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彭家河橋加固維修方案

2015-08-04　

 　　1.彭家河橋的基本情況

 　　彭家河橋位于省道335線K20+281（日照境）處，橋梁全長103.9m。該橋于1969年建成通車，設(shè)計荷載為汽-13、拖-60。上部結(jié)構(gòu)為4孔凈跨徑20m、矢跨比為1/8的空腹式懸鏈線肋板拱，橫向設(shè)6片拱肋，籍以5道蓋板及8cm現(xiàn)澆混凝土連成整體，主拱圈高0.55m ，單片拱肋寬0.3m。1987年在右側(cè)加寬10.6米，設(shè)計荷載為汽-20、拖-100。加寬部分橫向設(shè)9片拱肋，籍以8道蓋板及8cm混凝土連成整體，拱肋的尺寸與舊橋一致。拱上填料為片石填料，上鋪瀝青混凝土磨耗層。第二次改建后橋?qū)挒閮?6.3+2×0.4m，橋面設(shè)雙向1.5％橫坡。橋梁下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，單排雙柱式橋墩，U型橋臺。

 　　2.彭家河橋現(xiàn)狀及病害分析

 　　根據(jù)2010年7月有關(guān)權(quán)威檢測機構(gòu)對該橋梁的全面質(zhì)量檢測報告，彭家河橋主要存在以下病害：

 　?、湃珮蚋骺讟蛎驿佈b在新老橋結(jié)合部位均出現(xiàn)縱向裂縫，各孔橋面鋪裝出現(xiàn)多條橫向裂縫，主要發(fā)生在橋墩頂部，局部出現(xiàn)網(wǎng)裂現(xiàn)象。

 　?、迫珮虻臉蚨?、蓋梁、橋臺及部分肋拱有水侵現(xiàn)象。

 　　⑶全橋部分肋拱（16片）在跨中預(yù)制塊連接部位防護砂漿脫落，鋼板外露銹蝕。

 　?、壤蠘虿糠郑?969年建）所有橋墩蓋梁均在跨中部位出現(xiàn)一條U形裂縫，最大縫寬0.52mm，均超出規(guī)范限值。所有橋臺臺帽均出現(xiàn)豎向裂縫，最大縫寬為0.25mm。

 　?、扇珮虼蟛糠譃a水孔堵塞，導(dǎo)致橋面排水不暢。

 　　⑹特殊檢查結(jié)果：橋跨結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的鋼筋間距均勻，拱肋及蓋梁混凝土保護層厚度滿足要求，混凝土的碳化深度小，氯離子含量低；拱肋處于未銹蝕狀態(tài)，但老橋部分蓋梁出現(xiàn)的混凝土開裂區(qū)域鋼筋處于銹蝕狀態(tài)；混凝土強度滿足要求。

 　　根據(jù)上述病害，該橋定為四類，屬危橋。產(chǎn)生病害主要原因有：客觀因素：一是自然因素的影響；二是老橋原設(shè)計荷載等級低，不能滿足現(xiàn)在重交通的要求；三是重載和超載車輛聯(lián)合作用的結(jié)果。主觀因素主要是后期管養(yǎng)不及時，導(dǎo)致路面排水不暢，增加了水害影響的可能；對裂縫和防護砂漿脫落未及時進行修繕，導(dǎo)致病害進一步發(fā)育，出現(xiàn)鋼筋銹蝕現(xiàn)象。

 　　3.加固方案及加固機理

 　　針對出現(xiàn)病害的成因分析，制定以下加固維修方案（加固設(shè)計荷載為汽-20、拖-100）：

 　?、帕芽p封閉：對拱肋、蓋梁、橋臺臺帽裂縫進行封閉：寬度b≥0.15mm的裂縫采用灌漿法進行封閉，寬度b＜0.15mm的裂縫采用環(huán)氧膠泥進行表口封閉。這樣能有效防止裂縫進一步發(fā)育，防止水侵害混凝土和鋼筋，保證各構(gòu)件的正常使用，延長橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。

 　?、茖蠘蚬袄呖缰胁课徊捎谜迟N鋼帶法進行加固。先采用環(huán)氧混凝土將跨中部位混凝土缺損部位進行修補后，再采用改性環(huán)氧類結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼帶。這樣能使結(jié)構(gòu)物形成整體受力，加強兩預(yù)制拱肋片的縱向連接，提高主拱圈頂截面的承載能力，改善原結(jié)構(gòu)的鋼筋及混凝土的應(yīng)力狀態(tài)，限制裂縫的進一步發(fā)展，有效提高構(gòu)件的抗彎能力，增強結(jié)構(gòu)的耐久性。

 　?、菍蠘蚬澳_部位和蓋梁跨中部位采用增大截面法進行加固。即在拱背現(xiàn)澆聚丙烯纖維混凝土，以提高主拱圈拱腳截面的承載能力，同時增強拱背防水能力。在老橋蓋梁跨中部位現(xiàn)澆聚丙烯纖維混凝土，增大蓋梁跨中截面，有效提高老橋蓋梁跨中截面抗力，控制混凝土裂縫繼續(xù)擴展，達到對構(gòu)件進行加固補強的目的。

 　?、雀鼡Q橋面鋪裝，完善排水設(shè)施。拆除原橋面鋪裝，下鋪15cm二灰碎石基層，現(xiàn)澆厚為15cm的聚丙烯纖維鋼筋混凝土橋面鋪裝和3cm瀝青混凝土磨耗層；橋頭設(shè)20米長橋頭搭板，疏通泄水孔。這樣能有效控制水對拱肋、蓋梁和立柱的侵害，減緩橋頭車輛對橋梁的沖擊，改善橋面行車舒適性。

 　　4.施工工藝控制重點

 　?、艑α芽p的處理：對所有擬處理的裂縫要鑿成一定形狀的V型槽，剔除縫口表面的松散雜物，用氣壓為0.2Mpa以上的壓縮空氣清除槽內(nèi)浮塵，沿縫長范圍內(nèi)用丙酮進行洗刷，騎縫用環(huán)氧膠泥封縫并埋設(shè)粘貼灌漿嘴，灌漿嘴的間距沿縫長依縫的寬窄以15～30cm左右為宜，原則上縫寬可稀、縫窄宜密，但每條縫至少須有一個進氣口一個排氣口。

 　?、普迟N鋼板加固宜采用如下工藝流程：粘鋼區(qū)域混凝土表面處理——鉆孔植埋螺桿——鋼帶現(xiàn)場配套打孔與粘貼面表面處理——配制結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼帶——加壓固定——固化檢驗——鋼帶表面防腐處理。鋼板條選用熱軋扁鋼帶，鋼板厚度為10mm，寬80mm，預(yù)先加工成形。待貼鋼板區(qū)，一般需鑿處混凝土表面7mm厚表層，使粗骨料外露，并用壓縮空氣去除粉塵，再用丙酮擦試表面后再按工藝流程操作。為防止鋼板產(chǎn)生銹蝕，粘鋼后用2cm厚改性砂漿進行封閉處理。

 　?、腔炷帘砻嫒毕萏幚砉に?先將缺損部位的劣質(zhì)砼鑿除（如是孔洞及深度超過6cm酥松區(qū)，宜開鑿成規(guī)則的多邊形，開鑿區(qū)以及孔洞的四周邊宜做成臺階狀，臺階高差以不小于3cm為宜），清除表面浮塵，對外露鋼筋進行人工除銹，并用摻占水泥用量3％的RI-103型阻銹劑的525＃硅酸鹽水泥漿做防銹處理。清洗修補結(jié)合面后，飽水24小時后，用紗布吸干自由水，涂刷一層水泥漿，并立即攤鋪改性水泥砂漿，用力壓平抹光，30分鐘后二次抹面，養(yǎng)護14天。

 　　5.加固后指標(biāo)檢測及經(jīng)濟評價

 　　可以看出，加固后拱肋和蓋梁的抗力效應(yīng)值大幅提升，達到了維修和加固的目的，延長了老橋的使用壽命。

 　　本工程加固總造價為97.24萬元。如拆除重建一組同樣的橋，至少投資260萬元。如此，加固工程較拆除重建節(jié)省投資約160萬元。

 　　6.小結(jié)

 　　加固后的橋梁能達到二級公路橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟運營的要求。跟新建一座橋梁比較，既節(jié)省了工程投資，又縮短了工期，還降低了能耗，可以說是一舉三得。此類橋梁的加固補強值得推廣和應(yīng)用。

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