漳下线红坊一桥维修加固方法

2015-10-31邱海燕

建材与装饰 2015年12期

关键词：板梁植筋空心

邱海燕

（福建省龙岩市公路局新罗分局　新罗　364000）

漳下线红坊一桥维修加固方法

邱海燕

（福建省龙岩市公路局新罗分局新罗364000）

针对梁桥桥面普遍存在的病害，结合红坊一桥的维修加固工程实例，阐述该桥病害成因，重点介绍“桥面植筋补强加固法”的施工工艺和如何做好质量控制，希望对类似桥梁病害处理能起到借鉴指导作用。

梁桥；维修加固；植筋补强；施工工艺；质量控制

由于交通运输量逐年大幅度增长，桥梁使用年限增加，超重荷载反复作用，很多梁桥产生多种病害如板梁之间铰缝处纵向贯通裂缝、混凝土局部破碎脱落、联结钢筋被剪断，墩顶桥面连续处混凝土破碎脱落、露筋，伸缩缝破损等。诸多病害的存在对桥的结构稳定和行车安全构成极大的危害和威胁，阻碍交通畅通因此需抓紧进行维修加固。

1　工程案例概况

红坊一桥为一座装配式空心板梁桥，位于省道漳下线龙岩市新罗区经济较发达的红坊镇境内，是红坊镇的交通要道。该桥桥中心桩号为484K+632，位于半径330m的圆曲线上，桥跨组合为4～16m，桥宽9m（行车道）+2×1.50m（人行道），桥全长72.96m，设计洪水频率1/100，设计荷载汽-20，挂-100。该桥于1997年7月竣工通车。

2　病害现状及病害原因分析

2.1病害现状

该桥于1997年建成通车，经过多年的运营，桥面铺装空心板梁之间铰缝处出现纵向贯通裂缝、混凝土局部破碎脱落、联结钢筋被剪断，墩顶桥面连续处出现混凝土破碎脱落、露筋，伸缩缝破损等病害，多次局部维修后效果不好，并经观察病害有发展，已影响到桥梁的安全使用。

2.2病害成因分析

通过查阅竣工图纸及施工原始记录，调查了解当时施工情况，到实地调查分析，对桥梁的现状进行认真细致的检查，获取相关资料，分析病害成因主要有如下几点：

（1）该桥原设计桥面铺装为8～9cm厚C30混凝土，实际施工时厚度控制不到位，局部桥面铺装厚度远低于设计厚度，且混凝土标号较低，现在桥面铺装混凝土标号至少要求到达到C40；

（2）随着交通量的急剧增加，重车辆的增多和长期反复作用也加剧了桥面铺装出现的纵向贯通裂缝、混凝土局部碎裂，桥面连续处露筋等病害的发展；

（3）车辆的长期反复作用，导致伸缩缝损坏。

3　桥梁的上部承重结构维修加固的方案比选

方案一，粘钢加固法。主要是利用混凝土受压性能好，钢材受拉性能好的特性，通过采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其他薄弱部位，使钢板与加固混凝土结构形成整体，以提高构件的抗弯和抗剪能力，提高原结构的刚度，限制裂缝的发展。该方案的关键技术是混凝土与钢板的粘结，那么使用的钢板粘结剂质量就至关重要，这粘结剂价格较贵。

方案二，增大梁截面积加固法。通过采用增大梁底面或侧面的尺寸、增配主筋，提高梁的有效高度和抗弯强度，从而达到提高桥梁的承载力的加固目的。该方法施工时需搭临时支架，施工工期较长。

方案三，桥面植筋补强加固法。其加固机理是在梁顶（桥面）上加铺一层钢筋混凝土层，通过植入的钢筋承接和传导因弯矩而引起的剪力，使新旧混凝土形成有机整体，达到增大主梁有效高度和挤压截面的目的，从而提高桥梁承载能力。其适用情形如下：①桥面铺装全部或局部被破坏；②桥面标高需要调整；③道路等级提高，原主梁承载力不足等。这是提高桥梁承载能力的一种常用且有效的方法。为了减小补强层增加的恒载，常将原有桥面铺装层凿除。

经过反复的比较和论证，分析红坊一桥病害情况，空心板梁无明显病害，只是桥面铺装空心板梁之间铰缝处出现纵向贯通裂缝、混凝土局部破碎脱落、联结钢筋被剪断，墩顶桥面连续处出现混凝土破碎脱落、露筋，伸缩缝破损等病害。综合安全可靠、经济实用的原则，选用方案三，即桥面植筋补强加固方案，分析其有利特点是：①不影响原桥结构，原桥承载力得以充分利用；②植筋凝结及固化时间短、粘结力强，补强钢筋网与之焊接，连成牢固的整体；③新旧混凝土间采用植筋技术有效连接，形成整体共同受力，从而提高原桥承载力；④施工简便、快捷，解决了工期的问题；⑤造价相对较低。

4　加固方案

红坊一桥拟采用桥面植筋补强加固措施，来系统地修复桥梁病害和提高其承载能力，具体采用如下维修加固方案：①凿除桥面铺装层混凝土；②在空心板梁上植埋锚固钢筋；③重新浇筑C40桥面铺装防水混凝土，并加补强钢筋网加固；④采用桥面连续；⑤置换伸缩缝；⑥桥头路面修复。

5　加固施工方法

5.1施工准备

为确保施工质量，采取中断交通进行维修加固改造。由于该桥地处经济较发达的红坊镇，社会压力大，当地政府要求施工工期要短，提高社会效益，封闭施工的工期势必要安排紧凑。作为旧桥维修加固工程，既要保证工程本身的质量与安全，又要保证紧凑的施工工期，因而施工准备除常规的机械、材料、人工及施工组织设计外，应加强对桥头两侧交通疏通工作的准备。

5.2主要施工工艺和质量控制措施

5.2.1凿除桥面铺装层混凝土

务必小心凿除原桥面铺装混凝土，避免损伤空心板梁和引发过大震动，以免对桥梁造成损伤。梁顶表面应凿毛成凹凸不小于4～6mm的粗糙面，无表面浮浆，骨料清晰外露（见图1）。

图1　

图2　

5.2.2植埋锚固钢筋

为使新桥面铺装混凝土与空心板梁形成整体，在空心板梁上植埋锚固钢筋。锚固钢筋的设置一方面增强了新旧混凝土间的整体性，另一方面又起固定钢筋网的骨架作用。锚固钢筋采用直径12mm的螺纹钢筋，锚筋用环氧树脂砂浆或锚固剂锚入空心板梁6cm，锚筋一定要避开空心板梁的顶板，在空心板两侧板处设置，以铰缝为中线对称设置，纵向间距20cm，横向间距10cm（参见表1、图3），锚筋的设置可根据实际情况作相应调整，原则上以避免损伤空心板梁结构为前提。

表1　每跨锚固钢筋数量表

图3　单孔半幅锚筋布置示意图

钻孔前根据构件的状况和设计要求布置孔眼，用红漆做好标记。为保证杆和孔壁之间的砂浆层，孔眼直径应比锚杆直径大25mm，用凿岩机进行钻孔，并用高压空气将孔清干净。锚杆在使用前应进行矫直和清除污锈、淋湿。直接使用锚固剂填塞锚孔，按设计长度插入锚杆。

5.2.3重新浇筑C40桥面铺装防水混凝土，并加补强钢筋网加固

钢筋混凝土采用混凝土现浇。该桥原设计桥面铺装为厚8～9cm C30混凝土，桥面铺装钢筋直径为8mm，纵、横向间距20cm。为加强桥梁的横向联结，提高桥梁的整体承载力，新的桥面铺装层钢筋网采用直径12mm的Ⅱ级螺纹钢筋，纵、横向间距均为10cm，为保证新桥面铺装混凝土与空心板梁整体受力，钢筋网与锚筋焊接成一体（参见表2、图2）。

桥面铺装采用厚12cmC40防水混凝土，混凝土中掺聚丙烯纤维和早强剂。浇筑新桥面铺装层混凝土前，梁顶表面凿毛后应采用高压水充分冲洗，去除杂物，使其表面清洁、湿润后，才能浇筑新桥面铺装混凝土。混凝土现浇前应按设计要求架设、焊接钢筋网，并与锚杆连接牢固，然后进行模板安装。混凝土浇筑时，为确保桥面平整度和横坡度，该工程项目采用分左右两幅分别施工的方法，同时在桥面两侧靠人行道分别预留1m。装好槽钢后进行标高复测，再进行桥面铺装混凝土的浇筑。等槽钢可以拆除时，再来完成这预留的1m宽桥面混凝土的浇筑（见图4）。

图4　

图5　

桥面铺装混凝土的浇筑既费时又费工，钢筋网间距较小，混凝土要注意振捣密实。为减少和防止混凝土的收缩开裂，混凝土终凝后2h，应开始洒水保湿养护，并确保15d的养护时间（见图5）。

5.2.4桥面连续

根据原设计竣工资料，本桥在两桥台处设置伸缩缝，桥墩处采用桥面连续结构，桥面连续构造采用与桥面铺装同标号的混凝土，与桥面铺装一起浇筑。

5.2.5置换桥上原有的两条伸缩缝。

5.2.6桥头路面修复

两桥头路面挖除后，路面结构采用25cm厚的水泥混凝土面层+17.5cm厚10%水泥稳定碎石基层。永定台面层设单层钢筋网补强，钢筋网设在距顶面1/4～1/3厚度处，纵向、横向钢筋为直径12mm的HRB335钢筋，纵向间距为10cm，横向间距为20cm，横向钢筋位于纵向钢筋之下；龙岩台一侧有一斜交明涵，面层须设双层钢筋网补强。

6　加固效果评价

2012年红坊一桥采用桥面植筋补强加固法进行维修加固。该桥加固后，经观测维修加固效果良好。图6～7为红坊一桥维修加固前后对比照片。

图6　维修加固前

图7　维修加固竣工后

目前在龙岩全市主要干线上，官洋桥、合溪大桥等多座梁桥出现类似病害后也都采用了桥面植筋补强加固法进行维修加固，效果良好。实践证明，梁桥如果板梁之间铰缝处出现纵向贯通裂缝、混凝土局部破碎脱落、联结钢筋被剪断，墩顶桥面连续处出现混凝土破碎脱落、露筋，伸缩缝破损等病害，“桥面植筋补强加固法”一般情况可以作为首选考虑。本文针对红坊一桥维修加固工程实例展开的分析，供大家参考。