王富華,陸愛嬌,付理想

(江蘇瑞沃建設(shè)集團(tuán)有限公司,江蘇 揚(yáng)州 225600)

交通運(yùn)輸業(yè)的飛速發(fā)展使得現(xiàn)階段許多橋梁不能滿足使用要求,再加上在服役多年后,出現(xiàn)了不少的病害,使得其承載力下降,綜合這兩點(diǎn),許多現(xiàn)存橋梁需要進(jìn)行維修加固與改擴(kuò)建[1-2]。舊橋加固以及拓寬的方式有很多種,對(duì)應(yīng)于不同的橋型、不同的病害以及橋梁不同的使用要求有所不同[3]。伊旭春[4]針對(duì)鄉(xiāng)道公路存在的病害以及不能滿足現(xiàn)階段使用功能這一現(xiàn)狀,分別對(duì)橋臺(tái)、橋面以及主梁等構(gòu)件拓寬的方法進(jìn)行了介紹,并總結(jié)了臺(tái)州市60多座中小橋梁存在的病害,給出了不同加固拓寬方法。鄺鋒等[5]詳細(xì)總結(jié)了橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)加固以及拓寬改造施工技術(shù)。周偉等[6]以秀山西門橋?yàn)槔?專門論述了長(zhǎng)懸臂梁拓寬改造過程中的拆除方案、施工流程以及施工要點(diǎn)。夏治菘[7]對(duì)城市橋梁拓寬工程中橫向橋梁拼寬設(shè)計(jì)、上下部結(jié)構(gòu)連接形式設(shè)計(jì)以及針對(duì)不同橋梁所選用的拼接方式進(jìn)行了詳細(xì)論述,并給出了一些指導(dǎo)性建議。譚少華等[8]先對(duì)國(guó)內(nèi)外橋梁拼接有關(guān)工程的實(shí)踐情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹,然后著重對(duì)其所參與的廣佛高速公路擴(kuò)建工程橋梁拼接過程中拼接方案的選擇、拼接時(shí)機(jī)的選擇以及拼接過程中的注意事項(xiàng)及重點(diǎn)進(jìn)行了分析。王騫[9]分別對(duì)舊橋拓寬所采用的修建復(fù)橋拓寬法、增設(shè)主梁拓寬法以及增設(shè)懸臂挑梁拓寬法進(jìn)行了詳細(xì)介紹,并對(duì)每種方法的適用情況以及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

在此,以向陽(yáng)河中橋?yàn)楸尘?對(duì)該橋在服役之后存在的病害以及病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行總結(jié),并對(duì)向陽(yáng)河中橋所采用的加固方法以及橋梁橫橋向拓寬方案進(jìn)行闡述。

1 工程改造前概況

1.1 向陽(yáng)河中橋概述

高郵市X252(X309到東外環(huán)路)改擴(kuò)建工程起于X309農(nóng)林大廈處,利用現(xiàn)狀老路,向西延伸,與郭集大道交叉后跨越向陽(yáng)河,繼續(xù)向西,與S125交叉后跨越狀元溝,止于菱塘集鎮(zhèn)東外環(huán)路,路線全長(zhǎng)約8.32 km。本項(xiàng)目道路等級(jí)采用二級(jí)公路兼城市主干路,設(shè)計(jì)速度為60 km/h,其中K0+000～K0+320路段路基全寬24 m,K0+320～K8+320路段路基全寬40 m,為瀝青混凝土路面。

1.2 向陽(yáng)河中橋主要病害

對(duì)向陽(yáng)河中橋進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)之后,根據(jù)《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T J22-2008)[10]的要求進(jìn)行評(píng)分鑒定,得到狀元溝橋的最終評(píng)分為86.66分,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)最終評(píng)定為2類橋梁。該橋的主要病害如下。

(1)上部結(jié)構(gòu)。

上部結(jié)構(gòu)類型為板梁橋,共3跨,單跨共6片板梁,全橋共有36個(gè)支座,上部結(jié)構(gòu)外觀檢查結(jié)果如表1所示。

表1 上部結(jié)構(gòu)外觀檢查結(jié)果表

(2)下部結(jié)構(gòu)。

下部結(jié)構(gòu)為樁柱式橋墩、橋臺(tái),兩側(cè)各1個(gè)橋臺(tái),共6個(gè)橋墩,每個(gè)橋墩3個(gè)立柱、1個(gè)蓋梁,下部結(jié)構(gòu)外觀檢查結(jié)果如表2所示。

表2 下部結(jié)構(gòu)外觀檢查結(jié)果表

(3)橋面系。

本橋共3個(gè)橋面鋪裝(每跨1個(gè)),兩側(cè)各一個(gè)護(hù)欄,兩道伸縮縫裝置,橋面系檢查結(jié)果如表3所示。

表3 橋面系外觀檢查結(jié)果表

2 向陽(yáng)河中橋改造維修設(shè)計(jì)方案

2.1 向陽(yáng)河中橋加固方案

針對(duì)向陽(yáng)河中橋的病害,提出如下維修加固方案。

(1)對(duì)于板梁、蓋梁及主墩上檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的裂縫,寬度超過0.15 mm的裂縫進(jìn)行灌漿處理,不超過0.15 mm的裂縫作表面封閉處理,膠體性能應(yīng)滿足《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T J22-2008)的要求。

(2)對(duì)于蓋梁上檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的混凝土麻面、剝落及漏筋部位和破損剝落,應(yīng)先清除破壞混凝土,露出新鮮混凝土面,再用聚合物水泥砂漿修平。

(3)根據(jù)老橋計(jì)算結(jié)果,老橋板梁抗彎承載力不滿足規(guī)范要求,因此本次維修加固老橋板梁底板粘貼縱向鋼板,以提高截面抗彎承載能力。加固鋼板采用5 mm厚A3鋼,寬200 mm,間距100 mm。鋼板膠黏劑采用A級(jí)膠,鋼板與板梁底板混凝土通過5.8級(jí)M8錨栓連接,錨栓應(yīng)避開空心板梁鋼絞線。錨栓錨固采用A級(jí)植筋錨固膠。材料性能應(yīng)滿足《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T J22-2008)的要求。

2.2 向陽(yáng)河中橋拓寬設(shè)計(jì)方案

新老橋拼接具體處理方式為:(1)原橋面護(hù)欄拆除,鑿除新老橋拼接處老橋側(cè)2.0 m范圍混凝土鋪裝層、鑿除新老橋拼接處老橋懸臂,預(yù)留懸臂鋼筋;(2)施工左側(cè)新建拓寬橋梁下部及預(yù)制上部板梁,待下部施工結(jié)束后吊裝板梁,澆筑現(xiàn)澆段混凝土;(3)橋面設(shè)置φ10鋼筋網(wǎng),澆筑橋面混凝土鋪裝層、新老橋側(cè)護(hù)欄;(4)施工橋面防水層,攤鋪新橋橋面瀝青鋪裝;(5)銑刨老橋橋面瀝青,施工側(cè)分帶側(cè)石,最后攤鋪橋面瀝青鋪裝。圖1為向陽(yáng)河中橋拓寬后的斷面示意圖。

圖1 向陽(yáng)河中橋斷面(單位:cm)

3 向陽(yáng)河中橋加固及拓寬改造施工要點(diǎn)

3.1 裂縫修補(bǔ)施工

根據(jù)調(diào)研,針對(duì)向陽(yáng)河中橋裂縫的寬度、深度、所在構(gòu)件重要性、裂縫對(duì)構(gòu)件安全性及耐久性的影響程度、裂縫形成及發(fā)展?fàn)顟B(tài)等因素,確定本次工程采用壓力注漿法進(jìn)行裂縫封閉。本項(xiàng)目的主要施工工藝為以下8個(gè)步驟:①裂縫周邊混凝土表面處理;②埋設(shè)注漿嘴;③封縫;④封縫檢查;⑤配制漿液;⑥注漿;⑦封口處理;⑧質(zhì)量檢查。所用材料均滿足《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T J22-2008)規(guī)定的要求,并且本項(xiàng)目在施工過程中做了如下改進(jìn)。

(1)由于工期緊張,在裂縫周邊混凝土以及雜質(zhì)清理完成后,便進(jìn)行注漿嘴的埋設(shè),進(jìn)行封縫,以縮短工期。

(2)封縫時(shí),當(dāng)被修補(bǔ)裂縫成為一個(gè)密閉封腔之后,便立即進(jìn)行注漿工作,注漿結(jié)束之后,及時(shí)使用快固膠液把注漿嘴處抹平封口,完成封縫,以此反復(fù)進(jìn)行全橋的裂縫封閉處理。

3.2 粘貼鋼板加固施工

向陽(yáng)河中橋由于腹板開裂導(dǎo)致其抗剪承載力不足,選用粘貼鋼板對(duì)其進(jìn)行加固,提高其抗剪承載力。主要施工流程包括如下8個(gè)步驟:①基底處理;②鉆孔;③配置膠黏劑;④埋設(shè)植筋螺桿;⑤鋼板放樣以及鋼板粘貼;⑥鋼板粘貼質(zhì)量檢查;⑦鋼板防腐處理;⑧質(zhì)量檢查。粘貼鋼板所采用的施工材料的性能必須滿足《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T J22-2008)規(guī)定的要求。主要有以下幾個(gè)施工要點(diǎn)。

(1)在進(jìn)行裂縫封閉時(shí),同時(shí)將需要粘貼鋼板部位的混凝土表面進(jìn)行打磨,以露出粗骨料并進(jìn)行清灰處理,同時(shí)粘貼鋼板的底板所在的混凝土表面有裂縫的位置要先進(jìn)行封閉處理。

(2)在鉆錨孔之前,將原有混凝土梁中的縱筋與箍筋位置采用記號(hào)筆進(jìn)行標(biāo)注,鉆孔時(shí),繞開原有混凝土中的已有鋼筋,將膠黏劑充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?進(jìn)行鋼板粘貼,螺桿在擰緊的過程中,分階段進(jìn)行擰緊,最終使得鋼板與混凝土表面貼平。

(3)在進(jìn)行混凝土底板涂漆保護(hù)時(shí),先采用刷涂的方式進(jìn)行一次處理,在螺桿擰緊之后,采用噴涂的方式對(duì)鋼板底板進(jìn)行二次保護(hù),防止在粘貼過程中出現(xiàn)磕碰導(dǎo)致的掉漆情況。

3.3 橋梁拓寬工程施工

新建橋梁中心樁號(hào)為K2+132.558,道路中心線與河道中心線右偏角為100°。橋梁跨徑與老橋一致,為(13+16+13)m,全長(zhǎng)48.04 m。橋梁左側(cè)拼寬15.5 m,斷面全寬30 m,斷面組成為0.5 m(防撞護(hù)欄)+4.5 m(人非混合車道)+2 m(側(cè)分帶)+16 m(行車道)+2 m(側(cè)分帶)+4.5 m(人非混合車道)+0.5 m(防撞墻)=30 m。老橋橋面為雙向 2%的橫坡,新橋橋面沿老橋外側(cè)單向 2%橫坡,坡向路側(cè),由墩調(diào)整。橋面鋪裝為11 cm厚C50混凝土+10 cm厚瀝青混凝土,混凝土鋪裝中設(shè)置φ10鋼筋網(wǎng),新建部分上部結(jié)構(gòu)采用13 m和16 m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)支,橋面連續(xù),板梁梁高分別為60 cm和75 cm。

對(duì)于橋梁拼接拓寬工程而言,主要包括下部結(jié)構(gòu)施工(樁柱施工、承臺(tái)施工、蓋梁及臺(tái)帽施工以及墊石和支座施工)、上部結(jié)構(gòu)施工(板梁預(yù)制、板梁吊裝以及新老橋接縫處連接工程)以及橋面及附屬工程施工(橋面鋪裝、伸縮縫施工、防撞墻施工以及橋頭搭板施工)。在老橋原有蓋梁位置向右新建橋墩與蓋梁,將原有蓋梁的擋塊去除,新橋墩與原有橋墩連接,在新老橋分界處,兩側(cè)設(shè)置邊板。新建下部橋墩采用樁柱式墩,基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁;橋臺(tái)采用樁柱式,基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁。為防止跳車,臺(tái)后設(shè)置 6 m 搭板。原有橋梁的鋪裝層銑刨,與新建拓寬部分一起澆筑新的瀝青面層,實(shí)現(xiàn)新建橋梁與原有橋梁橋面標(biāo)高一致。本工程采用鉸接法使得橫梁連續(xù)。在施工時(shí),后鑿露出的搭接鋼筋采用薄膜進(jìn)行覆蓋保護(hù),防止銹蝕。后澆帶采用C60高性能自密實(shí)混凝土進(jìn)行澆筑,并采用薄膜覆蓋的方法,使得后澆帶混凝土的力學(xué)性能達(dá)到要求。

4 加固維修拓寬工程施工效果

在向陽(yáng)河中橋加固以及維修的過程中,通過采用壓力注漿法,嚴(yán)格按照工藝流程施工,將舊橋中原有存在的裂縫進(jìn)行了封閉以及修補(bǔ),減少了水與空氣對(duì)鋼筋的銹蝕。對(duì)原有主梁采用粘貼鋼板加固的方式,提升了舊橋的整體承載能力,使舊橋的承載能力不低于新建橋梁的承載力。對(duì)于橋梁拓寬部分而言,不管是上部結(jié)構(gòu)還是下部結(jié)構(gòu)均按照新橋建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,同時(shí)在新老橋梁接縫處的處理保證了施工質(zhì)量,使新老混凝土粘結(jié)界面受力性能得以保證。本次對(duì)向陽(yáng)河中橋采用的加固與拓寬方案不僅比既定完成工期提前了15 d,并且相較于拆除重建而言,減少了很多經(jīng)濟(jì)開支。

5 結(jié) 語(yǔ)

由于道路等級(jí)的提升,原有的向陽(yáng)河中橋不僅不能滿足交通的使用要求,并且由于舊橋存在一些病害,需要進(jìn)行加固以及拓寬處理。首先介紹了向陽(yáng)河中橋的概況以及現(xiàn)存的一些病害,然后針對(duì)這些病害,提出了裂縫注漿封閉與粘貼鋼板復(fù)合加固舊橋的方法,并詳細(xì)闡述了使用這兩種加固方法時(shí)的施工注意事項(xiàng)。其次對(duì)該橋的拓寬方案進(jìn)行詳細(xì)地介紹,分析了拓寬工程中需要注意的重點(diǎn)施工部位。該橋在所制定的加固以及拓寬方案的實(shí)施下,順利建成通車。相較于拆除重建的方案,既能縮短工期,達(dá)到使用效果,又能減少污染,還大大減少了經(jīng)濟(jì)支出。