淺談舊橋維修加固的內(nèi)容與實(shí)施
2015-07-23
目前，隨著我們?cè)趪?guó)際市場(chǎng)承包經(jīng)營(yíng)事業(yè)的蒸蒸日上，不少公路已建成投入運(yùn)營(yíng)中，還有不少正在建設(shè)的公路也即將建成投入運(yùn)營(yíng)。但是，往往因?yàn)榘l(fā)展中國(guó)家業(yè)主的經(jīng)費(fèi)問(wèn)題，使得橋梁的檢測(cè)和加固成為必要，更因?yàn)橐郧爱?dāng)?shù)厮藿ǖ牟簧倥f橋，由于受到當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)、材料、施工等方面的影響和局限，先天不足，加上不能適應(yīng)目前交通量的迅猛增長(zhǎng)，使得舊橋的檢測(cè)和加固技術(shù)顯得非常迫切。在此，筆者就吉爾吉斯斯坦比什凱克-納倫項(xiàng)目39KM項(xiàng)目納倫大橋維修加固談?wù)勁f橋維修加固的內(nèi)容和實(shí)施問(wèn)題。納倫大橋全長(zhǎng)120m，于1985年修建而成，隨著與中國(guó)雙邊貿(mào)易額的增長(zhǎng)，交通量一直處于激增狀態(tài)，由于超載超限現(xiàn)象比較嚴(yán)重，橋面破損不堪，橋體也出現(xiàn)裂縫，維修加固勢(shì)在必行。
1．概述
1.1 主要技術(shù)指標(biāo)
主橋?yàn)閹炝旱念A(yù)應(yīng)力混凝土T型剛構(gòu)，引橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁橋。T構(gòu)橫截面為雙箱單室截面，掛梁和引橋均為帶馬蹄的T形截面。
上部結(jié)構(gòu)采用C40混凝土（），縱向預(yù)應(yīng)力鋼束為7×7φ5鋼絞線（），采用XM15-7型錨具。
T構(gòu)采用滿布腳手架就地澆筑施工，掛梁采用預(yù)制安裝施工，整個(gè)工程于1985年修建完成。
1.2 主梁計(jì)算
按照平面桿系計(jì)算原理，考慮結(jié)構(gòu)永久荷載、預(yù)應(yīng)力、可變荷載的效應(yīng)，并對(duì)這些效應(yīng)進(jìn)行組合。
計(jì)算分析仍然按照原建模型，僅修改截面特性等，以符合新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)正應(yīng)力驗(yàn)算和主拉應(yīng)力驗(yàn)算，該橋極限承載能力較高，結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)設(shè)計(jì)值與設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)最不利組合值之比不小于1.25，而按照舊橋規(guī)計(jì)算出相應(yīng)的比值為1.18，本橋在適應(yīng)新橋規(guī)方面承載內(nèi)力有所提高。
因此，根據(jù)計(jì)算分析，設(shè)計(jì)如下能夠適應(yīng)新橋規(guī)的維修加固方案，能夠滿足正常使用要求。
2．缺陷維修與加固設(shè)計(jì)
2.1 維修加固的主要內(nèi)容
針對(duì)納倫大橋目前存在的問(wèn)題，本次主橋維修加固處理主要進(jìn)行以下幾項(xiàng)工作：
橋面鋪裝層及施工接縫修補(bǔ)設(shè)計(jì)；
橋面板及腹板加固設(shè)計(jì)；
牛腿修補(bǔ)；
其它，如裂縫、混凝土缺陷、泄水管修補(bǔ)和橋面交通設(shè)施設(shè)置等。
2.2 維修與加固實(shí)施
2.2.1橋面鋪裝層及防水層設(shè)計(jì)
首先封閉交通，將原橋面鋪裝逐跨進(jìn)行鏟除，根據(jù)位置找出主梁T構(gòu)施工節(jié)段間接縫，在接縫處前后各25cm范圍內(nèi)設(shè)置帶有胎布的FYT改進(jìn)型防水材料。
在鑿毛的橋面板上用Ф10mm的Ⅱ級(jí)鋼筋進(jìn)行植筋，施工時(shí)注意避開(kāi)防水層。接著鋪設(shè)Ф10mm的Ⅱ級(jí)橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)，上層鋼筋網(wǎng)沿整個(gè)橋面鋪設(shè)，在橋面鋪裝較厚處再設(shè)置下層鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)與所植的鋼筋進(jìn)行焊接。然后進(jìn)行整體防水混凝土鋪裝?？紤]T構(gòu)橋面處于負(fù)彎矩區(qū)域，新澆混凝土沒(méi)有預(yù)壓，在荷載作用下很容易開(kāi)裂，因此橋面鋪裝采用銑削型鋼纖維混凝土，并根據(jù)要求設(shè)置1.5%的雙向橫披。
銑削型鋼纖維混凝土可以提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度，增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的抗疲勞、抗沖擊、耐磨損和抗裂能力，還可提高混凝土韌性和抗?jié)B性，可有效阻止混凝土內(nèi)部和表面初期裂縫的擴(kuò)展或延緩裂縫的出現(xiàn)。
本工程采用C40鋼纖維混凝土，并適當(dāng)考慮其早強(qiáng)性和微膨脹性。
2.2.2橋面板和腹板加固設(shè)計(jì)
根據(jù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與應(yīng)力復(fù)核和現(xiàn)場(chǎng)檢查結(jié)論，對(duì)橋面板、部分腹板和牛腿處端部橫隔板分別進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。橋面板和牛腿處端橫隔板采取碳纖維布進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，而腹板采取抗剪效果更好的鋼板進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。
箱梁頂板補(bǔ)強(qiáng)：采用50cm寬度的碳纖維布橫向粘貼，為保證其補(bǔ)強(qiáng)效果，適當(dāng)增大碳纖維錨固長(zhǎng)度，碳纖維布粘貼到倒角與腹板交界處。為便于觀測(cè)頂板工作狀況和今后的檢查，采取縱向間隔10cm粘貼碳纖維布，而不采用滿貼方法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，粘貼碳纖維布層數(shù)為兩層。
腹板補(bǔ)強(qiáng)：腹板斜裂縫主要出現(xiàn)在施工節(jié)段2?！?＃，根據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)核和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況，決定對(duì)施工節(jié)段4?！?＃進(jìn)行豎向粘貼鋼板加固補(bǔ)強(qiáng)。采用寬20cm、厚6mm的鋼板進(jìn)行粘貼，鋼板粘貼時(shí)縱向間隔20cm，鋼板長(zhǎng)度為腹板處上、下倒角之間的距離。
2.2.3牛腿部分修補(bǔ)
在現(xiàn)場(chǎng)檢查中發(fā)現(xiàn)牛腿部分存在不少病害，主要是牛腿處防震擋塊設(shè)置不當(dāng)，造成該處混凝土開(kāi)裂、露筋乃至大塊混凝土剝落。同時(shí)牛腿處也有不少建筑垃圾，影響了該處掛梁的自由變形。牛腿端部橫隔板有一條豎向裂縫，并呈逐步發(fā)展態(tài)勢(shì)。鑒于牛腿部分受力復(fù)雜性及其薄弱性，必須對(duì)牛腿進(jìn)行修補(bǔ)和加固。
進(jìn)行牛腿修復(fù)時(shí)，首先鑿除防震擋塊的混凝土，注意保留里面的鋼筋，對(duì)銹蝕的鋼筋進(jìn)行除銹處理，必要時(shí)再進(jìn)行植筋處理。然后清除所有建筑垃圾，在清除時(shí)要注意施工安全，小心建筑垃圾跌落，給橋下人員和設(shè)備帶來(lái)危險(xiǎn)。清理完畢建筑垃圾后，立模澆筑混凝土，由于該處工作面較小，施工時(shí)應(yīng)特別仔細(xì)，澆筑時(shí)一定要避免防震擋塊再次與掛梁和掛梁端橫隔板澆在一起。澆筑完畢后，注意混凝土的養(yǎng)生。
對(duì)牛腿端部橫隔梁進(jìn)行碳纖維布加固。在牛腿端橫隔梁中間的內(nèi)縱梁兩側(cè)，采用寬度為50cm碳纖維布間隔10cm橫向加固，加固層數(shù)為兩層。
2.2.4其他，裂縫和混凝土缺陷修補(bǔ)、泄水管、滴水和橋面交通標(biāo)線設(shè)置
1)裂縫修補(bǔ)
主橋箱梁主要存在三類裂縫：箱梁頂板主要表現(xiàn)為順橋向裂縫，且數(shù)目較多，寬度最大為0.15mm；腹板斜裂縫，數(shù)目較少，裂縫寬度最大為0.2mm；西幅懸臂根部?jī)蓷l橫向貫穿并延伸到腹板中部的裂縫。
對(duì)寬度大于等于0.15mm的裂縫進(jìn)行灌縫處理，對(duì)寬度小于0.15mm的裂縫的進(jìn)行封閉處理。值得注意的是，對(duì)于滲水、漏水地方的裂縫處理，針對(duì)修補(bǔ)過(guò)但沒(méi)有滿足要求的修補(bǔ)混凝土或砂漿，應(yīng)給予全部鑿除，以便使縫里水分蒸發(fā)，在橋面鋪裝完畢和縫里水分完全蒸發(fā)干燥后，再進(jìn)行裂縫處理。
2)混凝土缺陷修補(bǔ)
對(duì)主橋混凝土中的缺陷如空洞、蜂窩、麻面用結(jié)構(gòu)混凝土進(jìn)行修補(bǔ)。在操作過(guò)程中，首先鑿除病害部分周邊不夠密實(shí)混凝土，然后撒水濕潤(rùn)，用結(jié)構(gòu)混凝土進(jìn)行修補(bǔ)，并注意對(duì)修補(bǔ)的混凝土進(jìn)行養(yǎng)生。
對(duì)于局部混凝土保護(hù)層不足而露筋的地方，首先對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹處理，然后用結(jié)構(gòu)混凝土進(jìn)行外包修補(bǔ)。
3)泄水管修補(bǔ)
本橋由于部分泄水管施工不當(dāng)或后期缺損，造成局部泄水管長(zhǎng)度不足或泄水管外壁和梁體混凝土之間有縫隙，使雨水不能順暢泄出或延泄水管外壁流淌，因而沿著箱梁翼板流到腹板，加速了梁體混凝土腐蝕，同時(shí)也影響了橋梁美觀。
對(duì)于長(zhǎng)度不夠的泄水管，更換新的鑄鐵或PVC材料泄水管，管子下端應(yīng)伸出行車(chē)道板或翼板底面以下，長(zhǎng)度至少為15～20cm。安放泄水管時(shí)，對(duì)于做防水層部分的泄水管，注意防水層與泄水管的接合處要做得特別仔細(xì)，防水層的邊緣要緊夾在管子的頂緣與泄水漏斗之間，以便防水層上的滲水通過(guò)漏斗上的過(guò)水孔流入管內(nèi)。
4)滴水設(shè)置
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)主梁外側(cè)受雨水侵蝕比較嚴(yán)重，主要原因是沒(méi)有設(shè)置滴水所致?？筛鶕?jù)需要考慮在翼板邊緣設(shè)置滴水，以免雨水沿翼板底部流到腹板上，加快梁體混凝土腐蝕和影響橋梁美觀。
滴水可采用4cm×4cm鋁合金三角鋼制作。
橋面交通標(biāo)線設(shè)置
為防止超載車(chē)輛在箱梁之間中線行駛，給箱梁之間的橋面板帶來(lái)不利影響，建議在橋面中央設(shè)置雙黃線并加凸起路標(biāo)，并在運(yùn)營(yíng)中加強(qiáng)管理。
6)防腐涂裝
由于主梁混凝土澆筑質(zhì)量不佳和受到雨水等污染造成外觀較差，根據(jù)專家意見(jiàn)，對(duì)主橋進(jìn)行防腐涂裝。防腐涂裝一方面對(duì)混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)和防腐，從而增加混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，同時(shí)也增加橋梁結(jié)構(gòu)的美觀。
為保證橋面鋪裝的質(zhì)量，主橋橋面鋪裝的施工必須封閉交通?？紤]到繁忙的國(guó)道和現(xiàn)場(chǎng)交通疏導(dǎo)的不利局面，為減少封閉交通的時(shí)間，施工單位必須做好詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)并進(jìn)行充分優(yōu)化，合理安排施工工期。
3．結(jié)論
橋梁加固設(shè)計(jì)是以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，以現(xiàn)行規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，使現(xiàn)有結(jié)構(gòu)在補(bǔ)強(qiáng)后能滿足原設(shè)計(jì)的要求或滿足規(guī)范和正常安全營(yíng)運(yùn)的要求。加固方法的確定是通過(guò)對(duì)具體存在的問(wèn)題理解和現(xiàn)有常用加固方法的分析比較而得出較佳的加固方案，從而達(dá)到簡(jiǎn)單、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、有效的效果。 納倫大橋現(xiàn)在已經(jīng)恢復(fù)通車(chē)，運(yùn)行良好，取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。本文通過(guò)對(duì)該橋的維修加固談了一些對(duì)舊橋維修加固的內(nèi)容和方案實(shí)施，可為以后類似工程提供一點(diǎn)借鑒。
