王偉偉

（山東省濱州公路工程有限公司，山東 濱州 256600）

0 引言

橋涵維修加固技術(shù)應(yīng)用的要點是制定合理的加固方案，優(yōu)化橋梁加固施工工序。首先，要對橋涵進(jìn)行實地測量，設(shè)計橋涵維修加固施工圖紙，并由監(jiān)理人員進(jìn)行驗收。在設(shè)計橋涵維修加固施工方案和圖紙的過程中，要結(jié)合具體情況進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和評估。其次，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，橋涵維修加固技術(shù)也在不斷地改進(jìn)，因而在施工過程中，不能一味地根據(jù)經(jīng)驗采用傳統(tǒng)的施工技術(shù)，要運用現(xiàn)代化的加固技術(shù)設(shè)計橋涵維修加固方案。本文主要以一座鋼筋混凝土箱涵為研究對象，對其加固設(shè)計進(jìn)行分析研究。

1 工程概況

淮陽縣弦歌路與龍都路交叉口處弦歌西路與弦歌東路有錯位，現(xiàn)在實施的淮陽縣弦歌路與龍都路交叉口改造工程將弦歌西路向東延伸后與現(xiàn)有弦歌東路順接，使弦歌路東西向暢通，車輛行駛順適。

原弦歌東路南側(cè)為南關(guān)溝，溝與道路平行，跨溝設(shè)置為2～2.8m（凈跨）暗涵，弦歌東路改建段跨越該暗涵后與原有道路匯合，改建路線與涵洞交角14°。根據(jù)業(yè)主及施工單位反映情況，結(jié)合調(diào)查及驗算結(jié)果，該涵洞不能滿足改建道路載荷要求，需對該涵洞進(jìn)行加固設(shè)計，該涵洞基本情況如下：（1）孔跨及凈高：2～2.8（凈跨）×2（凈高）箱涵；（2）設(shè)計荷載：城市-B級；（3）暗涵，設(shè)計填高1m左右；（4）C30鋼筋混凝土頂板厚23cm，C25鋼筋混凝土底板厚25cm，C25鋼筋混凝土兩側(cè)墻厚20cm；中墩為磚砌37墻，含抹面厚度40cm。

2 箱涵存在的主要問題

根據(jù)設(shè)計圖紙，涵洞頂板為2~2.8m（凈跨）簡支鋼筋混凝土蓋板，預(yù)制板寬98cm，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，該涵洞實際施工時，頂板改為兩跨整體現(xiàn)澆，墩頂連續(xù)，鋼筋規(guī)格及鋼筋布置基本按原設(shè)計設(shè)置，未做調(diào)整，該變動導(dǎo)致頂板在中墩處連續(xù)，該處承受負(fù)彎矩，而板頂配筋按原設(shè)計為構(gòu)造配筋，無法滿足實際受力要求。

（1）根據(jù)現(xiàn)場鉆孔取芯調(diào)查，原涵洞頂板施工時受施工條件和施工水平影響，上層鋼筋網(wǎng)普遍存在下?lián)犀F(xiàn)象，導(dǎo)致頂板下緣配筋偏安全，上緣配筋幾乎為零。

（2）根據(jù)現(xiàn)場局部破拆調(diào)查，原涵洞側(cè)墻厚度實際為16cm左右，小于設(shè)計值20cm。

3 結(jié)構(gòu)抗彎承載力驗算

采用midas軟件對結(jié)構(gòu)在荷載基本組合作用下的極限承載能力進(jìn)行了驗算，主要參數(shù)如下：

（1）結(jié)構(gòu)體系：側(cè)墻與底板剛接形成U型整體框架，頂板與側(cè)墻、中墩鉸接；涵長方向取22m長度；側(cè)墻厚度按16cm驗算，其余構(gòu)造尺寸和配筋按原設(shè)計驗算；

（2）按剛性基礎(chǔ)考慮，涵頂填方高度按1m考慮；

（3）荷載組合：基本組合：1.2（恒載）+1.4（城-B）+1.12（人群荷載）；

（4）荷載工況：改建道路與涵洞涵長方向交角14°，驗算采用2種極限情況使得驗算荷載能包絡(luò)可能產(chǎn)生的最大荷載效應(yīng)，即工況一：活載沿涵跨方向，交角90°；工況二：活載沿涵長方向，交角0°；

（5）驗算內(nèi)容：結(jié)構(gòu)各部位正截面抗彎承載力驗算。

兩種工況下的驗算結(jié)果見表1、表2。驗算結(jié)構(gòu)簡圖及單元劃分見圖1、圖2。加固前后的結(jié)構(gòu)彎矩包絡(luò)圖見圖3、圖4。

圖1 驗算結(jié)構(gòu)簡圖

圖2 驗算結(jié)構(gòu)單元、節(jié)點劃分

圖3 工況一加固前后結(jié)構(gòu)彎矩包絡(luò)圖

圖4 工況二加固前后結(jié)構(gòu)彎矩包絡(luò)圖

表1 兩種工況下加固前頂板正截面彎矩驗算

表2 兩種工況下加固前后側(cè)墻正截面彎矩驗算

4 橋涵加固設(shè)計方案

4.1 涵洞頂板加固方案

鑒于頂板中墩處上緣配筋不滿足受力要求，本設(shè)計采用在原有板頂加鋪12cm厚C40鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)面板進(jìn)行加固，既增加了頂板厚度，改善頂板整體承載能力，同時加鋪結(jié)構(gòu)面板內(nèi)按計算配置雙向鋼筋網(wǎng)，以滿足中墩處頂板上緣受力要求。

（1）清理原有涵頂混凝土結(jié)合面，徹底清除表面浮土，油污，表面松散混凝土應(yīng)予鑿除。

（2）在原有板頂鉆孔，植入HRB400d=16mm剪力鋼筋，加強(qiáng)新老混凝土層的連接。

（3）加鋪結(jié)構(gòu)面板內(nèi)配置雙向鋼筋網(wǎng)，跨徑方向配置HRB400d=25mm鋼筋，布置間距為10cm；涵長方向配置HRB400d=16mm鋼筋，布置間距為10cm。

（4）加鋪12cm厚C40混凝土結(jié)構(gòu)面板。

（5）加鋪結(jié)構(gòu)面板沿涵長方向每20m設(shè)沉降縫一道（原結(jié)構(gòu)沉降縫對應(yīng)位置），縫寬1cm，縫內(nèi)填塞高密度聚氨酯彈性體。

4.2 涵洞側(cè)墻加固方案

原設(shè)計為厚度20cm鋼筋混凝土側(cè)墻，施工時，側(cè)墻實際厚度僅有16cm左右，根據(jù)計算涵洞側(cè)墻不滿足受力要求。本設(shè)計采用在側(cè)墻設(shè)置30cm厚扶壁柱的方案對側(cè)墻進(jìn)行加固，扶壁柱沿涵長方向每3m設(shè)置一道。

（1）清理側(cè)墻與扶壁柱結(jié)合處混凝土表面，考慮水下環(huán)境及水污染，建議結(jié)合面整體鑿除5mm深度表面，同時起到拉毛表面作用。

（2）按設(shè)計植入HRB400d=16mm剪力鋼筋，加強(qiáng)新老混凝土層的連接。

（3）制作、安裝扶壁柱鋼筋。

（4）澆筑C40自密實快硬混凝土。

（5）施工期間考慮抽排降水。

4.3 涵洞中墩加固方案

原結(jié)構(gòu)中墩為磚砌37墻，含抹面厚度40cm，考慮結(jié)構(gòu)的使用現(xiàn)狀及其耐久性，本設(shè)計采用在中墩兩側(cè)表面設(shè)置2.5cm厚環(huán)氧類聚合物砂漿+碳纖維網(wǎng)格系統(tǒng)進(jìn)行加固，提高砌體結(jié)構(gòu)的耐久性。

（1）清理中墩原砂漿表面，考慮水下環(huán)境及水污染，建議結(jié)合面整體鑿除3~5mm深度表面，同時起到拉毛表面作用。原抹面破損、空洞部位應(yīng)清理干凈表面后，用聚合物砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。

（2）基層進(jìn)行預(yù)浸濕處理。

（3）鋪設(shè)CFN 200/200雙向碳纖維網(wǎng)格，網(wǎng)格拼接處應(yīng)留25cm搭接長度。

（4）人工鋪筑2.5cm厚環(huán)氧類聚合物砂漿，可采用瓦刀分層刮涂密實，表面應(yīng)刮涂平整。

5 結(jié)束語

橋涵加固施工是對在役橋梁缺陷和病害的處理，與新建、改建相比，情況更復(fù)雜，動態(tài)施工在加固工程中尤為重要。必須加強(qiáng)施工前的復(fù)查和施工中的觀測與檢查，及時反饋信息指導(dǎo)施工。在施工前，若發(fā)現(xiàn)原結(jié)構(gòu)或相關(guān)工程隱蔽部位的構(gòu)造有嚴(yán)重缺陷或與設(shè)計不相符的情況，應(yīng)通知設(shè)計單位修改方案。