張瑜ZHANG Yu；王暉WANG Hui；唐堂TANG Tang

（①江蘇省交通技師學(xué)院，鎮(zhèn)江 212028；②湖南聯(lián)智科技股份有限公司，長(zhǎng)沙 410000）

0 引言

橋梁作為現(xiàn)代城市交通基礎(chǔ)設(shè)施體系的重要組成部分，結(jié)構(gòu)安全直接影響到車輛與行人的安全。我國(guó)很多城市橋梁設(shè)施由于建成時(shí)間早、設(shè)計(jì)荷載低、施工質(zhì)量存在瑕疵、維修養(yǎng)護(hù)不到位等因素，相當(dāng)一部分城市舊橋功能已經(jīng)老化，在服役過程中產(chǎn)生了很多病害。[1]在市政橋梁及高速公路橋梁中，空心板簡(jiǎn)支梁是一種比較常見的結(jié)構(gòu)形式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這種橋型比較常見的病害主要包括：支座病害、混凝土結(jié)構(gòu)外力損傷、橋面裂縫、伸縮縫病害等。孫宏春、劉志華對(duì)高速公路運(yùn)營(yíng)橋梁的常見病害進(jìn)行了分析，并對(duì)橋體裂縫、鋼筋銹蝕、鋪裝裂縫、支座病害等提出了相關(guān)的維修處置方案。[2][3]李民在研究震后橋梁病害處置方案中提出：從快捷性和經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，對(duì)于存在梁體滑移的橋梁維修設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有的未損傷的橋梁部件。[4]陳潔通過某特大高架橋伸縮縫應(yīng)急維修項(xiàng)目實(shí)踐，總結(jié)了運(yùn)營(yíng)期間高速公路服役橋梁進(jìn)行伸縮縫維修更換的具體施工工藝。[5]張洪云分析了橋梁臺(tái)背回填處沉陷及跳車的原因，指出在進(jìn)行單項(xiàng)設(shè)計(jì)時(shí)候應(yīng)合理地確定剛?cè)徇^渡段，并選擇易壓實(shí)、具有一定剛度的回填材料。[6]在空心板簡(jiǎn)支梁橋中，梁端抵死的病害并不常見。設(shè)計(jì)人員在制定維修方案時(shí)需要綜合考慮技術(shù)可行性、施工作業(yè)面、交通影響等因素，從經(jīng)濟(jì)性、便捷性的角度出發(fā)制定合理的維修方案。

1 工程概況

本項(xiàng)目位于江蘇省某市區(qū)，跨越河流，橋梁與河道正交。該簡(jiǎn)支梁橋總長(zhǎng)40m，跨徑組成為12+16+12m，橋梁總寬為26.7m。結(jié)構(gòu)形式：上部結(jié)構(gòu)采用簡(jiǎn)支預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁組成，其中兩邊空心板梁高均為0.6m，中跨空心板梁高均為0.7m，每孔均由26 片空心板梁組成，梁端支座采用板式橡膠支座。下部結(jié)構(gòu)采用樁柱式橋墩。橋面鋪裝采用瀝青混凝土，橋臺(tái)頂設(shè)置型鋼伸縮縫。本橋梁的設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為：公路—Ⅱ級(jí)。（圖1、圖2）

圖1 橋梁立面圖

圖2 橋梁斷面圖

2 橋梁病害情況

橋梁建設(shè)完成后，一直處于正常運(yùn)營(yíng)的狀態(tài)，該橋在滿足區(qū)域河道通航及市內(nèi)交通運(yùn)輸?shù)墓δ苌习l(fā)揮了十分重要的作用。為了確保橋梁運(yùn)營(yíng)安全，業(yè)主單位均按照要求進(jìn)行了定期檢測(cè)。在2019 年橋梁檢測(cè)項(xiàng)目常規(guī)定期檢測(cè)報(bào)告中，工程技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)本橋多處出現(xiàn)嚴(yán)重病害，需要進(jìn)行維修與加固。

根據(jù)該橋梁近期的檢測(cè)報(bào)告，其主要病害如下：①上部結(jié)構(gòu)中，板梁鉸縫存在多處未勾縫。②下部結(jié)構(gòu)中，臺(tái)帽存在豎向裂縫與鋼筋銹脹露筋病害；墩柱存在刮傷擦傷痕跡，多處立柱出現(xiàn)環(huán)向裂縫，裂紋為半貫通的狀態(tài)，且存在發(fā)展趨勢(shì)；橋臺(tái)擋墻一處斜向開裂。3#承臺(tái)與背墻抵死、3#橋臺(tái)背墻與主梁抵死。③橋面系與附屬設(shè)施，主要為1#伸縮縫輕微堵塞、混凝土錨固區(qū)存在多條縱向裂紋；2#伸縮縫混凝土錨固區(qū)碎邊；非機(jī)動(dòng)車路面存在網(wǎng)狀裂紋及坑槽病害。（表1、表2）

表1 下部結(jié)構(gòu)病害統(tǒng)計(jì)表

表2 橋面系病害統(tǒng)計(jì)表

3 維修方案的難點(diǎn)

該橋梁在近期橋梁技術(shù)狀況評(píng)估報(bào)告中，橋面系和下部結(jié)構(gòu)的評(píng)估等級(jí)均為D 級(jí)，本文主要針對(duì)背墻與主梁抵死病害的維修設(shè)計(jì)方案進(jìn)行討論。背墻與主梁抵死，如果不及時(shí)處理，會(huì)引起其他構(gòu)件的病害加劇發(fā)展，如主梁裂縫快速發(fā)展、伸縮縫混凝土錨固區(qū)破損、路面結(jié)構(gòu)性開裂等。本次維修方案設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于：一是應(yīng)預(yù)留伸縮縫的空隙，滿足伸縮縫的正常變形功能；二是要使臺(tái)背處改造后與現(xiàn)有路面平順銜接，防止引起橋頭跳車現(xiàn)象。

4 設(shè)計(jì)方案

本次維修設(shè)計(jì)方案主要包括：背墻開挖面的設(shè)計(jì)、新澆筑的背墻設(shè)計(jì)、伸縮縫的更換方案、開挖面的回填及路面恢復(fù)。維修步驟如下：拆除舊伸縮縫→鑿除臺(tái)帽以上背墻混凝土，并清理混凝土垃圾→重新澆筑新背墻，與梁端留有2.5cm 間隙→梁端涂刷防護(hù)涂料→恢復(fù)伸縮縫及臺(tái)后道路。（圖3）

圖3 梁端抵死病害處理方案設(shè)計(jì)圖

4.1 開挖面設(shè)計(jì)

為了滿足老背墻的鑿除作業(yè)，需要對(duì)臺(tái)背既有路面進(jìn)行開挖?？紤]到對(duì)現(xiàn)有路面的最小擾動(dòng)，采取階梯式開挖方案。開挖分為兩個(gè)臺(tái)階，每個(gè)臺(tái)階的開挖長(zhǎng)度為1m，開挖總高度為0.85m。開挖前應(yīng)先做好舊路面的切縫工作，避免對(duì)現(xiàn)有路面造成損傷，進(jìn)行開挖作業(yè)時(shí)優(yōu)先采用人工作業(yè)，避免采用大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，防止現(xiàn)有橋梁構(gòu)件因振動(dòng)造成病害進(jìn)一步的發(fā)展。

4.2 新澆筑背墻的設(shè)計(jì)

新背墻的設(shè)計(jì)主要保證梁端與新背墻的間距要大于2.5cm，本數(shù)據(jù)按照鑿除施工環(huán)境溫度≥15℃計(jì)算。除此之外，還需考慮伸縮縫構(gòu)件中預(yù)埋鋼筋的安裝尺寸要求。背墻中主筋與原設(shè)計(jì)方案一致，主筋材料選擇HRB400，直徑為12mm 和16mm，鋼筋尺寸見圖3，植入深度不應(yīng)小于15cm。

4.3 伸縮縫的更換方案

原設(shè)計(jì)采用GQF-RG 型彈性伸縮縫，本次改造設(shè)計(jì)采用D40 型鋼伸縮縫（見圖4），伸縮縫最小空隙預(yù)留量為20mm。本次伸縮縫的更換可分為兩段進(jìn)行，施工時(shí)只需封閉半幅路面進(jìn)行伸縮縫更換，以滿足過往車輛通行要求。

圖4 伸縮縫立面圖

圖5 伸縮縫平面圖

4.4 開挖面的回填及路面恢復(fù)

待新背墻澆筑完成之后，需要對(duì)開挖面進(jìn)行回填，回填材料采用C25 混凝土。待回填后的混凝土凝固后，進(jìn)行路面恢復(fù)。瀝青層的鋪裝設(shè)計(jì)基本維持了老橋原瀝青鋪裝層的結(jié)構(gòu)和厚度：6cm 厚AC-20 瀝青粗料+4cm 厚AC-13瀝青細(xì)料。橋梁現(xiàn)澆層和鋪裝層采用柔性防水層，其需滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《道橋用防水涂料》（JC/T 975-2005）的相關(guān)規(guī)定。

5 相關(guān)施工注意點(diǎn)

D40 型鋼伸縮縫安裝時(shí)，型鋼中間按照等強(qiáng)度焊接牢固。槽口寬度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整，深度為15cm，橋面?zhèn)葘r青鋪裝和橋面調(diào)平層鑿除即可。植入鋼筋應(yīng)靠近伸縮縫錨固裝置，現(xiàn)場(chǎng)放樣為準(zhǔn)，將伸縮縫錨固筋和植入的鋼筋單面焊接，橋臺(tái)背墻鑿除混凝土后，原有的鋼筋與伸縮縫錨固筋相遇處，可以適當(dāng)利用，不再植筋。N1 鋼筋間距為20cm，N2 鋼筋的搭接長(zhǎng)度16cm，采用單面焊接。施工前應(yīng)對(duì)照實(shí)橋和維修設(shè)計(jì)方案，認(rèn)真測(cè)量放樣，并根據(jù)測(cè)量值進(jìn)行必要的修正。

路面材料攤鋪前，應(yīng)充分濕潤(rùn)修補(bǔ)區(qū)域的混凝土，用高壓水槍進(jìn)行雜物清理。待攤鋪面處于飽和狀態(tài)時(shí)，再進(jìn)行瀝青的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。瀝青的制作和鋪設(shè)應(yīng)滿足《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50-2006）的要求。

6 結(jié)語

在簡(jiǎn)支梁橋梁中，梁端抵死病害并不常見。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行維修設(shè)計(jì)時(shí)，除了要預(yù)留好足夠的變形空間外，還需要綜合考慮伸縮縫的更換、新澆筑背墻的設(shè)計(jì)、開挖面的設(shè)計(jì)及路面恢復(fù)方案等。對(duì)梁端抵死病害進(jìn)行處理，可以大大改善橋梁的健康狀況，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，減緩其他橋梁構(gòu)件相關(guān)病害的進(jìn)一步發(fā)展。