馬永連

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西晉中 030600)

1 原橋現(xiàn)狀

本橋位于晉中市榆次區(qū)北合流村，是榆次龍白至祁縣城趙高速公路榆次東連接線為跨越瀟河而設(shè)置，該橋左幅為新建，右幅為加寬并利用舊橋，即原董榆線陽(yáng)光占—榆次段K156+328處北合流大橋，右幅舊橋凈寬為11 m，兩側(cè)各0.5 m寬的防撞墻，橋幅總寬為12 m，上部結(jié)構(gòu)為7 m×25 m先簡(jiǎn)支后連續(xù)空心板結(jié)構(gòu)，全橋一聯(lián)，下部結(jié)構(gòu)為柱式墩、柱式臺(tái)、灌注樁基礎(chǔ)。橋梁荷載等級(jí)為:汽—20級(jí)、掛車(chē)—100級(jí);地震基本裂度為7度。該橋于2004年建成并投入使用。由于受2005年～2007年間車(chē)輛超限現(xiàn)象嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致該橋超負(fù)荷運(yùn)營(yíng)，造成一定的病害。

病害情況如下:

1)該橋空心板在L/4～3L/4之間有多條橫向裂縫，間距20 cm～40 cm左右，裂縫寬度在0.05 mm～0.1 mm左右，個(gè)別0.2 mm，最大縫寬0.5 mm。局部裂縫在邊板腹板的延伸高度為50 cm左右;第三跨1號(hào)板在L/4～3L/4 mm之間有一條縱向裂縫，寬0.1 mm。

2)個(gè)別板之間鉸縫填充不飽滿(mǎn)，且未做勾縫，個(gè)別鉸縫處白華。

3)第二跨5號(hào)、6號(hào)板錯(cuò)臺(tái)2 cm;第三跨3號(hào)、4號(hào)板錯(cuò)臺(tái)2 cm。

4)通過(guò)有資質(zhì)試驗(yàn)檢測(cè)單位試驗(yàn)檢測(cè)，截面實(shí)測(cè)結(jié)果所表征的受力特征不能滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)荷載的受力要求。該梁部分主梁開(kāi)裂嚴(yán)重，其結(jié)構(gòu)本身已處于嚴(yán)重不良工作狀態(tài)，將對(duì)橋梁的整體性能和使用狀態(tài)產(chǎn)生不良影響。

2 病害原因

1)2005年～2007年間車(chē)輛超限現(xiàn)象嚴(yán)重，使得橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不可恢復(fù)的損傷，混凝土拉應(yīng)力較大，產(chǎn)生受力裂縫。

2)空心板間個(gè)別橫向鉸縫出現(xiàn)掉落現(xiàn)象，導(dǎo)致空心板間橫向聯(lián)系減弱，橫向分布系數(shù)增大，導(dǎo)致單塊板荷載加大，對(duì)板體承載產(chǎn)生不利影響。

3 加固措施

根據(jù)以上病害原因分析，除對(duì)裂縫采取表面封閉、結(jié)構(gòu)膠灌注填充外，主要針對(duì)空心板剛度降低和橫向聯(lián)系減弱采取措施。主要分以下兩步:

1)拆除原橋面防水混凝土鋪裝，重做防水混凝土鋪裝，且通過(guò)植筋加強(qiáng)防水混凝土鋪裝與空心板之間聯(lián)系，使之共同受力。

原橋橋面鋪裝采用C30號(hào)防水混凝土，厚13 cm，內(nèi)設(shè)一層鋼筋網(wǎng)片φ10@15 cm×15 cm，與空心板間無(wú)豎向筋聯(lián)系，通過(guò)鑿除原橋面鋪裝后在舊橋板頂植入豎向聯(lián)接筋，并設(shè)單層冷軋帶肋鋼筋網(wǎng)片φ16@10 cm×10 cm，同時(shí)在防水混凝土摻入鋼纖維。一方面使得新鋪的防水混凝土與空心板之間很好地聯(lián)系，起加大截面的作用以提高上部結(jié)構(gòu)承載力，另一方面采用鋼纖維混凝土以減小新舊混凝土結(jié)合由于齡期不同而可能產(chǎn)生的較大內(nèi)應(yīng)力和結(jié)合不好的問(wèn)題。

2)在空心板頂?shù)装逭迟N型鋼，并采用高強(qiáng)度螺栓通過(guò)鉸縫將上下層型鋼進(jìn)行豎向聯(lián)系，以加強(qiáng)空心板間橫向聯(lián)系，減小橫向分布系數(shù)，降低荷載對(duì)空心板的影響。

由于原橋面板布設(shè)采用平板布設(shè)，板與板之間形成2.4 cm的錯(cuò)臺(tái)，不利于型鋼的粘貼，具體操作步驟為先在板底設(shè)置型鋼的地方用鋼板將底部補(bǔ)貼為一個(gè)平面，再將型鋼整體粘貼于鋼板、混凝土底板共同形成的平面上;板頂設(shè)置型鋼的地方先用混凝土抹出一個(gè)平面，再將型鋼與平貼于該平面上，確保上下層型鋼的均勻受力，同時(shí)膠黏劑的技術(shù)應(yīng)滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)定，使板、膠、型鋼得到共同受力的目的。

空心板底部型鋼尺寸采用22號(hào)B(220 mm×79 mm×9.0 mm)、頂部型鋼尺寸采用14號(hào)A(140 mm×58 mm×6.0 mm)型號(hào)。高強(qiáng)螺栓采用10.9級(jí)M22(設(shè)計(jì)拉力為190 kN)。

4 加固步驟

1)拆除橋面鋪裝。

拆除橋面鋪裝之前應(yīng)先將該橋左右側(cè)的防撞護(hù)欄拆除。

2)檢查鉸縫連接情況。

拆除橋面鋪裝后，空心板間鉸縫情況會(huì)比較明了，施工時(shí)應(yīng)詳細(xì)檢查七跨橋的42道鉸縫，對(duì)鉸縫連接鋼板和連接筋進(jìn)行檢查，對(duì)于連接較弱部位，采用植筋方式重新形成鉸縫連接筋;對(duì)板間鉸縫混凝土進(jìn)行檢查、判定，視情況將質(zhì)量不好的鉸縫混凝土鑿除，另以澆筑摻加鋼纖維的小石子混凝土。

3)空心板頂?shù)讓淤N型鋼。

在空心板頂?shù)装逭迟N型鋼，每跨沿橫向布置5道，上下鋼板用高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行聯(lián)接。由于舊橋空心板底板有等高度通長(zhǎng)鋼束，中腹板有變高度通長(zhǎng)鋼束，螺栓通過(guò)鉸縫聯(lián)接。聯(lián)接完畢后再對(duì)鉸縫進(jìn)行混凝土澆筑。

在粘貼型鋼前，應(yīng)先用硬毛刷沾高效洗滌劑，刷除表面油垢污物后用冷水沖洗，再對(duì)粘合面進(jìn)行打磨，除去2 mm～3mm厚表層，直至完全露出新鮮面，并用壓縮空氣除去粉塵。處理后，方可涂抹環(huán)氧樹(shù)脂砂漿。

為了減輕粘貼鋼板的受力，用膠液粘貼鋼板期間必須封閉交通。

膠液準(zhǔn)備好后，在已處理好的環(huán)氧樹(shù)脂表面和鋼板上均勻涂抹，涂抹厚度1 mm～3mm，涂膠時(shí)中間厚邊緣薄。再將涂膠鋼板貼于規(guī)定位置，用手錘輕輕敲擊鋼板粘貼面，若無(wú)空洞，代表鋼板粘貼密實(shí)，否則必須剝下鋼板進(jìn)行補(bǔ)膠，并重新粘貼。

鋼板粘貼好后，必須立即用定制的U形夾具卡緊或用木桿在底面支撐，壓力保持為0.05 MPa～0.1 MPa，以膠液剛從鋼板邊縫擠出為度。

環(huán)氧類(lèi)粘結(jié)劑的固化溫度應(yīng)保持在20℃以上，若常溫低于15℃，應(yīng)進(jìn)行加溫，固化期間不能對(duì)鋼板進(jìn)行觸動(dòng)，24 h后即可拆除夾具或支撐。

4)空心板頂植入豎向聯(lián)接筋。

澆筑完畢鉸縫混凝土后，在空心板板頂植入豎向聯(lián)接筋，直徑不應(yīng)小于16 mm，植入深度不小于20 cm，在放入成品鋼筋網(wǎng)之后，每?jī)筛Q向聯(lián)接筋在露出板頂部分做成“門(mén)”字形，將鋼筋網(wǎng)片間隔箍住。

植筋前，為保證新舊混凝土整體受力、共同作用，結(jié)合面應(yīng)鑿出原結(jié)構(gòu)表面浮漿，使骨料外漏，形成6 mm自然凹凸粗糙面或用機(jī)械刻槽形成粗糙面，并徹底清掃干凈，不應(yīng)有局部光滑結(jié)合面。

植筋時(shí)，鉆孔深度與穿入鋼筋深度相同，孔徑比穿入鋼筋大2 mm～4 mm，鉆孔位置應(yīng)避開(kāi)原空心板的預(yù)應(yīng)力鋼筋和鋼絞線，防止鉆孔對(duì)其造成破壞;然后，用毛刷清理孔位，再用吹風(fēng)機(jī)吹去孔底灰塵，注膠液前應(yīng)防止土粒、砂石和液體等雜物進(jìn)入孔內(nèi);灌漿時(shí)，將膠液由孔底灌注至約孔深3/4處，待插入豎向鋼筋后，用膠液灌滿(mǎn)整個(gè)孔洞;最后插入豎向鋼筋，插入鋼筋前先對(duì)鋼筋表面污物進(jìn)行清理，插入時(shí)應(yīng)插到孔底，最后清除孔口多余的膠液。

在膠液干固前，禁止觸動(dòng)鋼筋，并保持孔位附近干燥，防止水侵蝕。

為減小新舊橋之間橋面鋪裝層出現(xiàn)裂縫的可能性，應(yīng)在舊橋邊緣和新橋邊緣各植筋后連接成“門(mén)”型鋼筋，以減小該處混凝土破壞的可能性，保證行車(chē)的舒適性。

5)橋面防水鋼筋混凝土鋪筑。

橋面鋪裝采用鋼纖維混凝土，注意鋼纖維混凝土坍落度盡量小，以減小新舊結(jié)合由于齡期不同而可能產(chǎn)生的較大內(nèi)應(yīng)力和結(jié)合不好的問(wèn)題。

在澆筑混凝土前，應(yīng)對(duì)結(jié)合面進(jìn)行徹底清理，檢查結(jié)合鋼筋和其他構(gòu)造鋼筋數(shù)量及布置是否正確，結(jié)合面應(yīng)充分濕潤(rùn)，但不應(yīng)有明水。

由于鋪裝層中鋼筋較密，振搗必須充分到位。對(duì)鋼纖維混凝土，宜采用平板式振搗器振搗密實(shí)，最后再用圓棒滾壓表面，使表層鋼纖維沉入內(nèi)部。

混凝土澆筑完應(yīng)特別注意養(yǎng)護(hù)。

6)對(duì)空心板裂縫進(jìn)行處理。

對(duì)寬度小于0.15 mm的裂縫進(jìn)行表面封閉，對(duì)寬度不小于0.15 mm的裂縫采用結(jié)構(gòu)膠灌注填充，以提高結(jié)構(gòu)耐久性。

7)施工完畢后進(jìn)行荷載檢測(cè)。

舊橋加固完畢后，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的85%后，應(yīng)對(duì)加固部分進(jìn)行荷載加載試驗(yàn)，以檢測(cè)加固效果。

8)新舊橋間橫向連接處理。

新舊橋間結(jié)構(gòu)不連續(xù)，采用橋面連續(xù)，舊空心板翼緣鑿除21 cm，加寬箱梁內(nèi)側(cè)采用中板，外側(cè)采用邊板，空心板翼緣與箱梁翼緣間隔1 cm，預(yù)埋門(mén)式鋼筋連接，空心板鋪裝維持13 cm混凝土和單層鋼筋網(wǎng)片，箱梁鋪裝采用15 cm混凝土和雙層鋼筋網(wǎng)片。

5 結(jié)語(yǔ)

我們國(guó)家在具有特色的社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)制度指引下，各行各業(yè)顯示出了勃勃生機(jī)，交通建設(shè)作為其他行業(yè)發(fā)展的支撐，更是日新月異、如火如荼。在熱火朝天的交通建設(shè)中，需要耗費(fèi)大量的原材料，即有限的寶貴的自然資源。比如橋梁建設(shè)，它需要大量的鋼筋、水泥、碎石、木材等等材料。在今天以綠色、低能耗為主題的時(shí)代，作為交通建設(shè)者，必須肩負(fù)起歷史的使命，為交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行積極探索。此次工程實(shí)例說(shuō)明了，通過(guò)舊橋加固節(jié)約了工程材料及造價(jià)，又保證了橋梁設(shè)計(jì)承載力要求。通過(guò)這次闡述二級(jí)公路舊橋加固的實(shí)況、原理和方案，為舊路橋梁改造、節(jié)約能源提供了技術(shù)參考。