预应力混凝土连续刚构桥加固

2018-04-03

福建质量管理 2018年13期

(重庆交通大学建筑与土木工程　重庆　400074)

一、前言

当前科学技术正在迅速地发展，高强度、高质量材料被广泛地采用[1]，先进的施工工艺及设备的大量涌现，以及结构分析方法的不断进步，预应力混凝土连续刚构桥从上个世纪以来就获得了飞快的发展。不断增多的建造数量，逐渐增大的跨度以及日益提高的运营成本，给预应力混凝土连续刚构桥的维修加固带来了许多新的课题。通过不断提高预应力混凝土连续刚构桥加固仿真技术的水平来合理选择加固方法和分析所能达到的加固效果，将会产生巨大的工程效益。

二、正文

(一)研究对象

安徽的某一座桥始建于1994年5月，竣工于1997年3月。该桥主桥桥跨布置为(55+88+55)m，为三孔预应力混凝土连续刚构梁桥，长198m，为预应力混凝土简支梁，长130m。全桥总长495.1m，桥面横向布置情况为：0.25m+栏杆2.0m人行道+15m车行道+2.0人行道+0.25m栏杆。加固它的目标是达到荷载等级公路一级，人群3.5KN/m2的使用要求，中跨跨中竖向挠度情况及主梁应力分配得以改善，延长桥梁使用寿命。

(二)常见病害及成因

连续刚构桥梁病害有多种形式，主要存在着跨中分层、裂缝、下挠等，主要是由于设计不合理，横截面尺寸和加固结构不符合机械要求，施工质量不能满足设计要求，建筑材料不能满足要求，在收缩和徐变过程中使用凝结，预应力损失和过载运行等因素。缺陷的桥梁和主要原因如下：

1.裂缝及混凝土缺陷。主要桥梁箱梁地板有许多纵向裂缝，主要集中在箱体两侧的底部。在箱梁的腹板上存在宽度为0.4mm的倾斜裂缝。

2.底板分层。层状壳体或层状裂缝的纵向范围位于中间方向7m处，沿码头方向位于距离3.5m处，同轴段长度方向。块体之间的区域为16m长，缺陷的横向宽度比底板的宽度稍宽，距离网的内壁约不超过2m。

3.跨中下挠。桥面相对高程测量结果表明，三跨连续刚架桥中跨桥梁偏转大，最大位置为10.05cm。侧面跨度也有一定程度的偏差分别为2.038cm和2.056cm。

4.桥面系损坏。主桥钢筋混凝土桥面路面有多条纵向裂缝，甲板路面渗水严重，路面面积大[2]。

(三)加固设计方案

加固工程技术标准设计载重等级公路等级，人群3.5KN/m2[3]。桥宽：桥后加筋：19.5m，人行道宽2×2.25m。设计速度80km/h。

1.桥面系加固。凿子除去原来的甲板路面层，铺设Φ12小钢重铸8cm防水混凝土;对于中下半部分使用适当的混凝土整平，使交通畅通，防止快速交通对其较大的附加压力形成较大的冲击。更换不锈钢复合管栅栏和路灯的围栏。拆除人行道，重新铺设人行道板。更换D80 Maul接缝的伸缩缝。防爆钢板防锈，防锈处理[4]。

2.缺陷及裂缝修补

(1)表面缺陷修补措施。对于全桥的混凝土损坏缺陷，需要修理加工。对于小于(25×25)cm2的区域，当混凝土表面缺陷时，深度小于5cm，凿除了松散的混凝土，露出骨料，钢铁锈，用聚合物水泥基修补材料进行修复。对于缺陷面积大于(25×25)cm2，当混凝土结构表面缺陷时，深度大于5cm，凿子除了松散的混凝土，露出的骨料，钢铁锈，喷涂界面剂，使用环氧树脂凝固修复。

(2)裂缝修补措施。裂纹宽度大于等于1mm，采用压力充填聚合物水泥灌浆材料处理。裂纹宽度大于或等于0.15mm且小于1mm，使用灌注裂缝修补胶修复，即注射法。裂纹宽度小于0.15mm，采用裂纹修复塑料表面封闭方式进行加工[5]。

3.体外预应力加固

该项目在体外应力增强，采用四束19Φs15.2mm乔规格的环氧树脂填充线，由多个轻填充环氧填充钢梁组成[6]，外套PE套管，带TW.B15-19预应力锚。内箱和下游两个预应力梁的布局，钢梁两端张力，张力控制力应为0.5fpk，单钢束控制张力2473.8KN。单钢梁一端延长217.8mm。

4.中跨跨中底板混凝土置换

鉴于中跨的严重交叉缝合，混凝土受到严重破坏，必须在中跨跨度内进行混凝土更换加固。在桥梁横截面跨越混凝土结构破坏后对桥梁的力量影响很大[7]，桥梁处于不利状态，破碎混凝土应尽快恢复。

更换钢筋在施工HRB335钢筋时，为了加强底板，在钢网连接下增加箱梁的总体强度，安装连接钩，钩135度挂钩，卡住和下拉杆所有的垂直和水平钢筋通过点焊连接在钩和钢网的接合处。加强新旧混凝土的结合，在混凝土浇注前的界面剂。重新铸造C55自密实混凝土，并在施工现场进行试验，确定混合，试验效果，然后再使用。