旧桥加固利用技术研究

2012-08-15李建立

黑龙江交通科技 2012年3期

李建立

(保定市公路管理局)

1 工程概况

大桥全长284.5 m，设计为钢筋混凝土箱梁，梁部均设双支座支承。桥分两幅，梁部结构两幅相同，分为三联，跨径组合为(18+4×17.25)+(6×17.25)+(2×20+3×18)m。桥上部结构均为120 cm等厚箱梁，单箱单室，粱箱宽4.5 m，翼缘悬臂长2.0 m。中腹板宽度为0.3 m，在支座附近3.75 m范围宽度渐变为0.7 m。桥面均为单向坡，故桥面横坡均采用结构找坡。梁体与支座间利用楔形块调平。桥面铺装层采用等厚10 cm沥青混凝土铺装层。桥面宽0.25(防撞护栏)+8.0(行车道)+0.25(防撞护栏)。该桥桥墩均为T形桥墩，托盘尺寸为2.8×0.9×1.2 m，墩柱为1.3×0.9 m带倒圆弧的矩形柱。地面下为2.8×2.8×1.5 m承台接直径为1.8 m的挖孔桩。设计道路等级:城-A级。

2 旧桥加固改造

2.1 旧桥现状

旧桥加固改造工程，与同类型的新建桥梁不同，是由旧桥的基础资料控制设计，由于旧桥的变形、位移及施工误差，与原设计差异大。故在对大桥进行加固之前，有专业的检测单位对该桥进行了检测评估及荷载试验，在检测评估中发现该桥的底板上有较为密集的横向裂缝，个别裂缝超过了0.2 mm，根据《公路桥涵养护规范》被评为D级。后来相关单位对该桥做了荷载试验结论为承载力不足，要求进行加固处理。

2.2 原因分析

通过分析，引起旧桥箱梁底板裂缝的原因为，本身该桥是钢筋混凝土箱梁，根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计通用规范》该种桥梁是允许带裂缝工作的，由于年久失修裂缝不断开展，雨水侵入钢筋有所锈蚀、温度变化，冻融破坏使混凝土强度有所降低钢筋有所锈蚀，加之交通量增加，裂缝进一步开展，出现了裂缝宽度较大，承载力有所下降。

3 加固方案

(1)加固方案本着安全性、可靠性、经济性和可行性的原则，对该大桥进行加固设计。对该大桥，提出以下整治措施。

①根据理论计算结果边跨的内力最大，是结构受力的最不利跨，对每幅两个边跨的主梁底板进行粘贴钢板加固，提高其承载力和刚度，使其满足承载力要求;②对其余各跨的主梁底板进行粘贴碳纤维布加固，使其抗弯承载力大大提高，满足设计要求。

(2)技术要点。

①裂缝修补。

a表面封闭修补法。

利用混凝土表层微细独立裂缝或网状裂纹的毛细作用吸收低粘度且具有良好渗透性的裂缝封闭修补胶液封闭裂缝通道，提高结构的耐久性。先对裂缝封闭范围的混凝土表面采用手提砂轮机打磨除去表层污渍，打磨范围应超出裂缝四周各200 mm，打磨至露出混凝土新面，经检查合格后，再用吹风机或空压机吹风清洁，并用丙酮涂刷或擦拭进一步清洁裂缝封闭范围的混凝土表面。用毛刷或胶辊粘胶涂刷于要求裂缝封闭的混凝土表面。封缝胶应分两次纵横向涂刷，后次纵向(或横向)涂刷应在前次横向(或纵向)涂刷胶液成膜并指触干燥时进行。每次涂刷应细密重迭和均匀，保证涂刷胶液不流淌或流淌后应即时补刷，胶液固化后胶膜均匀、密实封闭裂缝。

b裂缝填充密封修补法。

沿裂缝走向按设计和规范规定的剖面尺寸骑缝凿槽或切槽，凿槽或切槽应延伸过裂缝末端，槽的端头应做成弧形，以避免该处应力集中。凿槽或切槽完成后，应吹风清洁干净。

②粘贴钢板。

应首先对待贴钢板区进行放样，用磨光机的钢砂轮清除表面的浮浆和疏松物，一般去除混凝土表面使粗骨料外露，不平的地方应凿毛凿平，用压缩空气去除粉尘，再用丙酮擦试表面。此外，表面不能沾有油污，对于表面有裂缝、漆皮、松散、剥落等病害。黏贴前对钢板进行打磨，使其出现金属光泽，然后用化学螺栓进行固定，待钢板焊接完毕后进行压力灌胶。

③粘贴碳纤维布。

本次加固采用双层碳纤维布进行加固，碳纤维布在每一跨都延伸到支座位置。碳纤维布沿纤维受力方向的搭接长度不应小于100 mm，其搭接位置应相互错开。绕过箱梁下部的外倒角时，构件的截面棱角应在粘贴前打磨成圆弧面，圆弧半径为20 mm。

施工前应清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层，并保证被粘贴的混凝土表面应打磨平整、除去表层浮浆、油污等杂质、直至完全露出混凝土结构新面，表面应清理干净并保持干燥。