彭志球

（湖南省益陽公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，交通發(fā)展迅猛。但很多橋梁由于設(shè)計理念落后、執(zhí)行標(biāo)準較低、施工技術(shù)等因素影響，使用過程中出現(xiàn)了不同程度的病害現(xiàn)象，對橋梁的承載能力和行車穩(wěn)定性造成了不良影響。為保證橋梁能滿足當(dāng)下和未來一段時間的交通需求，需對目前病害集中或者承載能力不足的老舊橋梁進行維修、加固，全面提升老舊橋梁承載能力和整體質(zhì)量。

1 工程概況

1.1 原設(shè)計標(biāo)準

某大橋主橋為(32+2×50+32)m變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋。原設(shè)計技術(shù)標(biāo)準：公路二級；設(shè)計速度：80km/h；橋面寬度：18.5m；橋上縱坡：≤2.5%；設(shè)計洪水頻率百年一遇；通航等級：Ⅵ-（2）級。

1.2 改造后的設(shè)計標(biāo)準

公路等級：城市主干道；設(shè)計荷載：汽車荷載按城市A級車道荷載計算；橋面寬度：18.5m；改建后分幅如下：2.25m(人行道)+2m（非機動車道）+13.75m(機動車道)+0.5m（中央分隔帶護欄）。

2 技術(shù)狀況檢測評定主要結(jié)論與建議

2.1 技術(shù)狀況檢測評定結(jié)論

⑴西引橋（1#跨）上部結(jié)構(gòu)20m裝配式后張預(yù)應(yīng)力簡支空心板技術(shù)狀況評分為75分；東引橋（6～12#跨）上部結(jié)構(gòu)7×20m裝配式后張預(yù)應(yīng)力簡支空心板各跨技術(shù)狀況評分均為75分。

東、西引橋各跨上部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況為3類，已出現(xiàn)輕度功能性病害。

東、西引橋各跨上部結(jié)構(gòu)主要問題為：混凝土中鋼筋的實測保護層厚度小于設(shè)計值。

⑵主橋2～5#跨上部結(jié)構(gòu)連續(xù)箱梁技術(shù)狀況評分依次為40分、47分、45分和75分。

主橋2#跨、3#跨、4#跨各跨上部結(jié)構(gòu)存在嚴重缺損，達到了中等功能性級別病害；5#跨上部結(jié)構(gòu)的損害程度，處于輕度功能性病害狀態(tài)，基本能滿足使用功能。

主橋2～5#跨上部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況的主要問題為：2#跨及4#跨底板底有蜂窩麻面與空洞等外觀缺陷；各跨均存在不同程度裂紋，最大寬度0.1～0.5mm不等，大部分裂紋最大寬度超過0.2mm。

⑶0#臺頂、3#墩頂、6#墩頂及8#墩頂支座構(gòu)件技術(shù)狀況評分均為65分。

該4處支座構(gòu)件技術(shù)狀況為3類，對支座構(gòu)件承載能力產(chǎn)生輕微影響，尚能使用。

⑷2#墩蓋梁技術(shù)狀況評分為75分。

結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況為3類，對構(gòu)件承載能力產(chǎn)生輕微影響。

⑸全橋除上述問題外。其它主要構(gòu)件技術(shù)狀況為1類,功能完好。

2.2 項目建設(shè)建議

⑴引橋部分上部裝配式后張預(yù)應(yīng)力簡支空心板橫向剪力不足，參考現(xiàn)行公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范，可采用加強橋面橫向剪力的方法加固。

⑵主橋變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁剛度不足、抗彎承載能力不足且梁頂、底板出現(xiàn)開裂，結(jié)合公路橋梁加固技術(shù)要求和設(shè)計規(guī)范，可采用施加體外預(yù)應(yīng)力、增大截面及粘貼纖維復(fù)合材料等方法作為該大橋加固方法。

⑶對梁底微小裂縫采用壓力灌注方案。

⑷主橋經(jīng)加固后，建議進行靜載試驗以驗證加固效果。

3 加固設(shè)計方案

3.1 主橋上部構(gòu)造加固方案

⑴裂縫加固方案：對裂縫寬度小于0.1mm的裂縫病害，通過環(huán)氧膠泥表面封閉的方案進行加固；對于裂縫寬度大于0.1mm的裂縫病害，通過壁可法結(jié)構(gòu)膠灌縫的方案進行加固。

⑵砼剝落、露筋處治：將已經(jīng)剝落、開裂混凝土鑿除，根據(jù)鑿除情況開鑿溝槽，使用環(huán)氧砂漿修補。

⑶50m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁局部補強：50m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁底板橫向裂縫、腹板裂縫中≥0.15mm的，在灌注裂縫后，采用粘貼鋼板條進行補強，鋼板垂直裂縫方向布置，見圖1。鋼板厚6mm，寬6㎝，長1m，用螺栓固定，螺栓的間距為30cm；當(dāng)腹板裂縫較密集或形成裂縫群時，應(yīng)視實際情況加長鋼板條，鋼板條長度超出外側(cè)裂縫50cm，多條裂縫共用長鋼板條，以免鋼板條重疊在一起；當(dāng)多條裂縫沿腹板高度平行布置時，也應(yīng)加長鋼板條，使其沿裂縫垂直方向貫穿所有裂縫。

圖1 粘貼鋼板條補強方案圖

⑷50m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力體外索加固：考慮大橋荷載等級由公路Ⅱ升級到城A及頂?shù)装迮c腹板裂縫等因素，采用增加體外預(yù)應(yīng)力束的方法來增強箱梁的抗彎與抗剪承載力。體外預(yù)應(yīng)力采用鋼束12ФS15.2，張拉力取標(biāo)準強度的65%（σK=1209MPa），為2017kN。

3.2 引橋上部構(gòu)造加固方案

⑴空心板局部補強：考慮大橋荷載等級由公路Ⅱ升級到城A及裂縫等因素，在每塊空心板底板兩側(cè)各黏貼一條80×6mm的通長鋼板條以提高20m空心板承載能力。20m空心板底板、腹板裂縫中≥0.15mm的，在灌注裂縫后，采用粘貼鋼板條進行補強，鋼板垂直裂縫方向布置；鋼板厚6mm、寬6cm、長1m，用螺栓固定，螺栓的間距為30cm。

⑵針對引橋上部裝配式簡支空心板橫向剪力不足的問題，采用增加體外預(yù)應(yīng)力束的方法，在每幅橋跨中設(shè)置6根橫向預(yù)應(yīng)力鋼束來增強空心板橫向受力性能，見圖2,錨固系統(tǒng)見圖3。

圖2 空心板橫向體外預(yù)應(yīng)力加固方案

圖3 空心板橫向體外預(yù)應(yīng)力鋼束錨固系統(tǒng)

⑶空心板橋鉸縫的處理方案：本次加固設(shè)計將大橋引橋部分已失效的鉸縫采用高壓水清除全部填料，對清除完畢的鉸縫使用JN-G拼梁結(jié)構(gòu)灌縫膠灌封，然后使用HPM-G聚合物改性水泥注漿料，灌注鉸縫上部，復(fù)原其傳遞橫向剪力的能力。

3.3 下部構(gòu)造加固方案

⑴橋墩加固方案：大橋荷載等級由公路Ⅱ升級到A，使用年限過長，墩身有裂縫，在墩柱距離地面5～10m范圍內(nèi)粘貼碳纖維布以提高其承載力。碳纖維布采用CFS-300-50，間距15cm。

⑵樁基加固方案：荷載加大后樁基承載能力和剛度需要提高。對沉降較為嚴重的橋墩基礎(chǔ)采用灌漿C30提高其承載能力。

⑶蓋梁加固方案：在蓋梁兩側(cè)各加寬25cmC40混凝土。

4 加固維修施工技術(shù)

4.1 砼龜裂、剝落、露筋處理

清除表層松散砼，外露鋼筋除銹；鑿除砼表面已經(jīng)剝落、開裂的部分，需修補的范圍鑿出溝槽；用環(huán)氧砂漿或環(huán)氧砼修補。

4.2 壁可法裂縫灌注技術(shù)要點

表面處理：采用砂輪機、鋼絲刷等打磨工具，對混凝土表面進行充分的打磨、清理；

注入座的粘結(jié)：結(jié)合所處理縫隙的縫寬和縫深，按30～40cm間距合理布置注入座；

裂縫密封：使用BL-SEAL沿縫一次性涂抹，密封寬度5㎝；

密封材料的固化：涂刷完成后自然硬化；

注入材料的固化：灌注完成后10～24h自然固化，可通過按壓注入管掌握固化程度。

4.3 壓力注膠粘貼鋼板補強技術(shù)要點

準備好腳手架、打磨設(shè)備、鉆孔設(shè)備、灌漿設(shè)備、配膠用具等；

根據(jù)膨脹螺絲規(guī)格，使用鉆孔設(shè)備在鋼板上鉆孔；

根據(jù)灌漿嘴口徑，合理確定注膠孔孔徑；

將鉆孔完成的鋼板穩(wěn)固在螺栓上，擰緊螺母固定；

在螺栓孔周圍設(shè)置合理厚度的墊片，控制注膠厚度；

邊向注膠孔中注入B5-C膠液，邊用橡皮錘敲擊鋼板，判定注入程度和注入情況；

注膠作業(yè)完成后，在膠體固化之前，應(yīng)檢查是否漏膠，防止出現(xiàn)脫膠現(xiàn)象；

在常溫（25℃）環(huán)境下，一般固化時間不宜少于3天；

壓力注膠粘鋼施工后，鋼板表面進行防腐處理，可外刷環(huán)氧砂漿防腐。

4.4 體外預(yù)應(yīng)力束加固技術(shù)要點

在開鑿開裂、剝落混凝土表面時，應(yīng)使用小錘，輕輕鑿擊，鑿除面鑿擊完成后，應(yīng)清刷干凈；

在進行種植錨筋孔鉆工序時,應(yīng)避免對箱梁造成損傷；

如果發(fā)生普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力鋼束位置相碰的情況，應(yīng)根據(jù)實際情況，合理挪動普通鋼筋位置；

為有效降低施工荷載，施工過程中使用的混凝土全部通過箱梁體外拌和及泵送供給；

為保護錨具，避免銹蝕，錨具表面需進行鍍鋅處理，錨具區(qū)需注入非凝結(jié)性的抗腐蝕保護性化合物；

按照技術(shù)規(guī)范，對鋼絞線進行抽檢，確保強度符合設(shè)計要求；

混凝土澆筑完成后，應(yīng)按要求進行養(yǎng)護，待強度達到設(shè)計強度的90%，可進行下一工序；

張拉預(yù)應(yīng)力束施作階段，每次進行張拉，都需進行完整記錄。

5 結(jié)論

大橋加固后，經(jīng)檢測驗證,各項指標(biāo)均達到標(biāo)準要求，加固效果良好，可為類似工程提供參考。