代禮文

（中國(guó)十九冶集團(tuán)有限公司，成都 610299）

1 引言

H 型鋼主梁與鋼筋混凝土組成的聯(lián)合梁橋具有工藝簡(jiǎn)單、施工速度快、成本較低等特點(diǎn)，在無(wú)工業(yè)基礎(chǔ)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后的國(guó)家使用極為廣泛。由于鋼材和混凝土的彈性模量級(jí)差，設(shè)計(jì)理念中引入混凝土“開(kāi)裂”理論，通過(guò)讓混凝土在較小的活荷載作用下產(chǎn)生裂縫，以提前釋放鋼筋拉應(yīng)力來(lái)平衡H 型鋼主梁和鋼筋混凝土橋面板的彈性變形。但允許的裂縫加快了混凝土碳化和鋼筋銹蝕速度，加上社會(huì)經(jīng)濟(jì)和機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，過(guò)載情況遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)預(yù)期，在非城鎮(zhèn)道路中，實(shí)施交通超限管理困難，更是加劇了允許裂縫的發(fā)展，使橋梁過(guò)早達(dá)到正常使用極限狀態(tài)，需要通過(guò)科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、客觀的檢測(cè)評(píng)判，采取經(jīng)濟(jì)性好、可靠性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)的技術(shù)處理方案，使原有橋梁在遠(yuǎn)低于新建成本并對(duì)交通影響最小的情況下滿足預(yù)定時(shí)期內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的交通運(yùn)輸需求。

2 維修與加固的方向確立技術(shù)

2.1 外觀判斷技術(shù)

通過(guò)觀察掌握橋梁的基本結(jié)構(gòu)外觀信息，觀察橋梁各部分在各種社會(huì)車輛通行時(shí)的運(yùn)行反應(yīng)狀態(tài)，必要時(shí)輔以尺量，初步評(píng)估橋梁4 個(gè)部分（上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、支座系統(tǒng)、附屬設(shè)施）的疲勞損壞性質(zhì)及影響程度，包括鋼結(jié)構(gòu)下?lián)系膹?qiáng)烈程度，鋼結(jié)構(gòu)受偶然作用損壞情況，觀察漆面的完好性，對(duì)漆面的損傷剝落部位做標(biāo)記和記錄，混凝土結(jié)構(gòu)損壞的性質(zhì)是活性損壞還是結(jié)構(gòu)性剝落損壞，確定代表性裂縫并做出標(biāo)記，支座系統(tǒng)的工作狀態(tài)，下部結(jié)構(gòu)受自然環(huán)境影響的損壞程度和發(fā)展傾向，附屬設(shè)施的損壞情況及對(duì)上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、支座系的直接和間接影響。初步確定橋梁需要進(jìn)一步檢測(cè)評(píng)估的項(xiàng)目，初步判斷維修與加固的實(shí)施方向，確定檢測(cè)評(píng)估方法及需用的檢測(cè)設(shè)備。

2.2 檢測(cè)評(píng)估技術(shù)

通過(guò)政府職能部門及其他渠道獲取橋梁設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)說(shuō)明書，以及橋梁修建的追溯性資料，特別是質(zhì)量資料；獲取歷年交通量數(shù)據(jù)，并根據(jù)獲得的交通量數(shù)據(jù)曲線模擬缺失數(shù)據(jù)，模擬交通增量曲線，并掌握對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)影響的事故情況，評(píng)估基礎(chǔ)位移對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)的影響。使用漆膜檢測(cè)儀對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防腐層進(jìn)行檢查，特別是對(duì)外觀檢測(cè)已做標(biāo)記部位，需要判斷面漆和底漆的剝落層次和保留層次，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)受外力傷害部位使用超聲波或射線探傷； 根據(jù)獲取的橋梁修建施工資料，使用精密水準(zhǔn)儀和全站儀檢測(cè)橋面平面位移情況，輔以載重貨車檢測(cè)上部結(jié)構(gòu)跨中下?lián)现担褂秘惪寺簭澇羶x進(jìn)行彎沉測(cè)量，采用MIDAS/Civil 建立模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，分析鋼梁的疲勞強(qiáng)度以確定其是否滿足荷載及使用壽命要求。

采用回彈法獲取混凝土回彈值，除檢測(cè)角度修正值外，根據(jù)其投入使用年限，輔以非關(guān)鍵位置鉆孔檢測(cè)確定碳化深度值，進(jìn)行碳化深度修正，并引入混凝土使用年限確定的徐變對(duì)強(qiáng)度影響修正系數(shù)，綜合評(píng)判混凝土有效強(qiáng)度參考值。使用混凝土裂縫檢測(cè)儀檢測(cè)代表性裂縫的寬度和深度，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)一步判斷并確定裂縫性質(zhì)[1]。

使用鋼筋銹蝕儀檢測(cè)鋼筋腐蝕情況，確定鋼筋銹蝕程度，判斷鋼筋工作狀態(tài)； 并根據(jù)鋼筋銹蝕程度驗(yàn)證混凝土裂縫產(chǎn)生的原因、性質(zhì)和發(fā)展方向。

3 橋梁各部分的維修與加固技術(shù)

3.1 上部結(jié)構(gòu)的維修與加固技術(shù)

1）鋼結(jié)構(gòu)的維修與加固：在橋梁的剩余使用壽命期內(nèi)結(jié)構(gòu)性的維修與加固較少，由有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位驗(yàn)算后確實(shí)需要時(shí)，采取增設(shè)或改良肋板、修復(fù)損壞的鋼構(gòu)件、焊接加厚或加寬下翼緣板并實(shí)施跨節(jié)點(diǎn)連接等方式來(lái)增加橋梁鋼主梁的承載能力，實(shí)施時(shí)需要修建便道便橋進(jìn)行交通引流；防腐的維修操作，按照施工規(guī)范實(shí)施，對(duì)單跨中小橋在防腐涂層剝落部位，底漆及面漆按原漆面層數(shù)和厚度修補(bǔ)完成后應(yīng)整體增做一道面漆； 對(duì)大橋及多跨橋的防腐涂層剝落部位底漆及面漆按原漆面層數(shù)厚度修補(bǔ)完成后，對(duì)經(jīng)修復(fù)的主梁按梁、按跨及其余鋼結(jié)構(gòu)按單個(gè)構(gòu)件增做一道面漆。

2）鋼筋混凝土橋面板的維修與加固：一是鋼筋銹蝕的修復(fù)，對(duì)需要除銹處理的鋼筋，將銹蝕點(diǎn)混凝土鑿開(kāi)，用鋼絲刷進(jìn)行除銹，涂刷一層防銹底漆，涂刷防銹底漆時(shí)要對(duì)鑿開(kāi)的混凝土面采取隔離措施，避免油漆污染混凝土面，在鑿開(kāi)的混凝土面上用水濕潤(rùn)，涂刷一層水泥素漿，在水泥素漿濕潤(rùn)狀態(tài)時(shí)使用微膨脹細(xì)石混凝土或高強(qiáng)無(wú)收縮膠漿材料灌實(shí)； 多數(shù)鋼筋因保護(hù)層裂縫產(chǎn)生微量銹蝕不需要做專門除銹處理，通過(guò)裂縫封堵阻斷水汽接觸達(dá)到阻銹目的即可。二是混凝土橋面板裂縫維修與加固，對(duì)結(jié)構(gòu)性剝落、裂縫損壞，一般處于穩(wěn)定狀態(tài)，沿?fù)p壞影響部分外緣將鋼筋保護(hù)層混凝土切縫鑿出，再按照鋼筋除銹修復(fù)施工流程處理； 對(duì)應(yīng)基于混凝土開(kāi)裂彈性理論設(shè)計(jì)的活性裂縫，采用彈性材料對(duì)0.3 mm 以下寬度的裂縫進(jìn)行表面封縫，0.3 mm 以上寬度的裂縫采用彈性材料注漿灌縫，目的是阻斷水汽與鋼筋的接觸以維護(hù)鋼筋工作性能。

3.2 下部結(jié)構(gòu)的維修與加固技術(shù)

1）基礎(chǔ)維修與加固。同時(shí)采取直接維修和間接維修的方法，直接維修是對(duì)裸露的鋼樁基礎(chǔ)進(jìn)行除銹、做防腐并增加一定厚度的鋼筋混凝土包裹層，對(duì)裸露并有部分剝落、裂縫的鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)進(jìn)行鋼筋混凝土包裹；間接維修是錐坡修復(fù)，采用設(shè)置攔河壩等方法提高河床淤積高度，保證橋臺(tái)、橋墩基礎(chǔ)的埋置狀態(tài)。在河道設(shè)置丁壩、順壩進(jìn)行導(dǎo)流，以減少水流對(duì)墩臺(tái)的沖刷損壞。

2）橋臺(tái)的維修與加固。在聯(lián)合梁橋中多采用埋置式橋臺(tái)，橋臺(tái)損壞多因橋頭錐坡受可變作用及偶然作用損毀致橋臺(tái)樁基懸空，部分裸露的樁基在偶然作用下橋臺(tái)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫，該裂縫在一般情況下處于穩(wěn)定狀態(tài)。先用切割機(jī)將表面切成寬5 mm、深20 mm 的槽，用高壓水沖洗干凈，并用壓縮空氣吹干，再用無(wú)收縮高強(qiáng)膠漿進(jìn)行表面封縫抹平，在縫寬0.3 mm以上部分安裝注漿嘴； 縫寬＞2.0 mm 部分使用高強(qiáng)無(wú)收縮漿料注入灌縫；灌縫漿料強(qiáng)度達(dá)到80%后對(duì)縫寬0.3～2.0 mm 部分采用熱風(fēng)吹縫注入環(huán)氧樹(shù)脂。

3）橋墩的維修與加固。橋墩的損壞主要集中在承臺(tái)和墩身混凝土表面因受水中礫石的沖刷影響損壞，部分柱式墩因柔性抗震特性，沖刷損壞后局部截面減小部位出現(xiàn)水平微裂。在經(jīng)荷載計(jì)算后在橋梁基礎(chǔ)承載能力的安全儲(chǔ)備以內(nèi)，于承臺(tái)表面和墩身表面增加一定厚度的高標(biāo)號(hào)鋼筋混凝土包裹層，對(duì)承臺(tái)和墩身起到保護(hù)和加強(qiáng)作用。

3.3 支座系統(tǒng)的維修與加固技術(shù)

支座系統(tǒng)的損壞主要由于舊橋工藝落后，采用的是平板橡膠支座，使用多年后出現(xiàn)支座自身?yè)p壞，以及支座沿橋梁縱向朝背墻方向位移且部分脫離墊石面達(dá)到一定的面積，影響使用安全，需要根據(jù)損壞程度采取相應(yīng)的維修與加固技術(shù)。

1）支座系統(tǒng)的固定。對(duì)支座自身完好，發(fā)生位移量小，還沒(méi)有脫離墊石，不影響使用效果，但存在位移繼續(xù)發(fā)展趨勢(shì)的情況，需要對(duì)支座進(jìn)行固定以阻止其繼續(xù)位移，采取在墊石后背墻底部墊石面高度位置植筋綁扎鋼筋網(wǎng)片，用高標(biāo)號(hào)混凝土將墊石四面包起來(lái)，混凝土高度高于墊石面25～30 mm，距離鋼梁底面＞20 mm，需要在左、右、前側(cè)設(shè)置向外向下的排水孔。

2）支座系統(tǒng)的校正。對(duì)支座自身完好，發(fā)生位移量較大，且有少部分已經(jīng)脫離墊石的情況，在支座脫空部分底部使用鋼條下墊抄平鋼楔，用錘擊鋼楔將鋼條與脫空部分支座楔緊，在背墻底部按固定技術(shù)的位置先植兩根鋼筋，并焊接兩根頂絲，頂絲端部設(shè)置與橡膠支座寬度一致，高度略小的鋼條，將鋼條與橡膠支座脫空邊側(cè)面用頂絲頂緊。每天早上檢查鋼楔的松緊，并加強(qiáng)緊固頂絲，經(jīng)過(guò)數(shù)天的操作，借助鋼梁晝夜溫縮效應(yīng)，以及橋上行車荷載產(chǎn)生的振動(dòng)效應(yīng)，將橡膠支座復(fù)位至墊石上，然后按照支座系統(tǒng)的固定技術(shù)進(jìn)行加固。

3）支座更換。對(duì)位移量過(guò)大、承壓面過(guò)小而產(chǎn)生損壞的支座，需要更換同型號(hào)新支座，更換新支座應(yīng)進(jìn)行交通管制，在臺(tái)前設(shè)置臨時(shí)基礎(chǔ)，臨時(shí)基礎(chǔ)頂面距離鋼梁底部高度需考慮千斤頂高度、鋼桁架高度、橡膠墊塊厚度，按照每根主梁兩臺(tái)千斤頂設(shè)置，鋼桁架要有足夠剛度，并能有效地將千斤頂?shù)牧νㄟ^(guò)橡膠墊塊作用在橋梁主梁下翼緣支座前200～600 mm上，保證頂升時(shí)的總體穩(wěn)定性；千斤頂使用等壓力控制。將整個(gè)橋端頭頂升5～10 mm，將同等型號(hào)的新支座從側(cè)面推入替換原支座，再按照支座系統(tǒng)的固定技術(shù)進(jìn)行加固。

4）將支座由鉸支座變?yōu)閯傊ё?。?duì)部分單跨小橋和橋墩上設(shè)有脹縫的多跨中橋，橋臺(tái)位置支座損壞的，經(jīng)設(shè)計(jì)單位驗(yàn)算后將墊石之間臺(tái)帽上面層混凝土保護(hù)層局部鑿除，露出部分箍筋段，在上面焊接鋼筋，在背墻上植筋，綁扎鋼筋網(wǎng)，使用比原混凝土高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的混凝土將鋼梁端部與橋臺(tái)澆筑為一個(gè)整體。在澆筑混凝土后的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，需進(jìn)行交通管制。

3.4 附屬設(shè)施的維修與加固技術(shù)

1）錐坡維修。對(duì)部分損壞嚴(yán)重的橋頭錐坡，橋臺(tái)樁樁基礎(chǔ)的樁間土在臺(tái)背永久作用及路面可變作用下位移，導(dǎo)致橋頭搭板沉落，路面塌陷。先對(duì)橋臺(tái)錐坡范圍土方進(jìn)行回填，并進(jìn)行錐坡圬工砌筑，錐坡圬工基礎(chǔ)埋深、厚度、強(qiáng)度均應(yīng)比原做法提高1～2 個(gè)等級(jí)。在修復(fù)錐坡時(shí)還要重點(diǎn)注意將錐坡上的排水設(shè)施一并完善。

2）橋頭搭板維修。橋頭錐坡維修結(jié)束后，將沉落的搭板拆除，重新對(duì)搭板范圍的路基進(jìn)行壓實(shí)，再施工搭板基礎(chǔ)和搭板鋼筋混凝土。新施工的搭板不應(yīng)小于原搭板長(zhǎng)度的1.5 倍。

3）橋面鋪裝維修。剔除破損的橋面鋪裝層，重新施作橋面的防水層和瀝青面層[2]。對(duì)橋面鋪裝層采用整體或是局部剔除重做，需要與設(shè)計(jì)、監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估確定，鑿取一定范圍的原鋪裝層樣品，用觀察法確定其完整性及與鋼筋混凝土橋面板之間的黏結(jié)性。采取局部剔除重做的橋梁，在局部鋪裝層重做結(jié)束后應(yīng)整體做一道10 mm 厚瀝青表面處治上面層。

4）伸縮縫維修。部分橋梁的伸縮縫損壞嚴(yán)重，需要整體更換時(shí)將原伸縮縫位置鋼筋保護(hù)層范圍內(nèi)混凝土切割開(kāi)，鑿出鋼筋網(wǎng)內(nèi)混凝土，去除損壞的伸縮縫，重新安裝新的伸縮縫，并澆筑鋼纖維混凝土[3]。鋼梁支座已經(jīng)由鉸支座改變?yōu)殇撝ё臉蝾^，將原伸縮縫拆除后將橋面板鋼筋與臺(tái)背鋼筋連接，用較原混凝土高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的混凝土澆筑為整體。

5）其他維修。對(duì)橋面排水系統(tǒng)堵塞和損壞部分進(jìn)行疏通，對(duì)損壞的排水管進(jìn)行修復(fù)，對(duì)老化斷裂的PVC 管采用短管及內(nèi)襯的辦法進(jìn)行接長(zhǎng)修復(fù)，對(duì)損壞的鑄鐵管采用內(nèi)襯焊接法接長(zhǎng)修復(fù)。對(duì)橋面欄桿進(jìn)行防腐和更換的修復(fù)工作。橋頭道路損壞部分按照設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行維修。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)聯(lián)合梁橋的綜合系統(tǒng)性維修與加固，能夠有效改良橋梁的通行狀況，運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行精細(xì)管理，使橋梁能適應(yīng)新的交通流量需求，達(dá)到并且延長(zhǎng)橋梁的使用設(shè)計(jì)年限，采取維修與加固處理與拆除重建相比，其經(jīng)濟(jì)性更好，性價(jià)比較高，特別是我國(guó)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)和20 世紀(jì)八九十年代修建的橋梁，在一定時(shí)期內(nèi)聯(lián)合梁橋的綜合維修與加固技術(shù)有相當(dāng)大的適應(yīng)性和發(fā)展空間。