林東宇

(龍建路橋第五工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001)

危橋改造與維修加固

林東宇

(龍建路橋第五工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001)

結(jié)合了我項(xiàng)目部橋梁加固的成功范例，對(duì)混凝土橋梁T梁采用了粘貼鋼板、灌封和封縫 、改造橫隔板連接方式和更換支座等措施加以說(shuō)明。從烏雙橋舊橋維修加固工程實(shí)踐中取得的一些經(jīng)驗(yàn) ，按橋梁的組成部分淺談烏雙橋橋梁的維修加固主要方面技術(shù)。可供從事橋涵維修加固的相關(guān)人員參考。

植筋；粘貼鋼板；裂縫修復(fù)；更換支座

1 工程概況

烏雙橋位于京加公路(G111),該橋中心樁號(hào)為K1616+176，該橋于1988年通車使用，橋梁共3孔，每孔5片梁，全長(zhǎng)64.2 m。

橋梁上部結(jié)構(gòu)：3～20 m鋼筋混凝土T梁。

橋梁下部結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土式橋墩，橋臺(tái)為鋼筋混凝土式柱式橋臺(tái)。

設(shè)計(jì)荷載：汽車-15級(jí)，掛車-80。

橋梁寬度：7 m+2×1 m(人行道)。

橋面橫坡：1.5%雙向橫坡。

2014年7月，受黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院委托，黑龍江省工程質(zhì)量道橋檢測(cè)中心有限公司對(duì)烏雙橋進(jìn)行了檢測(cè)。2014年8月，黑龍江省工程質(zhì)量道橋檢測(cè)中心有限公司完成了該橋的橋梁檢測(cè)報(bào)告的編制工作。

2014年8月，受黑龍江省運(yùn)輸廳養(yǎng)護(hù)辦委托，黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院承擔(dān)了烏雙橋的橋梁加固施工圖的設(shè)計(jì)任務(wù)。

2 存在問(wèn)題

2.1 主梁

主梁部分梁板出現(xiàn)混凝土剝落現(xiàn)象，邊梁翼緣板有滲水泛堿現(xiàn)象；主梁梁體開(kāi)裂主梁普遍存在豎向各斜向裂縫，大部分裂縫已延伸到翼緣板，梁體豎向裂縫多數(shù)在0.1～0.5 mm之間，每片梁約5～11剪力裂縫，10～27豎向正截面裂縫，裂縫寬度超出范圍允許值，主梁梁體有麻面現(xiàn)象。

2.2 橫隔板

少數(shù)鉸縫存在滲水現(xiàn)象，個(gè)別橫隔板存在開(kāi)裂現(xiàn)象，橫隔梁鐵板鏈接處混凝土破損脫落。

2.3 支座

支座橡膠老化嚴(yán)重，個(gè)別支座存在開(kāi)裂現(xiàn)象。

2.4 橋面鋪裝

橋面鋪裝為水泥混凝土橋面鋪裝，磨損嚴(yán)重、多處骨料外露，且有坑槽出現(xiàn)，第1孔無(wú)明顯縱縫，第2孔和第3孔橋面多處縱縫，裂縫間距與主梁間距相近；該橋0#臺(tái)及3#臺(tái)處伸縮縫被泥土、砂礫等雜物堵塞，橡膠條有破損現(xiàn)象；人行道有多處開(kāi)裂；欄桿無(wú)明顯破損；橋頭標(biāo)志無(wú)明顯破損；排水設(shè)施完好，但排水管排水時(shí)對(duì)邊梁造成沖蝕；河床無(wú)遷移，無(wú)淤積現(xiàn)象。

2.5 伸縮縫

該橋0#臺(tái)及3#臺(tái)處伸縮縫被泥土、砂礫等雜物堵塞，橡膠條有破損現(xiàn)象。

2.6 橋墩及橋臺(tái)

0#臺(tái)左側(cè)耳墻混凝土磕損，骨料外露，其余耳墻完好；0#臺(tái)、3#臺(tái)護(hù)坡砌塊均有損壞、缺失現(xiàn)象；各橋臺(tái)表面有滲水現(xiàn)象，橋頭有輕度跳車現(xiàn)象；經(jīng)檢查，該橋1#孔為擴(kuò)孔，現(xiàn)有1#墩為原橋0#臺(tái)，墩柱已外包鋼筋混凝土加固；1#墩蓋梁，2#墩蓋梁左側(cè)懸臂處均有1處露筋；該橋墩、臺(tái)基礎(chǔ)無(wú)法查看，但根據(jù)身外包混凝土下部存在沖刷致使剝落的現(xiàn)象判斷，墩臺(tái)基礎(chǔ)存在沖刷現(xiàn)象。

3 維修加固方法項(xiàng)目

(1) 鑿除原橋破損橋面，采用環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠植筋設(shè)置剪力筋，設(shè)置雙層鋼筋網(wǎng)，澆筑C40防滲抗凍聚丙烯纖維混凝土。橋面植筋采用間距為20 cm的間距在T梁梁肋頂端布設(shè)。

(2) 對(duì)主梁裂縫采用環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠灌封和封縫處理。

(3)為保證上部結(jié)構(gòu)正常工作，必須采取相應(yīng)的加固措施，提高結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備。對(duì)于主梁采用梁肋底面跨中10.1 m范圍內(nèi)粘貼5 mm厚鋼板，提高正截面承載能力，在距梁端4.71 m范圍內(nèi)在梁肋兩側(cè)面粘貼5 mm厚U形鋼板提高斜截面抗剪能力。

(4)對(duì)全橋主梁橫隔板采用植筋增加橫向聯(lián)系，通過(guò)改造橫隔板連接方式為濕接增加主梁之間的整體性，使主梁整體受力提高安全儲(chǔ)備。

(5) 在原有舊橋背墻后部植筋增設(shè)牛腿后增加搭板保證橋頭的順接，同時(shí)增加伸縮裝置。

(6) 對(duì)有沖刷現(xiàn)象的橋墩采用鐵絲籠片石進(jìn)行防護(hù)。

(7)為保證支座傳遞力的性能，更換全橋板式橡膠支座。

4 施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

(1)在鉆鋼筋之前，必須明確鋼筋的位置。 嚴(yán)禁盲目埋鋼筋。 如果有任何沖突，可以適當(dāng)調(diào)整鋼筋位置。 施工前應(yīng)進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，對(duì)施工工藝進(jìn)行檢驗(yàn)。

(2)在鉆孔時(shí)，必須用電錘鉆鉆孔，禁止在鉆孔中使用金剛石鉆孔機(jī)。

5 關(guān)于裂縫修復(fù)

(1)對(duì)寬度小于0.15 mm的裂縫，采用封閉法修補(bǔ)，修補(bǔ)方法如下：

①處理裂縫表面，清除混凝土表面浮漿，灰塵。

②用鑿子沿裂縫一道寬1 cm，深1 cm的V形槽，并在高壓空氣將裂縫吹干凈。

③封膠：膠體配置好后用刮刀沿裂縫的走向從低往高抹平。

(2)對(duì)寬度大于0.15 mm的裂縫采用注漿法修補(bǔ)，方法如下：

①將裂縫兩側(cè)各3 cm范圍混凝土表面清理干凈。

②安裝注漿嘴，注漿嘴間距20～40 cm。

③用密封膠將各個(gè)注漿嘴之間的裂縫密封起來(lái)，密封寬度在6 cm左右

④密封膠在用壓縮空氣固化后檢查密封效果，如果出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象則補(bǔ)刮。

⑤用灌漿機(jī)灌入灌封中的裂縫，灌注時(shí)灌注壓力控制在0.4 MPa左右。灌漿位置選擇在最低灌漿口，當(dāng)相鄰灌漿漿料出漿時(shí)關(guān)閉其閥芯。按此順序，直到灌漿口的高度達(dá)到出漿為止，然后持續(xù)壓3～5 min。

6 關(guān)于植筋澆筑混凝土前新舊混凝土交接面的處理

(1)鑿除破損、疏松的混凝土；

(2)對(duì)混凝土表面進(jìn)行鑿毛處理，保證清潔，不沾灰塵，表面堅(jiān)固；

(3)經(jīng)過(guò)除油處理的毛刷將膠液均勻地涂刷在舊混凝土表面上，膠層厚度應(yīng)不超過(guò)1 mm，同時(shí)應(yīng)清除包裹在膠液中的氣泡。

7 關(guān)于粘貼鋼板

7.1 表面處理

鋼板預(yù)處理。 現(xiàn)在鋼表面用研磨機(jī)發(fā)揮金屬光澤，使刻痕平行于裂紋方向，根據(jù)原梁鋼筋位置決定植筋，然后在鋼筋設(shè)計(jì)位置鉆孔。鋼板的前期處理。

混凝土表面預(yù)處理。 首先用高性能洗滌劑，刷表面污垢，用角磨機(jī)拋光混凝土表面，使新混凝土漏出，并用壓縮空氣吹出粉粒。 然后用純環(huán)氧樹(shù)脂漿料涂在混凝土的凹面上，直到純漿料半干，再用環(huán)氧砂漿填平。

7.2 鉆孔

待水泥砂漿固化后，用電錘在相應(yīng)的混凝土表面鉆孔，用M16×200螺桿，使用直徑18 mm，鉆深為200 mm。 如果遇到鋼筋，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況改變鋼板的位置，重新定位鉆孔，然后進(jìn)行上訴操作; 如果鉆頭沒(méi)有接觸鋼筋，完成所有的混凝土表面鉆孔。 用硬刷刷孔，然后清潔無(wú)油壓縮空氣吹灰，重復(fù)不少于3次。 如有必要，使用少量干凈的棉浸在丙酮或酒精擦孔。 取出混凝土表面和鋼板粘合面的灰塵，用丙酮溶液將鋼板和混凝土表面的漿料表面清潔干凈。

7.3 配膠

結(jié)構(gòu)粘合劑應(yīng)在使用期間臨時(shí)配置在現(xiàn)場(chǎng)。 建議使用前現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)試驗(yàn)，并根據(jù)施工過(guò)程，溫度條件，所需操作時(shí)間對(duì)固化劑的量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。 用量要準(zhǔn)確，施工開(kāi)始固化的不能重復(fù)使用。

7.4 粘貼

用刮刀將配置好的膠貼劑同時(shí)涂抹在已處理好的混凝土粘合面和鋼板粘合面上。先用少量膠沿粘合面表面來(lái)回刮抹數(shù)遍，再添抹至所需厚度，中間厚，邊緣薄，然后將鋼板貼于預(yù)定位置上，擰緊螺栓，施擰的順序是由中間向周邊，逐步擰緊；也可用錘子邊敲擊邊施擰。鋼板粘貼后，用鐵錘沿粘貼面輕輕敲擊鋼板，如無(wú)空洞聲，表示已粘貼密實(shí)。否則應(yīng)剝下鋼板，不膠重新粘貼。所有操作均應(yīng)在膠的試用期完成。

7.5 固定與加壓

粘貼前在混凝土構(gòu)件上鉆孔并安裝錨固螺栓(兼做固定件和壓緊件),要求埋設(shè)牢固，具有可靠的抗拔力，以保持粘貼鋼板時(shí)有效地加壓，同時(shí)還可幫助鋼板克服剪切，有利于粘貼的耐久性。

螺栓表面確保清潔，干燥，不油污。 將粘合劑放在錨定孔中，并將其推到孔底部。 用錘子或電鉆和專用安裝工具，將螺栓強(qiáng)力旋入孔內(nèi)，直到凝膠底部完全固化，以免造成干擾。 目視檢查固化是否正常。 重要位置的螺栓應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抗拔試驗(yàn)，以檢查其錨固力是否滿足要求。 合格，然后進(jìn)行下一個(gè)施工過(guò)程。

一旦鋼板被粘合，用夾子，支撐件或螺栓等固定，并適當(dāng)?shù)丶訅?，使得粘合劑剛好從鋼板的邊緣擠出。

7.6 固化

固化期間避免擾動(dòng)。具體固化時(shí)間和結(jié)構(gòu)受力使用時(shí)間視所購(gòu)買膠體的說(shuō)明書(shū)而定。

7.7 檢驗(yàn)

同時(shí)，可以制備五個(gè)鋼 —混凝土雙剪切試樣并測(cè)試粘結(jié)剪切強(qiáng)度。 粗鋼 —混凝土粘結(jié)試驗(yàn)可在施工中，具有條件的鋼板在混凝土表面的一小塊，在破壞試驗(yàn)后完全固化，合格的破壞面應(yīng)在混凝土中。

粘鋼的質(zhì)量可先檢查鋼板邊緣溢膠色澤、硬化程度，并以小錘敲擊鋼板，檢驗(yàn)鋼板的有效粘貼面積。要求有效粘貼面積不小于95%。

7.8 防腐處理

外部鋼結(jié)合鋼板，應(yīng)進(jìn)行防腐處理。 去除鋼表面的油和銹，涂上兩層紅鉛漆和一層防銹漆。 也可以用于擦拭砂漿外保護(hù)層的保鮮方法。

7.9 質(zhì)量檢驗(yàn)

(一般1～2 d)，用小錘或短鋼棒敲擊鋼表面，根據(jù)敲擊聲識(shí)別空零件，要求中空部件的板面積不得超過(guò)板面積的10%或需要在漿料上鉆孔。

8 關(guān)于更換支座

橋梁支座更換頂升方案：對(duì)單個(gè)墩進(jìn)行整體頂升(無(wú)論單個(gè)墩有幾個(gè)支座需頂升，均需對(duì)單個(gè)墩的所有梁板進(jìn)行整體頂升，以確保上部結(jié)構(gòu)的絕對(duì)安全)。對(duì)于單個(gè)墩采用超薄千斤頂直接頂升梁法。利用蓋梁作為反力基礎(chǔ)，在蓋梁上直接放置超薄千斤頂頂升上部板梁進(jìn)行整體頂升。

(1)千斤頂頂升橋梁上部結(jié)構(gòu)傳力體系：相鄰橋梁鉸縫位置或支座邊用砂漿找平并墊上25 cm×25 cm的分配鋼板作為整體頂升千斤頂?shù)纳现吸c(diǎn)。

(2)千斤頂選用及安裝：采用100 t的小行程千斤頂，千斤頂高30～50 mm。底座直徑210 mm，行程為10 mm。

(3)頂升控制系統(tǒng)：采用PLC液壓同步頂升控制系統(tǒng)。PL液壓控制系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)控制軟件來(lái)控制液壓泵站及其液壓元件的配置，計(jì)算機(jī)指令控制液壓千斤頂，然后通過(guò)位移和力傳感器將千斤頂頂壓升降 距離反饋到電腦屏幕，方便操作人員了解情況，及時(shí)調(diào)整。

(4)起升行程監(jiān)測(cè)：采用精密1 mm電纜位移傳感器。

(5)提升：該程序采用同一墩同步頂升，橋梁逐漸升高整個(gè)墩整個(gè)程序來(lái)更換支座，實(shí)際升降是橋的順序，用一個(gè)墩的總高度約8 mm或更換所需的支座使用的最小高度。

(6)頂升支撐墊塊：采用1～5 mm不等的鋼板，作為臨時(shí)支座墊塊。

(7)支座更換：將千斤頂頂升到支座更換高度后，對(duì)千斤頂進(jìn)行保壓。在千斤頂保壓期間對(duì)支座進(jìn)行更換。

(8)千斤頂下路：支座更換完畢后，千斤頂同步下落。

9 結(jié) 語(yǔ)

烏雙橋主橋結(jié)構(gòu)加固內(nèi)容復(fù)雜，技術(shù)含量高，施工難度大，通過(guò)施工過(guò)程的控制，使結(jié)構(gòu)在加固后達(dá)到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，避免由于粘貼鋼板不合格引起梁體結(jié)構(gòu)受力不均勻造成結(jié)構(gòu)加固的失敗，粘貼鋼板技術(shù)是此次橋梁加固施工中非常關(guān)鍵和困難的問(wèn)題，也是本橋加固過(guò)程中進(jìn)行施工監(jiān)控的主要目的之一。

[1] 公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG/T J22-2008)[S].

[2] 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG/T F50-2011)[S].

[3] 公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范(JTG/T J23-2008)[S].

U445

C

1008-3383(2017)08-0131-03

2016-11-08

林東宇(1992-)，男，項(xiàng)目質(zhì)檢員。