简析危桥维修加固技术

2011-12-31龚海平龙齐文

中国新技术新产品 2011年18期

龚海平龙齐文

（宜春市公路管理局宜丰分局，江西宜丰 336300）

1 危桥定义

所谓危桥，是指符合《公路桥梁养护技术规范》桥梁技术评定标准中五类危险状态的桥梁，即符合下列两项指标之一的桥梁：（1）桥梁重要部件出现严重的功能性病害，且有继续扩展现象；关键部位的部分材料强度达到极限，出现部分钢筋断裂，混凝土压碎或压杆失稳变形的破损现象，变形大于规范值，结构的强度、刚度、稳定性和动力响应不能达到平时交通安全通行的要求。（2）承载能力比设计降低25%以上。

2 常见的危桥加固方法

2.1 加大截面加固法

加大截面法,也称为外包混凝土加固法,是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。这种加固方法要求被加固的桥梁下部结构能够承受更多的自重,能够提供更高的承载力。通常情况下,以加厚桥面板或加大主梁的梁肋宽度为主。

2.2 预应力加固法

预应力加固法是采用外加预应力的钢拉杆对结构进行加固的方法,适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后所占用空间小的桥梁。可分为预应力拉杆加固和预应力撑杆加固,其中预应力拉杆加固主要用于受弯构件,以梁身为锚固体,通过预应力张拉对梁的受拉区域施加外力,以抵消结构本身的自重,减少车辆荷载作用下的应力,能够减少梁体出现过多的裂缝,以及减小裂缝宽度。预应力撑杆加固主要用于桥梁下部结构的轴心受压墩柱,但在实践中桥梁墩柱加固也很少采用这种方法。

2.3 外部粘钢加固法

外部粘钢加固法是一种采用化学粘结剂将钢板直接粘贴在混凝土构件表面,使之与构件形成受力整体,以提高承载力、增大延性、刚度和满足正常使用要求的加固方法。

2.4 粘贴FRP加固法

粘贴FRP加固法是采用高强度或高弹性模量的纤维复合材料,用专门配置的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件表面,使之与原构件形成整体共同受力的加固方法。目前,结构工程中常用的FRP材料有玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维3种,其中以碳纤维增强复合材料应用更多。

3 危桥维修加固实例分析

某公路桥梁建于20世纪80年代，全长187.8m，上部结构为8孔21.5m的钢筋混凝土刚架拱桥，矢跨比为1/6，桥面总宽度32.0m+2×1.25m，设计荷载为汽-超20、挂120。桥跨横向设14片拱片，每孔以2道横隔板、13道横系梁和12道微弯板以及6cm钢筋混凝土桥面铺装进行连接。下部构造为单排10根直径为1.2m的钻孔灌注桩，梯形盖梁，群桩基础组合桥台。由于该桥使用年限较长，加之交通量很大，大吨位车辆通过频繁，并受当时设计及施工条件限制，大桥存在较多问题，为确保交通安全，满足道路使用功能，亟待进行维修加固。

3.1 加固前病害调查

通过对旧桥现状进行综合检测，掌握桥梁的损害及老化程度，病害情况如下。

①主拱片开裂：大、小结点混凝土均出现斜向裂缝，最大宽度达0.2mm；实腹段跨中5m区域存在竖向受力裂缝，最大宽度达1.0mm，裂缝间距20cm~40cm。

②弦杆、横系梁、微弯板开裂：弦杆存在较多竖向裂缝，最大宽度达0.5mm，间距20cm~60cm。约有20%的横系梁出现混凝土竖向裂缝，最大裂缝宽度达1mm；10%的横系梁与主拱片的接头部位混凝土开裂。60%的微弯板存在沿纵桥向的开裂，部分微弯板底面严重网裂、混凝土破碎，微弯板加筋肋存在多条竖向裂缝，最大宽度达1.2mm。

③桥面系病害：在新旧桥结合部位的桥面铺装层出现纵向开裂。5#孔桥面局部沉陷，面积约为6.0m2。伸缩缝严重损坏，TST填缝料沿横桥向开裂，缝宽最大达3.5mm，且伴有跳车现象。个别泄水管缺失，多数泄水管外壁渗水，导致泄水直接侵蚀到主拱片混凝土。人行道板及栏杆混凝土有较为严重的损坏。

3.2 加固方案

根据检测结论、原设计文件、工程地质资料，经综合分析比较后，提出如下的加固处治方案。

①主拱片加固：对主拱片实腹段以及上弦杆上的混凝土裂缝进行修补处理，裂缝宽度＞0.2mm时，用化学灌浆法修复；裂缝宽度＜0.2mm时，用环氧树脂修复。裂缝修补后，采用粘贴碳纤维布法对主拱片实腹段进行加固，以提高实腹段的截面抗力。

②横系梁、横隔板及主拱腿加固：采用增大截面法进行加固。首先对与拱片连接部位有开裂的横系梁恢复原有联结，再采用植筋挂钢筋网，然后现浇混凝土对部分横系梁、横隔板及主拱腿进行加固。将横系梁更换为横隔板，加强截面强度，提高桥跨结构的横向刚度及承载能力。横桥向钢筋需钻孔穿过实腹板、上弦杆混凝土，钢筋钻孔安装完毕后采用压力灌浆的方法进行灌注结构胶锚固。

③全桥面加固：拆除原有微弯板，更换为钢筋混凝土连续行车道板；铺筑1层4cm厚沥青混凝土磨耗层以改善桥面行车舒适性，外侧设50cm宽的墙式混凝土防撞护栏；桥面设双向1.2% 横坡，并重新设置排水管，加强桥面的防排水能力；将现有TST伸缩缝更换为毛勒伸缩缝。

④凡构件中存在钢筋锈蚀、混凝土胀裂脱落以及其他混凝土裂化损伤的部位均采用环氧砂浆、NSF改性砂浆、粘贴玻璃丝布等方法进行修补处理。

3.3 加固效果

为检验加固效果，通过工后荷载试验评估加固后的主体结构是否满足设计荷载状态下的正常使用要求。试验结果表明：加固后在试验荷载作用下桥跨结构可达到设计荷载，能够保证正常行车使用。

4 加强桥梁检查，确保桥梁质量

各负责单位要对所管养的桥梁每三年应组织一次检查，检查工作按《公路养护技术规范》（JTJ073-96）中定期检查的程序和要求执行。县级公路管理机构对所管养的桥梁每季度应进行一次检查，检查工作按《公路养护技术规范》（JTJ073-96）经常检查的程序和要求执行。

各责单位要对所管养的桥梁要做好专人观测、记录、建档等工作。技术状况为三类的桥梁每月观测一次，技术状况为四类的桥梁每7天观测一次，交通流量特别大、超载车辆多的线路上的四类桥，每三天观测一次，三、四类桥梁遇大、暴雨天气每天观测一次。

桥梁维修加固工程施工时，施工单位应按照有关标准、规范的规定在桥梁两端设置安全警告标志，必要时还应安排专人维护交通，确保行车安全。如桥梁维修加固期间禁止车辆通行，应拟定适当的绕行路线，在绕行路口设立明显的指路标志，并向社会公示。

加强危桥改造项目质量监督管理和安全监督行业管理，严格按规定制定监督大纲，明确监督工作重点，实施质量监督工作，以设计文件、相应技术规范和质量检验评定标准为依据，加强重点部位、重点工序质量监督检查，有效规范参建单位和人员的质量行为，质量监督覆盖率达到100%。

认真督促建设单位结合工程实际情况，合理安排进度，坚持质量第一原则，不得赶抢工期，防止由于违反合理工期造成质量和安全隐患。加大各项技术方案的审查管理力度，认真落实精细化施工要求，强化过程质量控制，加强桥梁强度、刚度及稳定性验算，着力解决好桥梁裂缝、预应力孔道压浆不饱满、钢筋保护层不足等薄弱环节和质量通病问题，确保桥梁工程质量。