果

5 結束語

總的來說，經過對于橋梁的檢查，將橋梁的養護、加固維修等工作做好，是決定加固維修措施可行與是否正確的可靠保障。而且是橋梁養護、評定、加固維修工作當中不可缺少的關鍵構成成分。對于橋梁加固維修施工工藝的研究，是對于技術狀況較差橋梁加固維修工作穩定與安全的關鍵保證，因此，今后的施工實踐當中一定得強化對于加固維修施工工藝的應用與研究，進而確保加固維修整體的質量，使得橋梁應用壽命得到延長，對人群與車輛的通行更好進行服務。