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2015-09-22
引 言：公路橋梁在公路建設(shè)中占有很大的比例，特別是山區(qū)高速公路或國(guó)省道建設(shè)中橋梁占有比例更大，有些項(xiàng)目橋梁所占比例高達(dá)40%。然而公路橋梁在使用過(guò)程中，隨著時(shí)間的推移，其多多少少會(huì)出現(xiàn)各種不同程度的病害，這些病害如果得不到及時(shí)的加固處理，有可能會(huì)影響到行車的舒適性，嚴(yán)重者會(huì)危及行車安全。所以公路橋梁加固是公路橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的一個(gè)重要工作。下面談?wù)勎覅⒓舆^(guò)的兩座公路橋梁的加固施工圖設(shè)計(jì)。
一、五馬崗大橋
1、舊橋概況、病害
五馬崗大橋?yàn)槭〉繱263線橫跨綏江的一座大橋，建于1992年，主橋上部構(gòu)造為（45+2×65+45）m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)橋，下部構(gòu)造為雙薄壁墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。四會(huì)岸引橋上部為3×25m預(yù)應(yīng)力砼T梁，廣州岸引橋上部構(gòu)造為1×25m預(yù)應(yīng)力砼T梁，引橋下部構(gòu)造為柱式橋墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋面總寬為20m（0.5防撞墻+9.35行車道+0.3中央防撞欄+9.35行車道+0.5防撞墻），橋長(zhǎng)為320m，設(shè)計(jì)荷載為汽-20，掛-100。
2007年養(yǎng)護(hù)單位發(fā)現(xiàn)橫隔板濕接縫破碎及橋面鋪裝裂縫，養(yǎng)護(hù)單位自己對(duì)舊橋進(jìn)行過(guò)維修，維修方案為：①鑿除橫隔板破碎濕接縫50cm(寬)×60cm(高)范圍，重新焊接橫隔板受力鋼筋，澆注橫隔板砼；②鑿除破碎橋面鋪裝重新布設(shè)鋼筋后澆注橋面鋪裝砼。
現(xiàn)在調(diào)查發(fā)現(xiàn)主橋整體結(jié)構(gòu)暫時(shí)良好，橋面鋪裝局部網(wǎng)裂。引橋T梁主體結(jié)構(gòu)暫時(shí)良好，未發(fā)現(xiàn)明顯病害。部分T梁中橫隔板斷裂，砼表面剝落鋼筋顯露，第一跨右幅中橫隔板的主鋼筋已經(jīng)剪斷。翼板濕接縫對(duì)應(yīng)橋面均產(chǎn)生不同程度的縱向裂縫，第一、第三跨左幅及第二、第三跨右幅兩行車道之間的裂縫特別嚴(yán)重，經(jīng)多次用瀝青修補(bǔ)后仍無(wú)明顯效果，修補(bǔ)瀝青鼓突明顯。
2、橋梁病害原因分析
經(jīng)查該橋施工圖紙發(fā)現(xiàn)引橋T梁翼板濕接縫只有4cm寬，翼板間未有橫向鋼筋連接，僅在翼板頂（橋面鋪裝底部）設(shè)置∮6的鋼筋網(wǎng)。T梁僅靠橋面鋪裝及橫隔板連接，其橫向剛度不夠，整體受力性能差。橫隔板在荷載作用下，主要承受彎矩及剪力。由于剪力的作用，橫隔板之間的連接構(gòu)造容易出現(xiàn)錯(cuò)位，混凝土開(kāi)裂；由于彎矩的作用橫隔板在底部開(kāi)裂，連接鋼筋拉斷。橫隔板斷裂后，T梁橫向連接能力很小，整體受力情況完全喪失，各片T梁變成單獨(dú)受力，因此在行車過(guò)程中，直接和車輪接觸的T梁與沒(méi)有和車輪接觸的T梁之間會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)位，這種錯(cuò)位必將引起橋面板濕接縫錯(cuò)裂，從而引起橋面鋪裝產(chǎn)生縱向裂縫。2007年維修方案沒(méi)有解決T梁翼板鋼筋橫向連接問(wèn)題，所以造成橫隔板及橋面鋪裝的再次破壞。
3、橋梁加固設(shè)計(jì)
（1）、沿翼板濕接縫將嚴(yán)重破壞的橋面鋪裝砼鑿除，鑿除寬度為56cm，并將橫向鋼筋剪斷折起，同時(shí)鑿除翼板濕接縫4cm寬及相應(yīng)T梁每側(cè)翼板寬各26cm；
?。?）、在引橋T梁翼板底植筋(增設(shè)接縫受彎鋼筋，舊橋翼板下緣只有構(gòu)造鋼筋)，加橫向鋼筋將植筋和頂部原有鋼筋焊接；鑿除斷裂或砼脫落的橫隔板濕接縫，植入并焊接橫隔板鋼筋。澆注橫隔板及翼板濕接縫混凝土；
?。?）、將引橋橋面鋪裝橫向鋼筋恢復(fù)原位并用鋼筋將斷口綁接后澆注橋面鋪裝砼。鑿除主橋局部破壞的橋面鋪裝砼重新設(shè)置鋼筋網(wǎng)并澆注混凝土；
4、施工要點(diǎn)
?。?）為了保證施工質(zhì)量，防止因?yàn)樾熊嚊_擊橋梁影響施工質(zhì)量，施工時(shí)必須分幅施工，施工的半幅橋梁必須完全封閉交通，設(shè)置交通標(biāo)志牌和警示牌，必須有專人引導(dǎo)交通。
?。?）鑿除舊橋砼時(shí)避免損傷橋梁結(jié)構(gòu)的鋼筋。
?。?）新舊砼結(jié)合面均應(yīng)將舊橋結(jié)構(gòu)表面鑿毛。
(4) 植筋施工注意事項(xiàng)① 植筋施工順序：標(biāo)定位置→鉆孔→清孔→注膠→植筋→靜置固化。② 鉆孔：用鋼筋探測(cè)儀探測(cè)構(gòu)件植筋部位鋼筋位置，或鑿去保護(hù)層暴露鋼筋，若植筋孔位處存在鋼筋，則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整鉆孔位置。鉆孔遇到鋼筋時(shí)應(yīng)立即停鉆，并適當(dāng)移動(dòng)鉆孔孔位；若移動(dòng)值太大，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位予以處理。③ 植筋：膠黏劑要求采用A級(jí)膠，建議采用喜利得RE-500或其它符合要求的同類產(chǎn)品，并采用專門灌注器或注射器進(jìn)行灌注，灌注量一般為孔深的2/3，并應(yīng)保證在植入鋼筋后有少許膠黏劑溢出。注入膠黏劑后應(yīng)立即單向旋轉(zhuǎn)插入鋼筋，直至達(dá)到設(shè)計(jì)的深度，并保證植入鋼筋與孔避間的間隙基本均勻，校正鋼筋的位置和垂直度。④ 靜置固化：膠黏劑完全固化前，不得觸動(dòng)或振動(dòng)已植鋼筋，以免影響其黏結(jié)性能。⑤ 植筋要求：錨孔內(nèi)膠黏劑應(yīng)飽滿，不得有未固結(jié)現(xiàn)象；植筋若需焊接時(shí)，宜先焊后種植，若有困難必須后焊接，則其焊接點(diǎn)距離基材砼表面應(yīng)大于15d，且應(yīng)采用冰水浸漬的濕毛巾包裹植筋外露部分的根部；植入鋼筋不得有松動(dòng)，表面不應(yīng)有損傷，鋼筋不得彎曲90°以上。⑥ 膠黏劑要求：必須采用專用改性環(huán)氧膠黏劑、改性乙烯基酯膠黏劑或改性氨基甲酸酯膠黏劑，其安全性能指標(biāo)必須符合下表規(guī)定；其填料必須在工廠制膠時(shí)添加，嚴(yán)禁在施工現(xiàn)場(chǎng)摻入；不得使用以水泥和微膨脹劑為主要成分配制的錨固劑作為黏結(jié)材料。⑦ 對(duì)植筋的焊接要求：植筋的焊點(diǎn)離膠面距離不小于10cm；采用降溫措施，如焊接施工時(shí)用冰水浸透棉紗布包裹植筋膠面根部鋼筋；嚴(yán)禁對(duì)一根鋼筋連續(xù)焊接，應(yīng)采用循環(huán)焊接施工的方法，即對(duì)一批焊接鋼筋逐點(diǎn)、逐根焊接。⑧ 其它問(wèn)題：嚴(yán)禁采用將膠黏劑直接涂抹在鋼筋上植入孔中的植筋方式。施工中鉆出的廢孔，應(yīng)采用高于構(gòu)件混凝土一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的水泥砂漿、聚合物水泥砂漿或錨固膠黏劑進(jìn)行填實(shí)，必要時(shí)應(yīng)插入鋼筋。
二、石澗大橋
1、舊橋概況、病害
石澗綏江大橋于1998年1月竣工通車。大橋位省道264線K0+931.45處。橋總長(zhǎng)281.12m，橋面總寬12.73m，橋面凈寬12m。設(shè)計(jì)荷載為汽―20，掛－100。上部構(gòu)造為5-50.6m剛架拱，凈跨徑Lo=45m，矢跨比f(wàn)o/Lo=1/8，兩橋臺(tái)范圍為9m跨矩形梁，截面尺寸同弦桿，剛架拱采用預(yù)制安裝的施工方法，橋面板采用肋腋板、懸臂板，均為預(yù)制安裝，現(xiàn)澆填平層及橋面鋪裝層。下部構(gòu)造：橋臺(tái)為前傾空腹式橋臺(tái)，群樁基礎(chǔ)，石澗臺(tái)為12根D1.0m樁基，賓亨臺(tái)為16根D1.0m樁基；橋墩為砼實(shí)體墩，群樁基礎(chǔ)，1＃、2＃墩為6根D1.2m樁基，3＃、4＃墩為6根D1.3m樁基，墩、臺(tái)樁基均為支承樁。
近二年來(lái)，由于交通量不斷增多，特別是在超載車和二廣高速施工重（超重）車的反復(fù)作用下，該橋的病害不斷發(fā)展，經(jīng)調(diào)查，1～5跨每片拱片上弦桿及大節(jié)點(diǎn)附近均出現(xiàn)5～30條裂縫，局部已貫通，縫寬0.1～0.5mm，部分裂縫已過(guò)大節(jié)點(diǎn)，向跨中方向發(fā)展，II型橫系梁普遍出現(xiàn)3～7條裂縫，部分已貫通，縫寬0.1～0.3mm；未更換的肋腋板普遍出現(xiàn)呈對(duì)角交叉狀裂縫；每跨跨中出現(xiàn)了不同程度的下?lián)希畲笾?cm。石澗臺(tái)前墻有2條長(zhǎng)6m，最大寬3cm裂縫，其余下部構(gòu)造現(xiàn)階段保持較好，暫可利用（橋墩樁基應(yīng)在枯水期間加強(qiáng)檢查,查出有病害應(yīng)加固處理）。
石澗大橋是省道S264線的重要組成部分，該路段超載車輛較多，裂縫發(fā)生在主要承重構(gòu)件上，成為安全隱患，盡快對(duì)舊橋進(jìn)行改造是十分必要的。
2、加固設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及設(shè)計(jì)要點(diǎn)
經(jīng)實(shí)地勘察、參考同種類型橋梁維修加固的成功案例及對(duì)舊橋病害的調(diào)查基礎(chǔ)上，結(jié)合橋位地形、造價(jià)、水文以及通航要求等多方面因素，并考慮大橋橋墩、橋臺(tái)質(zhì)量狀況基本良好，應(yīng)充分利用的因素，采用增加拱片的維修加固方案，思路如下：
利用墩臺(tái)及基礎(chǔ)、舊拱片（每跨4片）、橫系梁、懸臂板、防撞墻，新增3片拱片，鑿除肋腋板及其上鋪裝層后重做6cm預(yù)制版及22cm橋面鋪裝，懸臂板、9cm跨、搭板范圍鑿除8cm舊鋪裝后重鋪10cm后鋪裝；兩橋臺(tái)承臺(tái)上加3m高壓重。舊拱維修措施：對(duì)縫寬0.1～0.2mm的裂縫進(jìn)行灌漿處理，對(duì)裂縫較嚴(yán)重的部位（縫寬不小于0.2mm）采用粘貼鋼板方法；對(duì)縫寬小于0.1mm的裂縫進(jìn)行封閉。維修加固后使新、舊拱片連成整體，加大剛度，提高橋梁承載能力。設(shè)方案保持原縱面線形不變，施工工藝簡(jiǎn)單，主要操作是在舊拱片上設(shè)鋼吊環(huán)，反吊在其上架設(shè)支架、施工平臺(tái)、模板進(jìn)行現(xiàn)澆拱片和橋面板施工。
3、施工要點(diǎn)
1、利用移動(dòng)掛藍(lán)對(duì)兩則懸臂板采用角鋼三角支撐，拆除拱上建筑、搭設(shè)支架、澆筑新增立柱、拱片、加固舊拱片拆除支架、安裝預(yù)制板、澆筑砼橋面鋪裝，施工過(guò)程須半幅施工，利用另外半幅通車。澆筑混凝土?xí)r須封閉交通，以免震動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，施工期間，嚴(yán)禁超過(guò)5t車輛通行。
2、施工期間要做好必要的安全措施，采取單邊通行，設(shè)置交通標(biāo)志牌和警示牌，必須有專人引導(dǎo)交通。由于施工的危險(xiǎn)性，左、右幅施工時(shí)，均應(yīng)在靠中線位置設(shè)置80cm高（總長(zhǎng)125m）灰砂磚墻，防止橋上墜物危及施工人員。
3、施工時(shí)注意各有關(guān)部位預(yù)埋鋼筋的設(shè)置。
4、鑿除舊拱鎮(zhèn)平層時(shí)注意對(duì)舊拱肋的影響，并保留填平層原有鋼筋，不小心鑿斷后，應(yīng)植筋修補(bǔ)。
結(jié)束語(yǔ)：
本文兩座公路橋梁在設(shè)計(jì)過(guò)程中還進(jìn)行了方案比選：其中五馬崗大橋?qū)M隔板加固設(shè)計(jì)與采用增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力方案進(jìn)行了比較，石澗大橋則與增大拱片截面法方案進(jìn)行比較，通過(guò)比較后選定了本文訴述的加固方案。因此T型梁橋與剛架拱橋的加固方法有很多種，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)體系，不同的項(xiàng)目情況、不同的病害而選取合適的加固方法。
