基于实例的桥梁维修加固施工技术研究

1 桥梁概况及病害分析

某桥位于国道线上, 中心桩号K2458+382跨越流溪河水库, 1990年12月建成通车。并于2005年间对该桥的桥台、刚架拱片等部件进行过加固处理。

该桥梁全长121.4m, 桥宽为净-10.5+2×0.5m。设计荷载等级:汽车-20级, 挂车-100。上部结构为1×75m刚架拱 (失跨比为:12.5m/75m=1/6) , 全桥共设四片刚架拱片。刚架拱片在湖南岸设有竖向支撑杆, 广西岸未设竖杆, 弦杆直接搭在桥台台帽上, 支座为钢筋混凝土简易支座。下部结构为组合式桥台, 江西岸拱台基础为桩基础, 广州岸拱台为刚性扩大基础。两岸组合式桥台的后座均采用浆砌块石U形台。两侧桥台台高约13m。

桥面铺装为水泥混凝土, 桥面左右侧设防撞墙。

根据我单位对某桥实地勘察和局部测量以及《报告》检测结果, 目前某桥主要存在以下病害。

(1) 重力式U形桥台存在不同程度的裂缝、变形及破损。

(2) 本桥根据《报告》评定结果为II类桥弦杆、斜撑及腋板出现不同程度的裂缝、露筋或破损。

初步分析病害产生原因为:

(1) 主跨出现的裂缝宽度均在0.2mm以下, 为钢筋混凝土构件在温度、变形下的正常裂缝, 不影响结构的正常使用, 可以简单进行维修即可。

(2) 本桥两侧浆砌片石U形桥台均出现了较大裂缝 (最大裂缝宽度达25mm) , 局部浆砌片石破碎, 勾缝脱落。初步分析病害原因为原桥台砌体强度不足, 桥台较高, 土压力较大引起的。U形桥台出现的病害严重影响了桥台的结构安全及全桥的使用性能, 桥台急需进行加固。

2 维修、加固设计要点分析

2.1 浆砌片石桥台加固方法及施工顺序

加固方法如下。

旧桥U形台不拆除。对浆砌片石桥台开裂病害部位先灌浆或封闭裂缝。

拆除桥台锥坡, 清除墙面杂质及松散体并清洗干净后, 对其三边外包15cm厚的钢筋混凝土层, 侧面设精轧螺纹钢对拉杆。

桥台加固施工顺序:浆砌片石桥台裂缝处理及破损修复→拆除桥台锥坡→对U形台进行凿毛, 并凿除表面凸出部分的勾缝→外包层施工→对拉杆施工→桥头搭板施工。

2.2 桥台加固设计要点

浆砌片石U形桥台设置15cm厚的钢筋混凝土外包层, 外包层通过植入U形台内的剪力钢筋及外包层与U形台间的咬合提供了一定的包裹力。提高了U形桥台的整体受力性能。对U形台受力能力较为薄弱的侧面, 设置了对拉杆, 限制了U形桥台侧墙的横向变形。特别是在本桥U形台高达13m左右, 侧墙裂缝严重的情况下, 墙身侧向稳定性尤显重要, 侧面设置了对拉杆, 并对对拉杆管道进行压浆也对周围土体进行了固结, 有效地减少了土压力对U形台的作用。

3 施工要点及注意事项

有关桥梁的施工工艺及其质量检查标准, 均按《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041-2000) 及《公路工程质量检验评定标准》 (JTG F80/1-2004) 中的有关规定执行。另外, 根据本桥结构加固的特点, 提出以下几点注意事项。

3.1 外包层施工

浆砌片石U形台外包层施工须注意以下事项。

(1) 外包层施工时, 需要对桥台锥坡进行挖除。挖除锥坡施工时须派专人对U形台进行观测, 特别是桥台的裂缝发展情况及桥台变形情况进行观测, 若发现桥台裂缝有发展或产生变形时须立即停止施工查明原因及排除隐患后方可继续施工。

(2) 挖除锥坡施工应在微型桩施工完后进行。

(3) 外包层施工前应对裂缝进行灌注处理, 采用C50水泥浆液进行灌注。

(4) 浇注外包层混凝土前, 须将需要外包的U形台砌体表面进行凿毛, 并凿除表面凸出部分的勾缝。

(5) 浇注外包层混凝土时, 混凝土与U形台结合面应保持湿润、干净及粗糙。

(6) 剪力筋植入于U形台内, 植入深度为16cm。

3.2 对拉杆施工

对拉杆施工须注意以下事项。

(1) 对拉杆采用JL25精轧螺纹钢筋, f PK=540MPa, 控制张拉力为:26.5k N。张拉采用单端单控张拉。张拉千斤顶采用YC60B型。

(2) 对拉杆施工钻孔宜逐孔进行。

(3) 对拉杆张拉须在外包层强度达到混凝土设计强度的100%后进行。

(4) 对拉杆张拉完成后应立即进行管道压浆, 压浆采用C50水泥浆, 压浆应采用活塞式压浆泵, 不得采用空气压缩泵。压浆最大压力宜为0.5MPa~0.7MPa。为确保压浆饱满宜采用二次压浆。

(5) 精轧螺纹钢筋在非张拉端露出锚具的长度为3cm, 在张拉端露出锚具长度不小于10cm, 张拉时将穿心拉杆旋戴在精轧螺纹钢筋上至少6扣螺纹。

(6) 钢束张拉完毕后, 应在高出螺母30mm处割断, 并进行封锚。

(7) 对拉杆须设定位钢筋, 以保证其位置准确。

(8) 管道采用φ8cm镀锌钢花管, 花管管身设大小为0.5cm左右的小孔。

3.3 裂缝处理

(1) 本桥主桥裂缝均为0.25mm以下的正常结构裂缝, 采用封闭处理即可。

封闭裂缝施工工艺如下。

先将钢丝刷刷清裂缝口表面浮浆并打毛, 并用空气压缩机除尘, 用工业丙酮或无水酒精擦拭缝口, 也可用清水冲洗, 保证基面充分干燥然后采用结构裂缝修补胶刮抹。

(2) 浆砌片石U形台裂缝处理。

本桥浆砌片石U形台裂缝均较宽 (大于5mm) , 其裂缝采用灌注高标号水泥浆 (C50水泥浆) 进行处理。

灌注裂缝施工步骤为:

(1) 清除裂缝松散灰浆、砂粒、油垢, 使表面保持干爽。 (2) 采用环氧树脂封闭浅层裂缝并确定注浆咀的位置, 并预先贴上胶布, 当裂缝宽度在5mm~25mm时, 咀间距50cm~200cm, 按裂缝越细间距越小的原则考虑, 每条裂缝不得少于2个注浆咀; (3) 配置封缝C50水泥浆; (4) 开始注浆前, 先配制注缝浆, 但每次不宜多配, 避免一次用不完粘度变大失效; (5) 按从下向上的注浆次序对裂缝进行灌注。

3.4 施工注意事项

(1) 环氧材料每次的配制数量, 应根据施工能力来确定, 一般不宜超过1kg~2kg, 并要求尽可能做到随用随配。因环氧树脂自加入固化剂后, 即开始化学反应, 故已配制好的环氧材料的使用时间有一定限制, 一般在室温条件下, 保存适当的环氧材料, 可使用2h左右。 (2) 已制好的环氧材料, 必须分散堆放。切勿成桶或堆置, 以免提前固化。配制时所用的器皿宜广口浅底, 易于散热, 并不断搅拌。 (3) 冬、夏季节, 日温变化较大, 涂抹、浇筑和养护环氧材料时, 必须实行严格的温度控制, 以防止温度变化时对环氧材料的施工质量产生不良影响。

摘要：本文基于笔者参与的某桥加固施工项目为背景, 以桥梁加固施工为研究对象, 研究探讨了桥梁加固施工的要点及注意事项。全文是笔者从事项目实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：桥梁,加固,施工,改建