文/江蘇省交通工程集團(tuán)有限公司 姚振

橋梁作為線路跨越障礙的一部分，運(yùn)營使用中一旦發(fā)生橋梁結(jié)構(gòu)事故會(huì)造成巨大的財(cái)產(chǎn)損傷，并導(dǎo)致人員傷亡、線路阻斷及惡劣的社會(huì)影響，除極端的橋梁垮塌之外，運(yùn)營使用中橋梁損傷導(dǎo)致使用功能不足甚至喪失使用功能而被迫維修、加固補(bǔ)強(qiáng)的情況則更為普遍。研究以在役的新老通揚(yáng)運(yùn)河大橋、固城大橋和京杭運(yùn)河宿遷二號橋?yàn)楸尘埃謩e從下部結(jié)構(gòu)加固、上部結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)以及橋面系、附屬結(jié)構(gòu)防護(hù)角度作介紹，為同類橋梁結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)工程提供施工技術(shù)參考。

概述

資料顯示，隨著大量橋梁建設(shè)工程的推進(jìn)，截至2019年底，中國公路橋梁超過80萬座，其中有超過10萬座橋梁為危橋，服役超過20年，技術(shù)等級為三、四類的帶病橋梁達(dá)35%，步入維修期的在役橋梁日漸增多。而在數(shù)量增加的同時(shí)橋梁安全也逐漸被關(guān)注。橋梁作為線路跨越障礙的一部分，運(yùn)營中一旦發(fā)生橋梁結(jié)構(gòu)事故會(huì)造成巨大的財(cái)產(chǎn)損傷，并導(dǎo)致人員傷亡及線路阻斷，會(huì)造成惡劣的社會(huì)影響，除極端的橋梁垮塌之外，運(yùn)營中橋梁損傷導(dǎo)致使用功能不足甚至喪失使用功能而被迫維修、加固的情況則更為普遍，造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大。結(jié)合江蘇省交通運(yùn)輸廳公路事業(yè)發(fā)展中心年度下發(fā)的國省道養(yǎng)護(hù)目標(biāo)計(jì)劃，各類維修改造、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、防護(hù)設(shè)施改造以及獨(dú)柱墩加固改造等結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)項(xiàng)目的實(shí)施，在役橋梁的使用安全被提升到一個(gè)新的高度。

橋梁的加固維修改造內(nèi)容

一般性的橋梁加固維修改造內(nèi)容包括：橋梁下部結(jié)構(gòu)（常見的為墩柱套筒加固等），橋梁上部結(jié)構(gòu)（常見有梁體混凝土修補(bǔ)、鋼筋阻銹、裂縫封閉、裂縫灌注、涂裝、粘貼鋼板等），橋面系、附屬結(jié)構(gòu)（常見有防撞護(hù)欄改造、支座更換、伸縮縫更換等）。本文筆者以新老通揚(yáng)運(yùn)河大橋（位于G233 國道、江蘇揚(yáng)州境內(nèi)、樁號K1615+813、全長641.2m）、固城大橋（位于S269 省道、江蘇南京境內(nèi)、樁號K9+583、全長890.12m）以及京杭運(yùn)河宿遷二號橋（位于S324 省道、江蘇宿遷境內(nèi)、K167+272、全長876.74m）等3 座橋梁為例，在橋梁維修、加固、改造的施工過程中提出一些個(gè)人的建議，以供學(xué)習(xí)交流。

橋梁下部結(jié)構(gòu)的加固、維修

例如固城大橋，項(xiàng)目重點(diǎn)內(nèi)容為橋墩墩身加固，該橋建于2007年，主要采用工法為采用水下玻纖套筒進(jìn)行橋墩墩身涉水加固修復(fù)，工藝流程：陸上腳手架作業(yè)平臺及浮箱式腳手架水上作業(yè)平臺→墩柱基層清理→墩身基層鑿毛→鋼筋除銹防銹處理→基層環(huán)氧砂漿修補(bǔ)→玻纖套筒施工。根據(jù)工法需編制搭設(shè)陸上腳手架作業(yè)平臺及浮箱式腳手架水上作業(yè)平臺專項(xiàng)方案。

基面處理過程的表面鑿毛程度及找平質(zhì)量情況

在這一過程中用人工風(fēng)鎬鑿除或高速射水法將墩柱表面松散、脹裂、風(fēng)化的混凝土以及水生物清除，使其露出堅(jiān)硬密實(shí)的部分，并保證表面無油污、油脂、蠟狀物、灰塵及附著物等污物，同時(shí)對新老混凝土界面進(jìn)行人工全面鑿毛處理，鑿毛的程度以新老混凝土界面粗骨料露出50%，凸出表面6-10mm為準(zhǔn)。

套筒下料尺寸及墩身包裹位置的準(zhǔn)確性

玻纖套筒現(xiàn)場確定尺寸后均由廠家預(yù)制生產(chǎn)，運(yùn)到施工現(xiàn)場后必須檢查尺寸，并與承臺尺寸等進(jìn)行復(fù)核，如有出入，需提前進(jìn)行裁剪。如果套筒為工廠分節(jié)進(jìn)行加工制作，需在現(xiàn)場進(jìn)行分段焊接拼裝，確保不發(fā)生變形后方可使用。另外在玻纖套筒整理好之后，進(jìn)行現(xiàn)場精確定位后用緊固帶臨時(shí)固定好玻璃纖維套筒，再用不銹鋼自攻螺釘錨固套筒接縫處。同時(shí)處理好接縫，保證密封效果且不漏漿。

橋梁上部結(jié)構(gòu)的加固、維修、改造

例如新老通揚(yáng)運(yùn)河大橋，項(xiàng)目主要內(nèi)容為裂縫封閉、灌注和梁板加固，該橋建于2003年，主要選用的工法為常規(guī)的環(huán)氧砂漿封縫、鋼板和碳纖維布加固。根據(jù)該項(xiàng)目所選用工法特點(diǎn)，需編制懸掛式鋼管腳手架工作平臺專項(xiàng)方案。

環(huán)氧砂漿封閉裂縫及灌注

⑴工藝流程：工作平臺搭設(shè)→結(jié)構(gòu)裂縫檢查→裂縫口表面處理→粘貼注漿底座→封縫→密封檢查→灌漿→養(yǎng)護(hù)及表面清理。

⑵該分項(xiàng)包括了各類走向的可見裂縫，其中裂縫寬度 fw ≥0.15mm 的裂縫采用裂縫灌注膠進(jìn)行低壓灌縫處理，裂縫寬度 fw ＜0.15mm 的裂縫涂刷透明樹脂封閉膠進(jìn)行封縫處理，施工過程的主要控制點(diǎn)是注漿過程要始終保持裂縫中均勻緩慢的壓力注入，控制的目的是為確保裂縫中積存的空氣壓入混凝土的毛細(xì)孔中，并通過混凝土的自然呼吸過程排出，有效避免產(chǎn)生氣阻而確保修補(bǔ)質(zhì)量。

梁板鋼板加固

⑴工藝流程：工作平臺搭設(shè)→按圖在混凝土和鋼板上鉆孔以備安裝錨固螺栓→混凝土和鋼板粘合面表面處理→粘鋼膠配置→涂敷粘鋼膠→粘貼鋼板→安裝錨固螺栓，并在鋼板上加壓→常溫固化→切除多余螺栓頭→防銹處理。

⑵該分項(xiàng)區(qū)別于其他工程的主要特點(diǎn)是主橋采用變截面連續(xù)箱梁，引橋采用組合箱梁，所以主橋腹板斜向黏貼鋼板，底板縱向黏貼鋼板，即鋼板不僅規(guī)格不一，而且在水平方向還帶有一定的弧度，這也是必須采用懸掛式鋼管腳手架工作平臺的主要原因之一。

梁板碳纖維布加固

⑴工藝流程：施工準(zhǔn)備→混凝土表面處理→底膠配制并涂刷→找平材料配制并找平處理→浸漬樹脂配制并涂刷→粘貼碳纖維布→表面防護(hù)

⑵本項(xiàng)目梁體頂板橫向黏貼碳纖維布，而粘結(jié)材料的性能是保證碳纖維布與混凝土共同工作的關(guān)鍵，也是兩者之間傳遞途徑中的薄弱環(huán)節(jié)。因此粘結(jié)材料應(yīng)有足夠的剛度與強(qiáng)度保證碳纖維布與混凝土間剪力的傳遞，同時(shí)應(yīng)有足夠的韌性，不會(huì)因混凝土開裂導(dǎo)致脆性粘結(jié)破壞。本項(xiàng)目粘結(jié)材料主要為三層：底膠（底涂料）、修補(bǔ)膠（找平）、粘結(jié)主膠（浸漬樹脂），除了常規(guī)的粘貼工藝，要注意的是：①粘貼碳纖維布施工過程中，膠是一層一層疊加上去復(fù)合而成的，與混凝土直接接觸的只有底膠，因此不同膠黏劑之間的相容性、粘結(jié)性問題應(yīng)予以充分考；②混凝土表面處理過程中，一定要用鋼絲輪角磨機(jī)等電動(dòng)工具清除混凝土表面的劣化層，并用吹風(fēng)機(jī)吹凈，露出干凈、堅(jiān)實(shí)的基面才能涂粘底膠，因此表面處理的質(zhì)量直接影響碳纖維布加固的質(zhì)量。

橋面系、附屬結(jié)構(gòu)的改造、維修、更換

例如京杭運(yùn)河宿遷二號橋，項(xiàng)目主要內(nèi)容為對老橋進(jìn)行防撞護(hù)欄改造，該橋建于1999年，主要選用工法為采用植筋方式澆筑新混凝土底座，將原梁柱式混凝土護(hù)欄拆除更換為鋼護(hù)欄以提升防護(hù)等級，并減輕橋梁恒載，以達(dá)到加固防護(hù)的目的。所選用的工法中主要涉及2 項(xiàng)重要工序：

破除原梁柱式混凝土護(hù)欄

此工序重點(diǎn)在于橋梁已使用20年之久，高頻、大幅的振動(dòng)會(huì)使梁體產(chǎn)生裂縫會(huì)加重橋梁病害，因此排除大型破拆設(shè)備后，即使用切割機(jī)將原橋梁縱梁底座切割為30m/段，每段均切到梁體，然后使用小型破碎機(jī)以傾向橋梁內(nèi)側(cè)方向一定角度進(jìn)行鑿除的目的。

老橋梁體植筋

⑴橋梁高度40m，處風(fēng)口位置，梁體翼緣厚度不足、風(fēng)大、灰多、潮濕的作業(yè)環(huán)境對于植筋施工極為不利，因此施工中植筋工藝進(jìn)行的好壞，關(guān)系到將來結(jié)構(gòu)受力是否滿足要求，所以調(diào)整優(yōu)化常規(guī)的植筋工藝進(jìn)行施工：施工前先對植筋面進(jìn)行鋼筋探測，然后對植筋部位進(jìn)行定位、標(biāo)記，接下來鉆孔，鉆孔過程中應(yīng)注意觀查，孔的周圍是否出現(xiàn)裂縫、浮皮脫落，孔的深度必須扣除其包含的深度。鉆孔施工完后對孔洞進(jìn)行清理3 次以上，檢查孔深滿足設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行灌膠、植筋。同時(shí)施工時(shí)溫度控制在-5℃以上才可以進(jìn)行施工；⑵鋼筋植入深度以C30 混凝土（該項(xiàng)目設(shè)計(jì)標(biāo)號）對應(yīng)控制值進(jìn)行控制，不應(yīng)單純參照理論值；⑶植筋位置應(yīng)控制實(shí)際值與設(shè)計(jì)要求值之差小于10mm，并要確保設(shè)計(jì)要求的混凝土保護(hù)層；⑷植筋順序?yàn)橐粶y放二鉆深三刷四吹五干燥，再洗鋼筋再配膠，注膠插筋養(yǎng)生要，抗拔一定不能少。

結(jié)語

本文針對混凝土橋梁，從維修、加固補(bǔ)強(qiáng)角度，對橋梁下部結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)、橋面系及附屬結(jié)構(gòu)分別介紹了一種處理方法，并結(jié)合在役新老通揚(yáng)運(yùn)河大橋、固城大橋和京杭運(yùn)河宿遷二號橋，對施工過程中所采用的施工工藝進(jìn)行深度剖析，闡明對應(yīng)工藝在該類工程中的質(zhì)量控制點(diǎn)，以期對未來類似工程的防防和加固補(bǔ)強(qiáng)處理提供可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)。