朱一軍

（清遠市正陽公路工程監(jiān)理有限公司，廣東 清遠 511500）

1 概述

鋼筋混凝土剛架拱橋是在雙曲拱橋、桁架拱橋和斜腿剛架拱橋的基礎上發(fā)展起來的，由主拱腿、實腹段、腹孔弦桿、斜撐和橫系梁等構件拼組而成裸肋，然后在其上安裝帶有加勁肋的微彎板和懸臂板，并通過現(xiàn)澆混凝土橋面與裸肋結成整體組合結構。該橋型具有自重輕、材料省、整體性能好、外形美觀、裝配化程度高等優(yōu)點。但由于它屬于高次超靜定結構，結構受力較復雜，如果一個構件有病害產生，會引起整個橋梁產生一系列病害。

2 工程概況

廣東省清遠市佛岡縣S252線龍溪橋上部結構由凈跨3 m×30 m空腹式6肋5波鋼筋混凝土雙曲拱組成，橋面寬度9 m，其中兩側人行道各寬1 m，重力式橋墩，墩帽為混凝土，墩身與基礎為水泥砂漿砌片石，重力式橋臺。

3 橋梁病害分析

3.1 橋梁病害調查

（1）橋面系橋面板：橋面在上下游幅之間有兩條沿橋縱向的貫穿性裂縫，此裂縫由橋梁在行車過程中上下游主拱變形不協(xié)調所致。

（2）伸縮縫螺栓松動或脫落，兩側形成高差變形，局部混凝土壓碎，產生跳車現(xiàn)象，對橋梁有較大的沖擊。

（3）鋼筋混凝土弧形橋面板下肋普遍開裂，且裂縫較大，部分超過《城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范》規(guī)定的0.2 mm要求，最大裂縫達1 mm。

（4）橫梁與主拱連接不可靠，在連接處普遍出現(xiàn)松動裂縫，沒能很好傳遞主拱間荷載，橫梁橫向聯(lián)系作用失效。

（5）試驗跨各跑車工況下的橫向動位移峰值大于垂直動位移峰值，在20 km/h時速時幾乎是垂直方向的兩倍。

（6）動力特性脈動試驗獲得的 20 Hz內振型很密集，在20 Hz內，實驗模態(tài)有17個，各種振型均有，尤其是局部振型較多。

3.2 橋梁結構性能狀況檢測

通過對該橋梁實際檢測的數(shù)據(jù)分析和對實際承載力的檢測，橋梁橫向聯(lián)結系較差，整體剛度較弱。根據(jù)《城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范》對該橋梁進行整體的評估，該橋梁目前的完好等級為D級；同時根據(jù)《城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范》上部結構有落梁和脫空趨勢，本橋直接定為D級；另按附錄D的要求，當構件結構裂縫寬度出現(xiàn)超過2.2 mm，或橋梁出現(xiàn)非正常振動時，直接將橋定為D級，該橋的面板結構件下肋出現(xiàn)大于0.2 mm的結構裂縫，且根據(jù)動載試驗，在行車過程中，其橫向水平振動位移大于垂直振動位移，應屬于非正常振動，并考慮該橋橫向聯(lián)結系薄弱，出現(xiàn)橫向聯(lián)結系脫落墜入河中現(xiàn)象等，該橋定為D級不合格狀態(tài)，該橋梁屬于Ⅱ類養(yǎng)護的城市橋梁—城市主干路上的橋梁，應檢測后進行中修或大修工程。

4 主橋加固措施

根據(jù)橋梁靜、動載試驗及外觀質量檢測結果，結合有限元計算分析，綜合剛架拱橋的結構特點，本橋主要病害加固措施及詳細加固工藝如下：

4.1 裂縫處理

4.1.1 寬度δ＜0.15 mm的裂縫封閉工藝

（1）先用高速砂輪片沿裂縫走向刻出一道“V”形槽，深約6～8 mm，寬約4～6 mm，再對“V”形槽內及兩旁密封部分除污去塵，用無水乙醇清洗干凈。

（2）調配密封膠。

（3）將密封膠填入“V”形槽內壓實抹平，將裂縫封閉。

4.1.2 寬度δ≥0.15 mm的裂縫化灌工藝

（1）裂縫縫口表面的處理：先用鋼絲輪清除掉縫口 5 cm范圍的灰塵和污垢，再對縫口兩旁密封部分除污去塵，并用壓縮空氣吹除縫內浮塵。如縫口因灰塵等堆積過久而完全堵死，應用砂輪片對縫口進行拓寬處理。

（2）埋設灌漿嘴：裂縫表面處理完后，將灌漿嘴埋設在裂縫的交叉處、較寬處、端部或經拓寬處理的縫口部位，埋設間距為100～300 mm。

（3）封縫：灌漿嘴埋設后，沿縫口用密封膠或無機封堵材料進行密封，封縫厚度約1～2 mm，寬度約60 mm。

（4）密封檢查：待密封膠達到強度后，沿縫涂抹一層肥皂水，并隔1 000～2 000 mm的間距把中間的注漿孔用螺栓（纏生膠帶）堵上，從灌漿嘴中通入壓縮空氣，如密封的縫上有冒泡現(xiàn)象，應對該部位重新密封，當縫較長時可分段試氣檢查。

（5）灌漿：灌漿壓力應不小于280 kN/m（根據(jù)裂縫的可灌度來調整壓力），灌漿壓力應逐漸升高，防止驟然加壓使裂縫擴大。豎直裂縫灌漿從下到上依序進行，水平裂縫灌漿順序可由兩端向中間灌注。

（6）封口結束：對于縫內無水壓或其他壓力的，待膠初凝后即可拆下灌漿嘴，清除密封層；反之，只有膠達到強度后才能進行拆除、清理。

4.2 主拱肋加固

計算結果顯示，主拱肋跨中底部承載力無法滿足設計要求，因此，拱肋底部采用粘貼鋼板加固，具體操作工藝如下：

4.2.1 劃線定位

根據(jù)加固施工圖，準確地在混凝土表面劃出粘貼部位輪廊線及植筋位置。

4.2.2 原結構貼合面及鋼板貼合面處理

先用電錘鑿除原結構外表面疏松混凝土面層，然后用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去并用吹風機吹去表面灰塵，保證處理后的貼合面符合規(guī)范及設計要求并滿足混凝土面平整度小于3 mm。如表面濕度較大，除上述要求外，尚須進行人工干燥處理。鋼板黏結面需進行除銹處理，用角磨機打磨，直到露出金屬光澤。打磨粗糙度越大越好，打磨紋路與受力方向垂直，粘貼前用棉紗沾丙酮擦拭干凈。

4.2.3 植筋

按植筋結構膠產品使用說明書要求，將膠液倒入干凈容器內，以人工或電動工具將其完全調勻，注意翻看容器底部與邊角處的顏色，確保配好的膠液色澤一致。將調好的結構膠裝入注膠器內，然后用注膠器將結構膠注入植筋孔洞，孔洞內注膠容量必須大于50%，螺栓旋轉插入孔洞內。

4.2.4 固化

對溫度在10 ℃以上時，固化時間達48 h后可受力使用；溫度在24 ℃以上時，固化時間達36 h可受力使用。固化期間不得對鋼筋有任何擾動，固化后用建筑結構膠對植筋孔洞口進行封口修補。

4.2.5 檢測

為了檢測植筋是否滿足設計要求，應對所植鋼筋進行抽樣檢測，檢測結果必須符合設計要求。

4.2.6 粘貼鋼板

按產品使用說明書要求，將粘接建筑結構膠A、B兩組份倒入干凈容器內，以人工或電動工具將其完全調勻，注意翻看容器底部的顏色，確保配好的膠體色澤一致。用抹刀將配好的結構膠涂在鋼板貼合面上，要求鋼板上的膠層中間厚邊緣薄且膠層厚度宜為1～3 mm，然后將鋼板貼于預定的位置。

4.2.7 固定與加壓

鋼板粘貼好后立即用夾具或支撐、木方及預埋植筋螺栓等固定，并適當加壓，以使膠液剛從鋼板邊緣擠出為度。固定加壓后，用小錘敲擊粘貼面兩邊緣敲擊鋼板，如無空洞聲，表示已粘貼密實，否則應補膠或重新粘貼。

4.2.8 固化與拆模

對溫度在10 ℃以上時，固化時間達到36 h后可拆除鋼板外表的加壓裝置。膠體固化時，在10 ℃以上一般在24 h度達到設計值的70%以上，48 h后完全固化。

4.3 主橋拱肋間橫系梁加固

主橋含兩類橫梁體系，對Ⅰ類橫系梁，采用梁底粘貼型鋼的加固方法，粘貼工藝同上，對Ⅱ類橫系梁，采用型鋼梁直接替換原來的混凝土橫系梁。Ⅱ類橫梁型鋼梁替換加固操作工藝如下：

4.3.1 定位放線

根據(jù)加固設計圖的要求，在拱肋對應部位定出節(jié)點板的位置。

4.3.2 拱肋砼表面處理

采用手工鑿除松散砼，采用電動角磨機與金剛片將砼表面打磨平整，并用壓縮空氣將表面吹干凈，最后用無水酒精清洗干凈。

4.3.3 鉆錨栓孔

根據(jù)設計位置定出孔位，用電錘鉆Φ25孔，將孔吹洗干凈后，將螺栓按植筋工藝植入孔內。

4.3.4 節(jié)點鋼板制作安裝

用氧氣焊將鋼板按設計要求制作成型，根據(jù)錨栓位置將錨栓孔割出，然后安裝鋼板并上緊螺母。

4.3.5 連接板焊接

在節(jié)點鋼板畫出焊接位置，然后焊接，采用“V”形坡口焊接。

4.3.6 槽鋼梁制安、焊接

采用鋼管腳手架配合手拉葫蘆將下料成型并已做好油漆的槽鋼起吊至安裝位置，首先將槽鋼與節(jié)點鋼板點焊焊接，矯正位置后滿焊，焊縫高度15 mm，所有焊縫達到二級焊縫質量等級。

4.3.7 埋設灌漿嘴

采用IFS無機封堵料密閉節(jié)點鋼板四周，用灌膠泵在鋼板與拱肋混凝土間灌注結構膠，之后進行鋼材表面防腐工作。

4.4 微彎板加固

微彎板結構采用在板底粘貼鋼板及“工”字形型鋼的組合加固方法，鋼板能有效抵抗板底承受的拉應力，“工”字形型鋼等效為微彎板結構的加勁肋。其加固工藝同上。

5 結束語

總之，橋梁檢測是了解既有橋梁使用性能及工作狀態(tài)的重要手段。對某鋼筋混凝土拱橋進行調查分析和結構檢測，根據(jù)檢測結果分析其病害原因，提出了合理的加固改造方案。但還有許多環(huán)節(jié)，仍需在今后的施工中不斷地完善和發(fā)展。