中山桥维修加固工程设计及施工

李黎明 苏景禄

桥梁的不断老化带来大量的维修加固任务，通过对有尚可利用价值的旧桥维修加固，就能继续发挥旧桥的承载能力，这样不但减少投入节约资金，而且工期相对较短，会产生较大的社会效益。现就中山桥的维修加固设计、施工作如下介绍。

1 中山桥概况

中山桥位于广东省淡水镇中山路，钢筋混凝土梁桥，结构形式为5跨简支T梁，跨径分别为11.5 m+3×12.5 m+11.5 m;旧桥的桥面铺装为水泥混凝土，桥面横向分3幅，布置形式为4.1 m(人行道)+5.0 m(自行车道)+1.0 m(花圃)+15.0 m(机动车道)+1.0 m(花圃)+5.0 m(自行车道)+4.1 m(人行道)，双向四车道。

2 病害情况及检测评价

通过对中山桥的普查，发现该桥桥面铺装整体状况一般，桥跨衔接处行车道板损坏面积达30%以上;人行道局部有横向裂缝、沉降、错位;桥头与桥面衔接处有轻微损坏，平整度差，跳车;部分排水孔堵塞，桥面局部有积水现象;混凝土栏杆整体状况较差，存在缺失、混凝土脱落、钢筋锈蚀;桥面未设置伸缩缝;梁体混凝土表观质量较差，底板表面有多处露筋、细微裂缝等病害，桥梁两侧有管线攀附;各跨主梁在跨中、横隔梁位置均有较多裂缝，在85%以上的梁端部有斜裂缝，特别是边梁裂缝数量较多，大约80%的裂缝宽度小于0.2 mm，部分梁体有大面积破损修复痕迹;桥墩表面腐蚀风化、桥台砌石勾缝约70%以上脱落，锥坡砌体有破损、松散等现象。鉴于中山桥以上病害的存在，对其进行了静动载检测试验。检测结论表明:该桥在一级加载完成后，桥梁挠度测点实测值大于理论计算值，结构校验系数在1.11～1.13之间，远远超过《公路旧桥承载能力鉴定方法》所规定的正常范围内;经检查发现，边主梁控制截面原有裂缝有明显开裂的趋势，部分开裂裂缝已经发展到腹板顶部翼板以下的位置，部分裂缝宽度略超出规范允许范围。在荷载试验下，测点残余变形比较大，弹性恢复能力较差，但仍能满足《公路旧桥承载能力鉴定方法》规定a1≤20%的要求。从动载试验结果看，实测频率大于理论计算值，说明该桥整体基本满足理论计算的要求，但阻尼比较大说明结构内部存在损伤。对桥面系、上部结构、下部结构各部分的综合评价结果:全桥技术状况指数BCI值为71.16，桥梁技术等级为C级，中山桥目前的承载能力不能满足汽—15的使用要求。

3 维修加固方案的设计

1)设计标准。中山桥现在承受能力不能满足汽—15的荷载要求，希望通过对该桥维修加固处理后，使中山桥满足城市—B级荷载要求，并且改善桥梁的工作状态，限制裂缝的发展，提高桥梁的耐久性，确保运营安全;考虑到交通车辆的增多，把车道数由原来的双向四车道改为双向六车道。

2)设计内容和目的。a.通过灌缝、修补混凝土破损、钢筋锈蚀等病害处理，消除典型病害对桥梁使用功能的损害，改善桥梁的受力性能，延长中山桥的使用寿命;b.凿除原有栏杆，新做人行栏杆，并增加人行道侧缘石，消除安全隐患并改善中山桥的外观;c.在桥面设置伸缩缝，改善桥梁受力及桥面病害，对桥台后一定距离的路面破除重修并与桥面接顺，改善行车舒适性;d.对桥台迎水面进行表面挂网批荡，修补破损的护坡，改善桥台的健康状况;考虑对墩身进行挂网批高强砂浆处理;e.由于中山桥投入使用已经有相当年限，墩身基础会有一定程度的冲刷，考虑对墩身基础进行防冲刷处理;f.对主梁梁底加大截面进行抗弯、抗剪加固，改善中山桥的受力，使其满足城市—B级的荷载要求;g.原桥排水系统欠缺排水管，桥下水迹斑驳，影响美观，考虑增加排水管，改善排水系统;h.原桥设计车道数为双向四车道，现取消机动车道与非机动车道间花坛，按照双向六车道进行加固设计。

4 维修加固施工植筋法的应用

4.1 植筋施工的工艺流程

清理原结构修整基材→标定孔位钻孔→用毛刷清孔后，再用干净的压缩空气清孔→配制胶粘剂，并用注射器注胶→用刷子将螺纹钢除锈，在钢筋上标记埋深，植入钢筋→留足够的时间固化，防止流胶→检验固化效果，合格后，绑扎钢筋网→立模、浇筑混凝土。

4.2 植筋施工中应注意的问题

1)施工中首先正确探测到梁内预应力筋的位置，认真标定孔位，注意并做到不在预应力管道上钻孔，避免危及到桥梁安全。2)植筋钻孔时，可使用冲击电钻，而严禁使用风镐，以避免危及T梁安全;钻孔孔深与锚筋埋设深度相同，孔位应避让构造钢筋，孔道应顺直。3)清孔时用毛刷反复掏刷，再以高压干燥空气吹孔，以清除灰尘，也可用高压水枪冲洗孔洞，但应在孔壁完全干燥后方可进行施工。4)用于维修加固的锚固用胶粘剂的安全性能指标应符合国家标准GB 50367-2006混凝土结构加固设计规范的A级胶要求。本次用的胶粘剂是环氧树脂材料(环氧树脂、固化剂、稀释剂)，经试验室做试验并认可使用的配合比(质量比)为环氧树脂E-44/HF型固化剂为100∶14。稀释时加18%左右的丙酮，夏季高温时固化剂用量适当减少。在配制时应随配随使用，一次配量一般以3 kg～4 kg为宜，用时搅拌均匀，使用完毕要盖紧盛装环氧树脂、固化剂、稀释剂容器的盖子，不要使其长期暴露在空气中，以防止混入异物或变质。由于环氧树脂材料易挥发、毒性大、会严重危害施工人员的健康，因此施工场所应保持良好的通风，施工操作人员应带上防护面罩和防护手套。5)用注射器将配好的胶粘剂从孔底逐渐向孔口注射，以保证孔洞内注胶饱满，注胶约为孔深的2/3处，将螺纹钢表面除锈清洁再用丙酮擦拭后，用力旋转插到孔底，直至钢筋标记与洞口齐平以保证埋置深度，将溢出的胶液刮净，再用软木塞堵住洞口，以防漏胶。6)在胶粘剂固化过程中，一定要避免振动等情况发生，一般植筋后12 h内不得扰动钢筋，以免影响固化效果。当固化完成后，钢筋的锚固力满足设计要求时，即可绑扎钢筋网、立模、浇筑混凝土。如发现流胶、孔洞内胶液不饱满，应重新植筋。

5 结语

在中山桥设计与施工中植筋法得到了很好的应用，取得了一定的成果，为今后类似桥梁的维修加固积累了经验;但是在施工中我们也发现，对原构造物采用现浇钢筋混凝土加固，虽然费用低，可是混凝土振捣困难，尤其在原混凝土表面病害多的情况下，劳动强度大。因此，今后应研究无需振捣就具有高强、高效、节能的高流态自密实混凝土在现浇混凝土及加固中的应用，更加积极地发明、推广应用于桥梁维修加固的新技术、新工艺、新材料、新设备。

[1]吴虹瑾，王建国.浅谈蕲州大桥加固处理[J].山西建筑，2010，36(19):326-327.