張新

摘 要：針對某橋梁受損蓋梁及立柱采取了搶修加固設計方案進行介紹，闡述橋梁搶修方案設計的基本原則、設計要點及應急搶修流程，給出了搶修關鍵階段的具體設計及具體施工方案，為今后類似工程提供參考依據(jù)。

關鍵詞：受損橋梁；加固設計；技術措施

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.23.123

1 工程概況

某受損橋梁結(jié)構(gòu)形式為裝配式預應力混凝土連續(xù)小箱梁橋結(jié)構(gòu)，梁高13m跨徑組合為6×20m加5×20m，樁基采用C25混凝土，10cm厚瀝青混凝土鋪裝層橋面鋪裝為8cm厚C40混凝土鋪裝層，箱梁采用C50混凝土，墩柱、蓋梁采用C30混凝土，該幅6號立柱高度達12m，基樁樁徑為1.5m，地質(zhì)條件為黏土或粉質(zhì)土，下有卵石夾層，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，地面高程堆積的泥石流比原設計地面高程高出約10m。位于6×20m跨的6號墩右幅橋梁最外側(cè)立柱構(gòu)件出現(xiàn)傾斜斷裂，上部橋面結(jié)構(gòu)下陷，嚴重阻礙了交通通行?，F(xiàn)就受損橋梁采取了搶修加固設計設計要點及應急搶修流程，給出了搶修關鍵階段的具體設方案。

2 受損蓋梁及立柱搶修加固設計方案基本原則

針對以上病害總體情況及重難點分析結(jié)果，設計和施工方案的確定應遵循以下幾點原則：

（1）加固設計方案應對癥下藥、標本兼治。（2）安全性原則。既要考慮各種病害導致結(jié)構(gòu)承載力的降低，也要考慮加固措施及其施工過程對結(jié)構(gòu)承載力的不利影響，特別是對原結(jié)構(gòu)的損傷，應盡量減至最低程度。（3）方便施工原則。加固方案的制訂要充分考慮當?shù)厥┕l件和難度，方便施工。（4）經(jīng)濟性原則。加固措施在滿足功能要求的前提下，應兼顧經(jīng)濟性原則，避免不必要的浪費。（5）動態(tài)設計原則。邊施工、邊監(jiān)控、邊調(diào)整。舊橋加固有別于新橋，設計方案和施工工藝均應遵循動態(tài)設計原則，不斷完善施工工藝，并根據(jù)監(jiān)控結(jié)果及時調(diào)整設計。施工單位進場后，若發(fā)現(xiàn)新的病害或病害情況與檢測報告有明顯差異，應及時與設計方聯(lián)系溝通，待核實后確認具體實施方案。

3 受損蓋梁及立柱搶修加固方案總體設計

3.1 加固設計要點搶修加固的主要目標是恢復結(jié)構(gòu)原有正常使用功能

根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果以及病害成因，提出搶修加固設計要點如下：

（1）對橋梁西側(cè)建筑垃圾逐漸開挖放坡。（2）為6號墩受損蓋梁設置臨時鋼斜撐。（3）橋下淤泥清理，在6號墩兩側(cè)設置橋下臨時鋼立柱支撐并頂升主梁。（4）拆除6號橋墩立柱及以上蓋梁，重新澆筑新立柱和蓋梁。

需要說明的是，加固所能達到的目標是建立在平時對橋梁進行完善養(yǎng)護和規(guī)范化施工基礎之上的，若施工不規(guī)范、養(yǎng)護不得當，加固的效果也會隨著時間的推移而逐漸減弱直至喪失。根據(jù)此次加固的原則，對已有病害予以清除，實際操作時應盡可能不損傷原橋無病害部分；充分考慮維修及加固新增構(gòu)造物與原結(jié)構(gòu)的連接，使新舊結(jié)構(gòu)形成整體，共同協(xié)調(diào)工作；施工方便、可行，同時盡可能減少對交通的影響。

3.2 加固設計流程

在具體的施工過程中，施工單位可結(jié)合業(yè)主要求、工期安排、自身施工經(jīng)驗及施工條件等對施工流程進行優(yōu)化，在確保施工質(zhì)量的前提下，最大可能地縮短搶修工期和減少對交通的影響。（1）橋下清淤及臨時鋼立柱的擴大基礎及承臺施工。（2）橋下鋼立柱及鋼橫梁吊裝。（3）架設千斤頂頂升支撐主梁。（4）拆除受損蓋梁和立柱。（5）鋼筋綁扎、支模重新澆筑新立柱和蓋梁。（6）頂升更換支座完成體系轉(zhuǎn)換。（7）臨時支撐拆除，荷載試驗及部分病害處理。（8）恢復交通。

3.3 蓋梁臨時斜撐設計方案

為保證橋下施工的安全性，受損蓋梁臨時支撐采用在蓋梁外側(cè)臨時斜撐方案，通過新增加臨時樁基、承臺和斜撐來實現(xiàn)。設計要點包括：（1）首先進行第一次開挖卸載，在受損的6-6號立柱內(nèi)側(cè)進行反壓荷載，待變形穩(wěn)定后進行下一步施工。（2）在6號墩橫橋向外側(cè)距6-6號立柱4.45m處澆筑2根臨時支撐基樁，設計樁徑1.2m，有效樁長19.9m。（3）樁頂承臺總高度2m，橫橋向?qū)挾?.7m。承臺上通過預埋件連接支撐斜撐。斜撐采用2根壁厚16mm的無縫鋼管。安裝時先支撐蓋梁底端，在鋼管底部設置楔形鋼板調(diào)整高度。

3.4 主梁臨時支撐設計方案

為使上部結(jié)構(gòu)恢復原來狀態(tài)，保證橋面線形，同時滿足橋下立柱、蓋梁的設計高程要求，采用上部結(jié)構(gòu)整體頂升方案。經(jīng)研究確定采用擴大基礎+豎向鋼立柱的支撐方式。具體的設計要點包括：（1）待蓋梁臨時斜撐施工完畢且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后，清除橋下淤泥，開挖基坑。（2）基坑開挖完成后在其全部范圍內(nèi)鋪設60cm厚碎石墊層，分兩次壓實。（3）在碎石墊層上澆筑20cm厚C30混凝土墊層。（4）施工鋼筋混凝土擴大基礎，基礎橫橋向長15m，縱橋向?qū)?.Sm，高1.5m。（5）在擴大基礎上安裝咖630mm，壁厚16mm的無縫鋼管，安裝中心對應上部小箱梁中心，每層共5根鋼管，鋼管內(nèi)灌砂注水，同時在其高度中心處設置水平連接系。（6）頂升過程中千斤頂采用與支座相同的布置形式，單片小箱梁采用兩個千斤頂。具體的設計：（1）待搭設完臨時支架、蓋梁，預壓完成后，安裝油泵和千斤頂并檢查。（2）采用相同型號的千斤頂，并采用同一油泵供油。（3）千斤頂應緩慢、分級加載，周期性頂升。（4）施工過程中進行變形監(jiān)控。根據(jù)橋下空間吊裝要求，保證新舊結(jié)構(gòu)的整體性，6號橋墩立柱處樁基頂150cm以上部分采用分塊切割后吊裝，距樁基頂150cm以下采用人工鑿除，受損6號立柱則鑿除至樁基頂面以下100cm。具體的設計施工工序包括混凝土切割和混凝土鑿除?；炷燎懈盍鞒虨椋菏┕史啪€——切割設備就位——混凝土——切割——切塊吊裝清理現(xiàn)場。（1）施工準備：確保施工現(xiàn)場水通、電通。在切割過程中采用冷水進行切割設備降溫和清除揚塵。在切割區(qū)域周圍組織有序排水，防止施工用水污染周圍環(huán)境。（2）分塊放線：依據(jù)施工圖紙和現(xiàn)場勘查結(jié)果，放線將實體分層、分塊切割。計算切割塊的重量，需滿足起重設備的重量要求和運輸空間的要求。（3）切割設備就位依據(jù)切割線選擇合理的切割位置，安裝切割設備。采用在混凝土實體上鉆孔，用膨脹螺栓固定設備底座。（4）混凝土切割采用金剛石蝶式鋸片切割，將原混凝土全部拆除，采用分塊分段作業(yè)，切除時控制切割深度?；炷凌彸海?）定位放線，按照圖紙的要求，用墨線彈出應鑿除的混凝土輪廓線。（2）施工時，采用氣泵風鎬機械。鑿除時，應向內(nèi)預留10cm（采用人工鑿除剩余部分混凝土），防止機械鑿除時引起周邊混凝土的松動，影響其混凝土的強度，且利于尺寸的控制。（3）先鑿除表層混凝土，鑿至一定深度后，再從側(cè)面繼續(xù)鑿除，直至鑿完，同時清理鋼筋上殘留混凝土。（4）人工用錘子和釬子剔除剩余10cm厚混凝土，用無油壓縮空氣機清理干凈。

新澆筑橋墩采用與原橋相同的幾何尺寸。立柱縱筋采用直徑為22mm的三級鋼筋，鋼筋中心間距14.3cm，外側(cè)采用直徑為8mm的螺旋箍筋，箍筋間距20cm，加密區(qū)為10cm，內(nèi)側(cè)采用直徑為22mm的圓形鋼筋骨架，單根立柱布置6道，平均間距1.6m。蓋梁頂?shù)装蹇v筋及彎起鋼筋直徑均為28mm的三級鋼筋，箍筋則采用直徑為10mm的圓鋼。

待新立柱及蓋梁澆筑完成，達到規(guī)定強度后，應安裝橡膠支座，完成體系轉(zhuǎn)換，恢復橋梁的正常受力狀態(tài)。

體系轉(zhuǎn)換過程中重點包括以下設計及主要施工要點：（1）體系轉(zhuǎn)換中梁體頂升及回落方案可參看梁體初始頂升方案。（2）梁體頂升過程中，應對梁體的縱向及橫橋向變形進行監(jiān)控，同一截面處的相鄰小箱梁的橫向位移差和縱向位移差均應小于1mm。（3）設計橋梁頂升量為0.5mm，達到設計頂升量值（0.5mm）后應停止頂升，完成支座安裝。（4）梁體回落時，為避免橋孔結(jié)構(gòu)傾斜，應控制落梁速度，并注意各千斤頂工作狀態(tài)是否均衡。

4 結(jié)束語

受損蓋梁及立柱表現(xiàn)良好，新老混凝土結(jié)合面沒有出現(xiàn)微裂等現(xiàn)象，說明新老混凝土結(jié)合狀況良好，達到了設計加固的目的。該方法也為今后橋梁加固特別是蓋梁加固提供了新的思路，但是自密實混凝土的彈性模量比普通同標號混凝土低15%，應引起今后設計者的注意。結(jié)構(gòu)設計是保證橋梁質(zhì)量的第一道關口，必須精心設計，確保設計安全、合理。

參考文獻

[1]宋隨弟，祝兵.承載力不足蓋梁的加固設計[J].橋梁建設，2005，（06）：41-43，47.

[2]鄧陳記，周指示.橋墩蓋梁的加固設計與施工[J].中外公路，2010，（03）：165-167.

[3]呂燕榮.中小跨徑橋墩蓋梁的受力與加固分析[D].西安：長安大學，2012.

[4]劉志剛，黃鵬.橋墩蓋梁加固設計與施工探討[J].交通科技，2014，（03）：66-69.