桐廬縣富春江一橋是桐（廬）義（烏）公路上的一座大橋，位于桐廬城區(qū)西部，是溝通桐廬縣江南與江北兩大區(qū)塊的主要通道之一。橋梁全長659m，主橋為20m+3×25m+52m+3×80m+52In+8×25m+20m，其中，中間的主孔為52m+3×80m+52m 的3向預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，兩側(cè)25m跨為簡支T梁橋，20m跨為空心板梁橋。主橋橋面為1．75m（人行道）+10．0m（行車道）+1．75m（人行道），總寬13．5m。橋梁設(shè)計荷載為：汽-20，掛-100，人群3．5 kN/m。該橋于1991年建成通車。
隨著交通流量的急劇增加，特別是在超載超重車輛的作用下，該橋已出現(xiàn)了較多病害，主橋全橋結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況綜合評分為59．0分，評定為三類橋梁，連續(xù)箱梁評為四類。該橋兩側(cè)引橋病害近幾年也發(fā)展明顯。
1、主橋箱梁現(xiàn)狀
?。?）箱梁。①箱梁裂縫。箱梁結(jié)構(gòu)開裂比較嚴(yán)重，數(shù)量多，寬度大，相當(dāng)一部分裂縫寬度超限；裂縫在數(shù)量、走向兩方面基本對稱箱梁軸線；腹板內(nèi)側(cè)斜向裂縫為豎向正應(yīng)力和剪應(yīng)力組合作用下產(chǎn)生的受力裂縫；腹板外側(cè)裂縫與內(nèi)側(cè)斜裂縫對稱分布，且多為斜向裂縫，主要分布在各跨6號塊至兒號塊范圍和支架施工節(jié)段；箱內(nèi)頂板橫向中部出現(xiàn)較多的縱橋向受力裂縫；② 箱梁材質(zhì)。具有95%保證率的混凝土強(qiáng)度推定值為52．1MPa，混凝土強(qiáng)度為良好狀態(tài)。
綜合腹板混凝土碳化深度、保護(hù)層厚度、鋼筋有銹蝕活動性等檢測結(jié)果表明，對結(jié)構(gòu)耐久性有較大影響。
（2）橋面線形。橋面線形起伏變化較大，不夠平整，可以推斷箱梁發(fā)生了一定的下?lián)献冃?、相鄰墩有一定的不均勻沉降?br />
?。?）荷載試驗表明，箱梁各控制截面在最不利試驗荷載工況作用下，實測結(jié)構(gòu)撓度、應(yīng)變校驗系數(shù)大多介于0．70～1．05之間，基本滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》對頂?shù)念A(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)荷載試驗校驗系數(shù)【0．7，1．05】的限值，跨中最大正彎矩控制截面和支點最大負(fù)彎矩截面強(qiáng)度滿足汽車-20級、掛車-100的要求。箱梁個別測點的撓度、應(yīng)變校驗系數(shù)大于1．05，表明大橋的剛度由于箱梁的開裂嚴(yán)重導(dǎo)致一定程度的降低。
?。?）次邊跨和中跨L/4附近截面抗剪承載力不滿足汽車-20級、掛車-100的要求。這與箱梁L/4截面附近斜裂縫數(shù)量多，縫寬大的檢查結(jié)果和承載能力評定結(jié)果相吻合。
（5）通過質(zhì)量檢測、荷載試驗和極限承載能力評定表明，箱梁結(jié)構(gòu)存在較多的病害，對橋梁的承載能力和耐久性均有較大影響；大橋的剛度由于箱梁的開裂嚴(yán)重導(dǎo)致一定程度的降低，儲備量不足，對橋梁的正常運營存在一定的安全隱患；L/4截面抗剪承載力不滿足設(shè)計荷載等級汽-20級、掛車-100的要求。
2、箱梁維修加固與應(yīng)力計算
2．1 維修加固內(nèi)容及目的
通過橋梁承載能力檢測、病害狀況檢查及結(jié)構(gòu)驗算，針對富春江一橋主橋連續(xù)箱梁腹板裂縫較多，且開裂較為嚴(yán)重；頂、底板縱向裂縫較多、裂縫較為細(xì)微；跨中底板外表面存在少量橫向裂縫及箱內(nèi)頂、腹板存在滲漏；引橋空心板底開裂，梁板外移，橋墩擋塊損壞；全橋橋面破損嚴(yán)重等情況，該橋的整修工作分為以下幾個方面。
（1）鏟除全橋橋面鋪裝層，修補(bǔ)各類缺陷，提高橋梁的耐久性。
?。?）修補(bǔ)主橋連續(xù)箱梁及引橋空心板的裂縫，限制裂縫的進(jìn)一步發(fā)展，恢復(fù)橋梁上部結(jié)構(gòu)的正常使用，提高橋梁整體的耐久性。
（3）對主橋連續(xù)箱梁腹板、頂板和底板的裂縫進(jìn)行封閉與補(bǔ)強(qiáng)，引橋開裂空心板補(bǔ)強(qiáng)與部分梁板更換，將移位嚴(yán)重的引橋空心板吊裝歸位，恢復(fù)橋梁的使用安全性。
?。?）修復(fù)橋面鋪裝、伸縮縫等部件以維持橋梁正常使用，增加行車舒適性。
2．2 主橋箱梁主應(yīng)力計算
對主橋連續(xù)箱梁以通用橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計施工計算系統(tǒng)“橋梁博士”進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。
2．2．1 原橋結(jié)構(gòu)
主橋成橋階段在荷載組合II（1期恒載+2期恒載+溫度應(yīng)力+支座沉降+汽車-20級+人群荷載）作用下，主要截面應(yīng)力圖見圖1。對比兩計算結(jié)果可知，張拉體外預(yù)應(yīng)力后，箱梁各截面主拉應(yīng)力值分布較為均勻，跨中主拉應(yīng)力降低了很多，特別是次邊跨跨中（34號截面）由2．27 MPa降低至1．69 MPa。
2．2．2 增加體外預(yù)應(yīng)力后
在箱梁各80m跨的跨中底板內(nèi)側(cè)，增加3道8
15．2體外預(yù)應(yīng)力索后，在荷載組合II（1期恒載+2期恒載+溫度應(yīng)力+支座沉降+汽車-20級+人群荷載）作用下，主要截面應(yīng)力圖見圖2。
3、維修加固實施方案
3．1 更換橋面鋪裝、伸縮縫
橋面鋪裝采用10cm C50混凝土+3cm瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA），混凝土中鋪設(shè)D8的定型焊接鋼筋網(wǎng)片。主橋新鋪裝層與原橋結(jié)構(gòu)應(yīng)采用植筋連接。植筋采用直徑12mm筋，單根長度11cm，按間距為50cm 的梅花型布置。鋼筋植入深度為6cm，頂面與鋼筋網(wǎng)焊接。引橋鋪裝無需植筋。
更換主橋梳齒伸縮縫及兩引橋的型鋼伸縮縫。更換前，應(yīng)做一定檢查，對情況較好的伸縮縫可請原生產(chǎn)廠商進(jìn)行修整后予以留用。
3．2 箱梁豎向預(yù)應(yīng)力體系的檢查與處治
打開主橋鋪裝后，對豎向預(yù)應(yīng)力鋼柬進(jìn)行檢查，特別對腹板3號塊至合龍段之間范圍的豎向預(yù)應(yīng)力進(jìn)行檢查，如不符合設(shè)計要求，進(jìn)行補(bǔ)張拉，補(bǔ)灌漿，以達(dá)到原設(shè)計要求。
3．3 主橋連續(xù)箱梁開裂區(qū)段的補(bǔ)強(qiáng)
根據(jù)桐廬一橋主橋箱梁裂縫的發(fā)展特點，對箱梁不同部位的裂縫采用以下的加固方案：
3．3．1 主橋箱梁腹板外側(cè)裂縫
主橋箱梁腹板外側(cè)裂縫主要分布在6～11號塊之間范圍，基本為斜向裂縫。采用裂縫壓漿封閉的方法處理：裂縫寬度小于0．1mm 的進(jìn)行封閉，寬度大于等于0．1mm的進(jìn)行灌漿處理。
3．3．2 主橋箱梁腹板內(nèi)側(cè)裂縫
主橋箱梁腹板內(nèi)側(cè)裂縫主要分布在3號塊至合龍段之間，基本為斜向裂縫。采用裂縫灌漿封閉和粘貼扁鋼條的方法處理。
?。?）裂縫寬度小于0．1mm 的進(jìn)行封閉，寬度0．1～0．2mm 的進(jìn)行灌漿處理。
?。?）對于裂縫寬度大于等于0．2mm集中區(qū)域，針對腹板內(nèi)裂縫的分布與走向，在垂直于裂縫方向粘貼60mm×6mm的扁鋼條進(jìn)行加固，扁鋼條垂直中心間距25cm，扁鋼條延伸至梗腋，在端部以扁鋼進(jìn)行壓邊。
3．3．3 主橋箱梁頂板內(nèi)側(cè)裂縫
主橋箱梁頂板內(nèi)側(cè)裂縫在全橋范圍內(nèi)基本都存在且為縱橋向裂縫。采用粘貼扁鋼條和裂縫灌漿封閉的方法處理。
（1）裂縫寬度小于0．1mm的進(jìn)行封閉，寬度在0．1～0．2mm的進(jìn)行灌漿處理。
（2）對于裂縫寬度大于等于0．2mm集中區(qū)域，在頂板內(nèi)側(cè)橫向粘貼60mm×6mm 的扁鋼條，扁鋼條垂直中心間距25cm，在端部以扁鋼進(jìn)行壓邊。
3．3．4 主橋箱梁底板內(nèi)側(cè)
本次檢測時，由于箱梁內(nèi)存在大量積水及建筑垃圾，未能對箱梁底板裂縫進(jìn)行檢測，要求施工時對底板進(jìn)行清理，如發(fā)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)裂縫，再另行設(shè)計處理方法。
3．3．5 主橋箱梁底板外側(cè)裂縫
主橋箱梁底板外側(cè)裂縫主要分布在7號塊至合龍段之間，裂縫方向主要為縱橋向，處理方法如下：
?。?）裂縫寬度小于0．1mm 的進(jìn)行封閉，寬度在0．1～0．2mm 的進(jìn)行灌漿處理。
?。?）對于裂縫寬度大于等于0．2mm集中區(qū)域，在開裂箱梁底板處橫向粘貼2層寬250mm、厚0．167mm 的碳纖維條，中心間距45cm。碳纖維條延伸至腹板，并在底板兩邊緣用縱向碳纖維條進(jìn)行壓邊。
4、施工工序及主要工藝
4．1 加固維修施工工序
本次橋梁上部結(jié)構(gòu)加固維修分階段進(jìn)行，其順序如下：
?。?）第一階段。橋面鋪裝鑿除及主橋箱梁豎向預(yù)應(yīng)力檢修。
（2）第二階段。裂縫封閉、灌漿；主橋箱梁腹板內(nèi)側(cè)、頂板內(nèi)側(cè)粘貼扁鋼條，箱梁底。板外側(cè)粘貼碳纖維片；引橋裂縫寬度大于等于0．2mm 的梁板吊除，外移嚴(yán)重的梁板吊裝歸位，新梁板、橋墩擋塊的澆注。
?。?）第三階段。主橋箱梁底板內(nèi)側(cè)體外預(yù)應(yīng)力的張拉。
（4）第四階段。更換伸縮縫，橋面鋪裝，橋梁附屬設(shè)施修整。
4．2 橋面卸載及豎向預(yù)應(yīng)力管道檢修
本次橋梁整修采用封閉施工。先清除全橋（主橋+引橋）橋面鋪裝，拆除橋上路燈，卸除部分橋梁二期恒載，為橋梁結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)做準(zhǔn)備。
?。?）第一步。清除原橋面鋪裝。先找出并標(biāo)記豎向預(yù)應(yīng)力管道位置范圍，然后采用人工鑿除原橋面鋪裝，施工時應(yīng)避免損傷箱梁頂板混凝土及豎向預(yù)應(yīng)力錨具，引橋鉸縫更應(yīng)小心。
（2）第二步。豎向預(yù)應(yīng)力檢測、補(bǔ)張拉、管道壓漿，頂板頂面裂縫壓漿。采用填充樹脂混凝土的方式修補(bǔ)頂板空洞。
4．3 裂縫封閉及箱梁腹板粘貼碳纖維片及扁鋼條
4．3．1裂縫壓漿及封閉
?。?）寬度小于0．1mm的裂縫，表面開V形槽，采用環(huán)氧水泥表面封閉。在對裂縫壓漿的過程中同時進(jìn)行封閉，其表面不必作特別處理。
?。?）寬度大于等于0．1mm的裂縫進(jìn)行壓漿。將環(huán)氧漿液壓入結(jié)構(gòu)物內(nèi)部裂縫中，以達(dá)到封閉裂縫，恢復(fù)并提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性、抗?jié)B性的目的，使混凝土構(gòu)件恢復(fù)整體性。其表面可不開V形槽處理。
?。?）裂縫壓漿施工順序：裂縫的檢查及標(biāo)注鉆灌漿導(dǎo)向孔——清孔及裂縫表面處理——粘貼灌漿嘴及裂縫表面封閉——壓氣實驗——灌注環(huán)氧漿操作——灌漿嘴拆除——粘貼灌漿嘴處用環(huán)氧樹脂膠泥抹平——每道裂縫表面再涂——層環(huán)氧水泥漿。
4．3．2 箱梁及空心板表面缺陷修補(bǔ)
?。?）施工澆筑縫缺陷修補(bǔ)。
?。?）原頂板、腹板缺陷（空洞、滲漏水）修補(bǔ)。
?。?）清除殘留的錨固絲桿、施工木模。
4．3．3 粘貼箱梁腹板碳纖維片或扁鋼條
?。?）粘貼碳纖維片。在各跨L/4至3L/4范圍內(nèi)箱梁底板橫向粘貼2層寬250mm、厚0．167mm的碳纖維條進(jìn)行抗彎加固。
施工順序：施工準(zhǔn)備（裂縫的檢查及標(biāo)注）——構(gòu)件表面處理——貼片前基層處理——涂底層涂料——用環(huán)氧樹脂對構(gòu)件表面殘缺修補(bǔ)——貼碳纖維片——養(yǎng)護(hù)——涂裝。
（2）粘貼扁鋼條。工藝流程為：粘鋼區(qū)域混凝土表面處理——鉆孔植埋螺桿——粘貼扁鋼帶現(xiàn)場配套打孔與扁鋼帶粘貼面處理——配置環(huán)氧膠砂粘貼扁鋼帶——加壓固定——固定檢驗——扁鋼帶表面防腐處理。
4．3．4 澆筑新增混凝土錨固齒板、增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力鋼束
?。?）新舊混凝土結(jié)合面鑿毛，鑿毛面和鑿除面清洗。
?。?）底板開剪力槽，鉆孔埋植錨筋。
?。?）布設(shè)齒板鋼筋，澆筑齒板混凝土。
?。?）安裝體外預(yù)應(yīng)力鋼束。
?。?）張拉體外縱向預(yù)應(yīng)力鋼束。
5、施工注意事項
?。?）加固施工中應(yīng)對結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行復(fù)查，注意觀測結(jié)構(gòu)變形。如發(fā)現(xiàn)新的缺陷或病害及時與有關(guān)單位聯(lián)系，以便采取措施進(jìn)行處理。
（2）在箱內(nèi)進(jìn)行灌縫及粘貼扁鋼條時，應(yīng)采取相應(yīng)的排氣通風(fēng)措施，保證箱內(nèi)空氣暢通，以防中毒。
?。?）各植筋施工時，需查明鉆孔處各鋼筋的位置，避免損壞原結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋。
（4）做好主箱內(nèi)外的通風(fēng)，防止箱內(nèi)外出現(xiàn)過大的溫差。
?。?）主橋箱梁加固完成后，應(yīng)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行測試，以檢驗加固效果。
（6）對箱梁進(jìn)行定期觀測，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
6、結(jié)語
近年來，由于交通量的迅速發(fā)展，出現(xiàn)病害的橋梁也越來越多，橋梁結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計是一項極其復(fù)雜的工作，需要結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)實際病害的調(diào)查結(jié)果，制定合理的加固方案，并對加固前后橋梁的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行全面的計算分析。橋梁損傷狀況的檢測和評定是進(jìn)行橋梁加固設(shè)計的基礎(chǔ)，橋梁加固設(shè)計分析計算是確保橋梁加固成功的重要依據(jù)，橋梁加固施工質(zhì)量則是保證橋梁承載能力的關(guān)鍵。
