既有橋梁鋼波紋板加固施工技術探究

梁志乾

（甘肅省白銀公路事業發展中心，甘肅 白銀 730499）

0 引言

近年來，我國建成運營的中小跨徑公路橋梁上部結構大多采用普通鋼筋混凝土空心板或現澆實心板，設計荷載采用汽-20，掛-100。隨著交通量增加，特別是大重型車輛，容易導致實心板和空心板小橋出現單板受力、梁底橫向開裂等影響結構安全的病害，嚴重影響道路的安全運營。對于運營線路來說，傳統拆除重建或更換上部結構方案均面臨著中斷交通、污染環境、施工周期長、費用高等問題。

鋼波紋板作為新材料，具有強度高、工廠化程度高、造價相對低廉、施工便捷等優點，在小跨徑橋梁及蓋板涵加固中廣泛應用。

1 加固方案簡介

傳統危橋加固方案一般為保留原橋下部結構和基礎，更換上部結構、重新澆筑橋面鋪裝層。該方案保持了原橋的凈高，能徹底解決橋梁病害，但存在施工費用較高、施工期間需要修筑便道、施工周期長、社會影響大等問題。

鋼波紋板加固方案對原橋不做拆除，在梁底和橋梁墩臺內側增加30cm的內套層。施工期間不需要中斷交通，也不需修筑便道，造價相對較低，施工周期短[1]。

2 結構受力分析

加固前，原橋多為簡支結構，上部結構以受彎為主，下部結構以受壓為主。采用鋼波紋板加固后，橋梁整體受力類似于框架橋，新增波紋板以受拉為主，填充混凝土以受壓為主，充分發揮兩種材料的受力特性。同時，框架體系中上部結構最大彎矩和變形均比簡支梁小[2-3]。

2.1 加固理念[4-5]

鋼波紋板加固法主要是在原橋內嵌入一道與之形狀相匹配的鋼波紋板內襯，然后在原橋梁底、橋墩掛網植筋，在鋼波紋板上焊接剪力釘，最后在原橋與內襯之間灌注C30自密實混凝土，形成共同受力，提升橋梁的整體承載力。

2.2 鋼波紋板加固方案施工流程

（1）準備階段。在加固前，要對原橋凈跨、凈高測量復核；鋼波紋板內襯定制、鋼筋加工；混凝土配合比試驗；水泥、砂石、鋼筋等材料的采備送檢等準備工作。

（2）地基處理。清除橋底淤泥等雜物，勘探地基承載能力。當承載力滿足設計要求時，直接澆筑新增鋼筋混凝土基礎；當地基承載能力不滿足設計要求時，應對基地采用砂礫或碎石換填，提高地基承載能力。

（3）梁體、橋臺處理。用鋼絲刷、角磨機等工具人工清除梁體、橋臺表面的灰塵、松散的混凝土，確保結合面的干凈。其次需對裂縫封閉處治：對寬度小于0.15mm的裂縫采用封縫膠封閉處理；對寬度大于0.15mm裂縫采用壓力注漿補強處理，確保雨水不沿裂縫下滲。

（4）基礎混凝土澆筑。應先在橋臺側面及基礎頂面植入鋼筋，布置鋼波紋板頂推槽鋼，最后支模澆筑基礎混土。為確保鋼筋混凝土澆筑后，擴大的橋臺與原橋臺形成整體，要嚴格控制混凝土澆筑的質量和結構尺寸、波紋板預埋件位置。

（5）波紋板的預制安裝。鋼波紋板及其配套零件在工廠內完成制作、預拼裝。在梁底搭設腳手架，并延伸4m，便于鋼波紋板拼裝、頂推，鋼波紋板安裝前要復測定位中軸線，拼裝的時候注意中間板片和端頭板片的位置，每拼裝3m校對一次位置和軸線，如果出現偏差，應采用千斤頂糾正。波紋板應對稱安裝，先安裝兩側，再分別向上拼接，每拼裝3m頂推一次，直至整體各鋼波紋板安裝到位。

（6）灌注混凝土。整個加固混凝土分兩階段澆筑，第一階段為側墻部分混凝土，第二階段澆筑梁底微膨脹自流平混凝土。所有混凝土采用泵送，同時通過敲擊確認混凝土澆筑密實度，若存在空洞，可在波紋板鉆孔注漿，確保填筑混凝土的密實性。

（7）養生及清場。澆筑完成后，清理施工場地，疏通排水系統。養生到期后，拆除側模，整修粉刷表面，恢復錐坡等附屬設置。

2.3 施工注意事項

（1）微膨脹自流平混凝土。委托有資質的單位試驗確定膨脹劑、減水劑的品種和摻和量，確定符合要求的經濟配合比。其次在施工前應根據試驗單位提供的配合比試拌和，檢測微膨脹自流平混凝土的坍落度、強度、抗滲性能等技術指標，若發現指標未達標時，應會同試驗單位調整。

（2）排水處理。橋梁腐蝕、泛堿等很多病害都是由排水不及時引起的，橋梁鉸縫、伸縮縫位置是雨水下滲的重點部位。在鉸縫、伸縮縫及雨水易滲漏位置設置排水管及在兩端設置集水總管，使雨水通過排水管排至外部排水系統[6-7]。

（3）波紋板制作。在進場時、基礎完工后應及時復核橋梁凈高、凈跨，并將結果反饋至鋼波紋板加工單位，確保鋼波紋板加固尺寸的精度，確保鋼波紋板與舊橋之間的混凝土厚度。由于波紋板板片之間由螺栓連接，為確保現場拼裝順利完成，生產廠家加工完成后應開展廠內預拼裝，對不合格部位及時矯正處治。鋼波紋板在出廠時均采用熱鍍鋅防銹技術，針對在運輸、安裝過程中鍍鋅層損壞部位，應在結構安裝完成后噴涂防銹漆，增強鋼波紋板的防銹能力。

（4）混凝土澆筑。在混凝土澆筑完成后，檢測澆筑密實度，對波紋板與原結構之間的空洞需二次注漿充填，尤其是梁底部位，否則在運輸過程中會產生沖擊動載，惡化結構受力。在混凝土施工完畢至混凝土終凝前，要求車輛通過車速小于10km/h。

3 加固實例及效果分析

（1）根據表1所示，通過對比可以看出，跨徑和凈高相近的橋梁，方案一比方案二每平方米造價高30%左右；方案一中交通管制便道施工費占建安費的20%左右，且隨著橋梁凈高增加而增加；方案一比方案二的施工工期長25%左右；方案二中每平方米造價隨著橋梁凈高增加。

表1 實例分析對比表

（2）按照經濟對比，當橋梁跨徑在10m以內，且凈高不超過4m的情況下優先選擇鋼波紋板加固方案，反之選擇更換上部結構加固方案。

（3）橋梁經過加固后，橋梁技術狀況明顯提升、橋梁荷載等級能夠達到設計要求，經過對已加固橋梁的觀測，未發現裂縫、單板受力等病害，達到預期加固效果。

4 結束語

按照經濟對比，當橋梁跨徑在10m以內、凈高不超過4m時優先選擇鋼波紋板加固方案，反之選擇更換上部結構加固方案；因橋下空間狹小，不利于鋼波紋板的拼裝，建議將鋼波紋板與基礎之間采用槽鋼連接，將鋼波紋板在橋梁一側拼裝好后往另一側頂推，連接槽鋼作為頂推的滑動槽，可解決舊橋凈空不足、拼裝困難的問題；波紋鋼板內襯加固技術是一種比較經濟、快捷的加固方案，在小跨徑橋梁加固上具有較好的應用前景。